PLC教学实训平台（西门子S7-300系统）上海硕博教学设备公司

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2024年7月1日 PLC教学实训平台（西门子S7-300系统）PLC教学实训装置

SBPLX-01APLC教学实训平台（西门子S7-300系统）

PLC教学实训平台（西门子S7-300系统）PLC教学实训装置主要用于院校应用电子技术、电子制造技术与设备、电子信息工程技术等相关专业的日常教学工作，辅助学生进行各类竞赛训练中编程及接线模拟等练习。除以上功能外，也用于岗位培训、科研等项目需求。是集教学、实训、培训为一体的实训室。
《可编程控制器技术及应用》课程的理实一体化教学工作，及PLC实训教学任务，实训室配备了先进的多媒体教学设备，方便教师进行理论讲解和操作演示，提高教学效果。
PLC教学实训平台、在实训室中，学生将学习如何根据实际需求选择合适的PLC模块、设计合理的控制程序、进行安全可靠的安装调试，以及日常维护和故障排除等技能。通过实践操作，学生可以深入理解PLC控制技术的原理和应用，提高解决实际问题的能力。
PLC教学实训平台、除了主要承担PLC控制实训，还支撑维修电工高级职业技能等级考试，为维修电工高级考证提供技能培训和考核服务。

一、概述

PLC教学实训装置集可编程逻辑控制器、编程软件、仿真实训教学软件、实训模块、实训实物、电气实训网孔板、电气元器件模块等于一体。在本装置上，可直观地进行PLC的基本指令训练，多个PLC实际应用的模拟及实物控制训练。装置配备的主机采用应用广泛的西门子西门子S7-300（内置数字量输入16路数字量输出16路）可编程控制器，配套通信编程电缆、三相鼠笼异步电机，并提供实训所需的+24V/1A、+5V/1A直流电源。

本实训装置适合高职院校、职业学校、技校的机电设备安装与维修、机电技术应用、电气运行与控制、电气技术应用、电子电器应用与维修等专业和非机电类专业的《可编程控制器技术》、《电气及PLC控制技术》、《PLC及其应用》的实训。也适合技工学校、职业培训学校、职教中心、鉴定站的PLC实操、技能鉴定考核。

二、技术性能

1、输入电源：三相四线（或三相五线）～380V±10% 50Hz

2、工作环境：温度-10℃～+40℃ 相对湿度＜85%(25℃)

3、装置容量：＜500VA

4、重量：＜110Kg

5、外形尺寸：1600mm×750mm×1600mm

6、安全保护：具有漏电压、漏电流、过载保护装置

三、实训装置的基本配置及功能

1、实训控制屏（铁质双层亚光密纹喷塑结构）：挂放实训模块，内置滑槽，模块在实训屏上可任意移位。

2、实训桌：钢木结构，桌面为防火耐磨材料制作，具有放置工具抽屉、键盘托、显示器搁板。

3、网孔板：具有知识产权的网孔实训板，结构巧妙，实训时电气元件不需螺丝固定，只需一插一拉即可牢牢固定在网孔板上，省时省力，灵活快捷。

4、控制柜：

（1）交流电源控制单元

三相四线380V交流电源经空气开关后给装置供电，电网电压表监控电网电压，设有带灯保险丝保护，控制屏的供电由钥匙开关和启停开关控制，同时具有漏电告警指示及告警复位。

提供三相四线380V、单相220V电源各一组，由启停开关控制输出，并设有保险丝保护。

（2）定时器兼报警记录仪

定时器兼报警记录仪，平时作时钟使用，具有设定时间、定时报警、切断电源等功能；还可自动记录由于接线或操作错误所造成的漏电告警次数。

（3）直流电源、直流电压/电流表、逻辑输出及指示等

直流电压：0～10V可调输出；直流电流：4～20mA；直流数字电压表/电流表；电压表量程0～200V、输入阻抗为10MΩ、精度0.5级；电流表量程0～200 mA、精度0.5级；同时设有逻辑电平输出（点动、自锁）、逻辑电平指示、LED数码管、方向指示器、八音盒、直流24V继电器、信号转换座若干。

（4）主机实训组件

配置西门子西门子s7-300 CPU 313（I/O:16入16出）MPI通信口、通信编程电缆。

5、实训模块组件

序号	编号	控制对象实训模块	实训教学目标
1	SX1	抢答器/音乐喷泉	通过对抢答系统中各组人员抢答时序的监视和控制，掌握条件判断控制指令的编写方法；通过对音乐喷泉控制系统中“水流”及音乐的循环控制，掌握循环指令的编写方法。
2	SX2	装配流水线/十字路口交通灯	通过对“生产流水线”顺序加工过程及十字路口交通灯路况信号控制，掌握顺序控制指令的编写方法。
3	SX3	水塔水位/天塔之光	通过对“水塔水位”和“储水池水位”变化过程的判断，了解简单逻辑控制指令的编写方法。通过对天塔之光闪亮过程的移位控制，掌握移位寄存器指令的编写方法。
4	SX4	自动送料装车/四节传送带	通过对传送带启停、传送状态的控制和对货物在自动送料装车系统中流向、流量的控制，掌握较复杂逻辑控制指令的编写方法。
5	SX5	多种液体混合装置	通过对“液体混合装置”中不同液体比例及液体混合时搅拌时间的控制，掌握条件判断指令及各种不同类型的定时器指令的编写方法。
6	SX6	自动售货机	通过对用户投币数目的识别和自动售货机中各种“货物”的进出控制，掌握各种计数器指令及比较输出指令的编写方法。
7	SX7	自控轧钢机/邮件分拣机	通过对自控轧钢机和邮件分拣机材料（“钢锭“邮件”）来料数量、来料类别识别及对各种执行器（例如“电机”）启停时序的控制，掌握数值运算指令及中断指令的编写方法。
8	SX8	机械手控制/自控成型机	通过对机械手停留“位置”及自控成型机各方向“液缸位置”的控制，掌握一个完整工业应用系统中的较简单逻辑控制程序的编写能力。
9	SX9	加工中心	通过对加工中心中各方向“电机”运行方向及“刀库”进出刀、换刀过程的控制，掌握一个完整工业应用系统中的较复杂逻辑控制的编写能力。
10	SX10	四层电梯	通过对一个完整的四层电梯模型的综合控制，初步掌握PLC控制系统的分析、I/O分配、设计I/O接线图、接线、编程、调试等工作过程的综合知识。
11	SX11	步进电机/直线运动：（实物）步进电机系统由驱动电路、步进电机、刻度盘、指针等组成；直线运动系统由电机、同步带、光电传感器、导轨、移动块等组成。	通过利用PLC对步进电机及直线运动实物模块的控制，初步了解步进电机方向、拍数的控制及直线运动检测、定位控制。
12	WK1	典型电动机控制实操单元：交流接触器3只；时间继电器1只，3个按钮，3只交流指示灯，热继电器2只，元器件安装与网孔板配套的底座。	掌握一般强电系统的安装和调试工作过程知识，实现PLC方式的电机典型运行控制；掌握安装和调试PLC电气控制系统的有关知识。
13	WK2	网孔板	学会电气控制系统中各元器件的布局规划、安装、调试过程知识。

6.三相鼠笼异步电机，交流380V/△ 1台

7.PLC仿真实训软件主要功能和特点

（1）通过FLASH虚拟环境实时显示PLC的运行状态

（2）可以实现PLC虚拟接线，并对接线进行错误检查

（3）PLC编程训练、PLC程序编写测试等功能

（4）实现PLC运行模拟，对错误程序进行检查

四、实训项目

（一）PLC基本技能实训

1.PLC认知实训（软硬件结构、系统组成、基本指令练习、接线、编程下载等）

2.典型电动机控制实操实训（点动、自锁、正反转、星三角换接启动等）

3.PLC仿真实训

（二）PLC模拟控制应用实训

4.数码显示控制（实物）

5.抢答器控制（优先级、数值运算，具有声效功能）

6.天塔之光控制（闪烁、发射、流水型）

7.音乐喷泉控制（具有声效功能）

8.十字路口交通灯控制

9.水塔水位控制（自动/手动，自诊断）

10.自动送料装车系统控制

11.四节传送带控制

12.装配流水线控制

13.多种液体混合装置控制

14.自控成型机控制

15.自控轧钢机控制

16.邮件分拣机控制

17.自动售货机控制

18.机械手控制

19.四层电梯控制（实物）

20.加工中心控制（实物）

（三）PLC实物控制实训

21.直线运动位置检测、定位控制（实物）

22.步进电机运动控制（实物）

五、PLC教学实训平台配置清单

名称	型号	数量	单位
PLC主机	西门子s7-300 CPU 313（I/O:16入16出）	1	台
通讯电缆		3	条
实训模块	抢答器/音乐喷泉	1	块
	装配流水线/十字路口交通灯	1	块
	水塔水位/天塔之光	1	块
	自动送料装车/四节传送带	1	块
	多种液体混合装置	1	块
	自动售货机	1	块
电机软件实验台说明书连接线	自控轧钢机/邮件分拣机	1	块
	机械手控制/自控成型机	1	块
	加工中心	1	块
	四层电梯	1	块
	步进电机/直线运动	1	块
	电动机控制实操单元	1	块
	网孔板（350*550）	1	块
	交流380V三相鼠笼式异步电动机	1	台
	演示板原程序及编程软件	1	套
	组态软件MCGS	1	套
	仿真软件	1	套
	学生桌及控制屏	1	套
	实验指导	1	册
	实验连接线50CM自锁线	50	条
	15CM自锁线	10	条
	系统排线	1	条
	Ф4电机安全叠加连线	30	条

六、PLC仿真软件

前言

近年来，伴随着我国职业教育的大力发展，越来越多的学子有机会进入高等院校进行深造。然而伴随着学生人数的增多，学校的许多教学资源面临严峻的考验，特别是在师资以及实验设备上表现得尤为突出。这明显违背了职业教育强调"做与学一体化"培养技能型人才的目标。与此同时，实验设备因实验频率的提高必然导致损耗的加剧，增加了教学成本，这也是各学校面临的主要困难。为弥补PLC课程教学设备的不足，设计了一种基于不同品牌PLC的虚拟化仿真系统，该系统不仅可以直观、动态地模拟PLC在各种场景下的运行状态，还可通过该系统直观地显示PLC以及其他传感器的动作状态。虚拟化系统的引入有效地解决了原先仅使用PLC仿真而造成的教学枯燥无味、程序抽象难懂的问题，实现了PLC运行过程所见即所得的动态演示效果，进而达到较好的教学训练效果。

一、仿真功能

PLC仿真实训能和西门子、三菱、信捷、台达等PLC实物进行通信，用户使用网线、串口通信线将电脑和PLC连接到一起。也可以与虚拟PLC进行通信，用户这样就能让学生在实验室实物PLC数量不足的情况下每人都能用电脑进行PLC编程仿真。一体化数字孪生系统采集到PLC的I/O输入输出，可以通过钮子开关、轻触开关、拨码开关来改变PLC输入的值，然后根据PLC输出的值来控制相对应的LED灯亮灭、数码管显示、电机旋转。

二、模块功能

PLC仿真实训包含了：抢答器、音乐喷泉、装配流水线、交通灯等20多种典型常用工程应用模块。用户可以用鼠标旋转、缩放、移动各个模块从不同角度更方便地查看模型。界面中还有详细的I/O分配表、I/O状态监控，能让用户每时每刻监控PLC输入输出状态。

打开PLC综合仿真系统后系统会进入主界面，在主界面中用户可以点击开始仿真按钮进入模块选择界面。

PLC仿真实训在模块选择界面中共计有20多种模块选项，用户可以选择所需要的模块，用户可以点击下拉菜单查看更多模块。选择好模块后用户可以点击左侧的大图标按钮进入该模块的模拟仿真。PLC仿真实训提供有：抢答器、音乐喷泉、装配流水线等20多种模块。

进入模块仿真后用户可以看到该模块的三维模型，用户可以用鼠标对该模型进行缩放、平移、旋转操作，每个模块上面都配有开关、LED灯等元器件，用户可以点击钮子开关、轻触开关、拨码开关来切换开关状态。用户可以点击实物PLC、虚拟PLC按钮进入对应的仿真，用户可以点击显示状态监控按钮监控当前IO状态，点击打开IO分配图显示IO分配状态。

用户用鼠标点击开关时PLC程序里面对应的I0.0状态也会随之发生改变，当PLC程序中Q0.0状态发生改变时该仿真软件对应的LED灯显示状态也随之发生改变。用户就可以直观、动态地观察PLC在各种场景下的运行状态。