JGSBGZS-01A 工業(yè)自動化綜合實驗考核裝置
一、概述
工業(yè)自動化實驗考核設(shè)備是集單片機、可編程控制器 (PLC) 、變頻調(diào)速器于一體的工業(yè)自動控制理論的理想實驗實訓(xùn)考核設(shè)備。
單片機：采用目前廣為流行的 51 系列單片機，并配有 51 仿真器及編程器，實驗系統(tǒng)采用掛箱結(jié)構(gòu)和多功能實驗考核系統(tǒng)。因此實驗設(shè)備不僅僅局限于實驗，同時可以進行單片機的程序開發(fā)和單片機的考核，還提供多種參考實驗程序，是目前較為全面的單片機實驗考核系統(tǒng)。
可編程控制器 (PLC) ：采用目前較為流行的日本三菱 FX1N 主機，實驗程序采用掛箱結(jié)構(gòu)，主機所有 I/O 口通過接線端子輸出，與各實驗掛箱的連接極為方便，所有連接均采用接插件形式，插撥方便、接觸可靠、連線快捷，可以反復(fù)使用。實驗裝置提供典型的工控實驗程序，通過實驗實訓(xùn)程序可以了解和掌握 PLC 的原理及工作過程，為參加工作打下堅實基礎(chǔ)。
變頻器：采用日本三菱 FR-A840-1.5K 主機，主機所有接口通過接線端子輸出，使學(xué)生通過實驗極易掌握變頻器的原理和運用，是目前較為理想的變頻器實驗裝置。
二、外形尺寸及電氣參數(shù)：
1、實驗臺：外形尺寸： 1600mm×700mm×760mm
1、實驗屏尺寸： 1500mm×800mm
3、輸入電壓： AC380V±10% 50Hz
4、輸出電壓： AC380V AC220V DC24V DC5V
5、具有三相漏電保護：
6、具有緊急停止開關(guān)：
7、 PLC 主機型號：三菱 FX1N-40MR
8、變頻器主機型號：三菱 FR-A840-1.5K
9、 51 仿真器型號：集成一體化仿真器
10、裝置容量： <1.5KVA
三、產(chǎn)品特點
1、裝置采用組件式結(jié)構(gòu)，更換便捷，如需要擴展功能或開發(fā)新的實驗項目，只需添加部件即可。
2、實驗對象形象逼真，接近工業(yè)現(xiàn)場的實際應(yīng)用，通過本裝置的訓(xùn)練，學(xué)生很快就能適應(yīng)現(xiàn)場工作。
3、綜合性強：集 PLC 、單片機、變頻調(diào)速原理與綜合運用于一體。
4、應(yīng)用廣泛：適合綜合實驗、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計。
5、數(shù)據(jù)采集和工控組態(tài)軟件的應(yīng)用開發(fā)，所有實驗項目均有組態(tài)棒圖跟蹤教學(xué)。
四、實驗裝置的配置及功能
本裝置主要由實驗屏、實驗掛箱及器材、實驗桌組成。
（一）實驗屏
鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu)，鋁質(zhì)面板。為實驗提供交流電源、直流電源、恒流源、測量儀表、模擬量調(diào)節(jié)器、定時器等。
1、提供 380V 交流電源及 220V 交流電源，具有漏電及短路保護功能。
2、直流可調(diào)穩(wěn)壓電源： 0-10V 連續(xù)可調(diào)一路。
3 、固定直流穩(wěn)壓電源： ±12V 、 +24V 、 +5V ，具有過載保護。
4、恒流源： 0-20mA 連續(xù)可調(diào)恒流源。
5、一組 BCD 撥碼器及一路模擬量調(diào)節(jié)器。
6、實驗管理器，平時作為時鐘使用，可定時報警，給實驗或考核設(shè)定一個統(tǒng)一時間。
7、外測數(shù)顯電壓表一只，精度 0.5 級，量程 0-100V 。
8、外測數(shù)顯電流表一只，精度 0.5 級，量程 0-1000mA 。
（二）實驗掛箱及器材
1、 PLC 可編程控制器實驗掛箱（一）
包含以下實驗?zāi)K：搶答器 / 音樂噴泉 / 裝配流水線 / 交通信號燈 / 自動供水 / 天塔之光
2、 PLC 可編程控制器實驗掛箱（二）
包含以下實驗?zāi)K：自動送料裝車 / 四節(jié)傳送帶 / 多種液體混合裝置 / 自動售貨機 / 自控軋鋼機 / 郵件分揀機
3、 PLC 可編程控制器實驗掛箱（三）
包含以下實驗?zāi)K：機械手控制 / 自控成型機 / 加工中心
4、 PLC 可編程控制器實驗掛箱（四）
包含以下實驗?zāi)K：四層電梯 / 基礎(chǔ)實驗 / 中間繼電器
5、 PLC 可編程控制器實驗掛箱（五）
包含：三菱 PLC 主機 FX1N-40MR 24 點輸入 16 點輸出 ，模擬量模塊 FX0N-3A 2 路模擬量輸入 1 路模擬量輸出
6、單片機綜合開發(fā)系統(tǒng)實驗掛箱（一）
（ 1 ）中英文雙平臺支持：自主開發(fā)的集成環(huán)境，提供單步、斷點、連續(xù)等豐富的調(diào)試手段。內(nèi)置雙蹤。同時配備開發(fā)應(yīng)用版和示教綜合版集成軟件，形成了仿真開發(fā)與教學(xué)實驗相結(jié)合的多用途實驗型開發(fā)系統(tǒng)，充分激發(fā)了學(xué)生的動手及思維能力，有效提高了實驗效率、實驗成功率和教學(xué)質(zhì)量；同時支持 Keil 軟件，與優(yōu)秀的嵌入式集成開發(fā)環(huán)境實現(xiàn)無縫連接！
（ 2 ）獨創(chuàng)的 FlashDown 仿真技術(shù)，采用專用下載芯片，可實現(xiàn) P0 、 P2 總線和 I/O 口全功能。
對目標(biāo)處理器的支持從 8051/8751 、 8088 到 PC 計算機，高度智能的后臺監(jiān)控及 CPU 選擇開關(guān)令目標(biāo) CPU 的切換靈活自如。
3 ）獨創(chuàng)的 ISA 通用插座設(shè)計，充分開放，自由設(shè)計，使接口實驗項目由平面到立體無限延伸，可適配 ISA 實驗擴展卡，亦可由學(xué)生自行設(shè)計實驗?zāi)K，培養(yǎng)獨立設(shè)計與動手能力，直接面向課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計及電子競賽。 PCI 總線實驗支持，強大的 PC 計算機資源與實驗裝置的完美組合，支持 Win9X/2000/NT/XP/2003 及 DOS 操作系統(tǒng)，支持實模式、保護模式下的 I/O 設(shè)備、存儲器及中斷的訪問，支持匯編語言及高級語言編程（ PCI 卡需要另購）。
（ 4 ）高效的 PACK 實驗擴展，靈活設(shè)計，任意疊加，對創(chuàng)新實驗項目 USB1.1/2.0 、 TCP/IP 、 CAN-bus 等完美擴展支持。
（ 5 ）自帶鍵盤、顯示器，能獨立運行，也可以 PC 機為操作平臺。兩種工作方式任意選擇，均全面支持《單片機原理與應(yīng)用》等課程的實驗教學(xué)。
（ 6 ）系統(tǒng)采用緊耦合多 CPU 技術(shù)， 用 51 單片機作為系統(tǒng)管理 CPU ， 8032 或 438 作為目標(biāo)機仿真與實驗 CPU ，其軟硬件資源 100% 出借。
（ 7 ）目標(biāo) CPU8032/438 采用主頻為 6MHz ，向用戶提供實驗方式和兩種仿真方式（ RAM 方式和 EPROM 方式）。
（ 8 ）配有二片 RAM 61C256 構(gòu)成系統(tǒng)的 64K 程序空間，地址范圍為 0000H~0FFFFH ，還配一片 61C256 （ 32K ）作為用戶設(shè)置的斷點區(qū)（ BPRAM ）。
（ 9 ）實驗項目完整豐富，與課程教學(xué)緊密結(jié)合，同時配有電機、溫控、音響等實驗對象，可支持控制應(yīng)用類綜合實驗。
（ 10 ）系統(tǒng)接口實驗電路為單元電路方式，電路簡捷明快，采用扁平線、排線、雙頭實驗導(dǎo)線相結(jié)合的辦法，進一步簡化了實驗電路連接環(huán)節(jié)，既減輕繁瑣的連線工作，又提高學(xué)生的實驗工作能力。
（ 11 ）通過 RS232 通信接口，在 Windows 集成軟件的支持下，利用上位機豐富的軟件硬件資源，實現(xiàn)用戶程序的編輯、編譯、調(diào)試運行，提高實驗效率。
（ 12 ）具有最豐富的調(diào)試手段，系統(tǒng)全面支持硬件斷點，可無限制設(shè)置斷點，同時具有單步、宏單步、連續(xù)運行及無限制暫停等功能， 100% 保護用戶現(xiàn)場，返回監(jiān)控。
10、變頻調(diào)速實驗掛箱（一）
配置三菱 FR-A840-1.5K 變頻器，帶有 RS485 通信接口及操作面板
11、變頻調(diào)速實驗掛箱（二）
配置 3 只交流接觸器、 3 只按鈕、 3 只中間繼電器
12、工控組態(tài)軟件一套：打開軟件編程環(huán)境，任何實訓(xùn)都可以編輯出形象直觀動感強、數(shù)字效果好的組態(tài)棒圖，并進行實訓(xùn)動態(tài)跟蹤教學(xué)。
13、 PLC 仿真教學(xué)軟件一套：
（ 1 ）通過 PLASH 虛擬環(huán)境實時顯示 PLC 的運行狀態(tài)
（ 2 ）可以實現(xiàn) PLC 虛擬接線，并對接線進行錯誤檢查
（ 3 ） PLC 編程訓(xùn)練、 PLC 程序編寫測試等功能
（ 4 ）實現(xiàn) PLC 運行模擬，對錯誤程序進行檢查
14、電機導(dǎo)軌、光碼盤測速系統(tǒng)一套
包含光碼盤測速系統(tǒng)（配有進口光電編碼器）及固定電機的不銹鋼導(dǎo)軌等，不銹鋼導(dǎo)軌平整度好，無應(yīng)力變形。
15、三相鼠籠異步電動機一臺 380V Y/ △接法
（三） SBDG-02 實驗桌：鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu)，桌面為防火、防水、耐磨高密度板，設(shè)有抽屜及元器件儲存柜，帶有剎車的方向輪，便于移動和固定。
（四）實驗內(nèi)容：
（ 1 ）單片機單元：
單片機原理實驗
實驗一 系統(tǒng)認識實驗
實驗二 數(shù)碼轉(zhuǎn)換實驗
1.BCD整數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制整數(shù)
2.二進制整數(shù)轉(zhuǎn)換為十進制整數(shù)
實驗三 運算程序設(shè)計實驗
1.多字節(jié)加法程序
2.雙字節(jié)無符號數(shù)乘法
3.雙字節(jié)除法
實驗四 查表程序設(shè)計實驗
1.采用查表的方法將 16 進制數(shù)轉(zhuǎn)換為 ASCII 碼
2.通過查表實現(xiàn) y=x2
實驗五 數(shù)據(jù)排序?qū)嶒?
實驗六 位操作實驗
第 3 章 單片機集成功能模塊實驗
實驗一 數(shù)字量輸入輸出實驗
1.P1口 I/O 實驗
2.P1口流水燈實驗
實驗二 中斷控制實驗
1.定時器中斷
2.外部中斷
實驗三 定時／計數(shù)器實驗
1.定時器實驗
2.計數(shù)器實驗
實驗四 串行通信實驗
1.自發(fā)自收實驗
2.雙機通信實驗 5
實驗五 片內(nèi)看門狗應(yīng)用實驗
實驗六 片內(nèi) EEPROM 應(yīng)用實驗
單片機接口擴展應(yīng)用實驗
實驗一 存儲器擴展實驗
實驗二 I/O 擴展實驗
實驗三 8255 并行口實驗
1.8255 A/B/C口輸出方波
2.8255 PA輸入／ PB 輸出
3.8255控制交通燈
實驗四 A/D 0809 模數(shù)轉(zhuǎn)換實驗
實驗五 D/A 0832 數(shù)模轉(zhuǎn)換實驗
實驗六 鍵盤與顯示設(shè)計實驗
實驗七 LCD 128 × 64 液晶顯示實驗
實驗八 LED 16 × 16 點陣顯示實驗
實驗九 音頻驅(qū)動實驗
實驗十 繼電器控制實驗
實驗十一 步進電機控制實驗
實驗十二 直流電機控制實驗
實驗十三 數(shù)字溫度傳感器實驗
實驗十四 V/F 轉(zhuǎn)換實驗
實驗十五 PWM 輸出實驗
實驗十六 實時時鐘實驗
實驗十七 紅外遙控實驗
實驗十八 并串與串并轉(zhuǎn)換實驗
實驗十九 AT24C02 串行存儲器讀寫實驗
實驗二十 X5045P 看門狗應(yīng)用實驗
實驗二十一 串行 A/D 轉(zhuǎn)換實驗
實驗二十二 串行 D/A 轉(zhuǎn)換實驗
實驗二十三 8251 串行通信應(yīng)用實驗
實驗二十四 8253 定時／計數(shù)器應(yīng)用實驗
實驗二十五 8259 中斷器控制實驗
（ 2 ） PLC 可編程控制器單元：
1．郵件分揀機實驗系統(tǒng)
2．電梯控制實驗系統(tǒng)
3．機械手實驗系統(tǒng)
4．五相步進電機控制實驗系統(tǒng)
5．電機控制實驗系統(tǒng)
6．七段數(shù)碼實驗系統(tǒng)
7．天塔之光實驗系統(tǒng)
8．交通信號等自控和手控實驗系統(tǒng)
9．水塔水為自動控制按系統(tǒng)
10．自控成型機實驗系統(tǒng)
11．自控扎剛機實驗系統(tǒng)
12．多種液體混合控制實驗系統(tǒng)
13．自動送料裝車實驗系統(tǒng)
14． PLC 控制電機直接啟動實驗
15． PLC 控制電機正反轉(zhuǎn)線路實驗
16． PLC 控制電機 Y/ △啟動線路實驗
（ 3 ） PLC 、變頻調(diào)速綜合實驗：
1、變頻器功能參數(shù)設(shè)置與操作
2、變頻器報警與保護功能
3、外部端子點動控制
4、變頻器控制電機正反轉(zhuǎn)
5、多段速度選擇變頻調(diào)速
6、變頻器無級調(diào)速
7、基于外部模擬量（電壓 / 電流）控制方式的變頻調(diào)速
8、瞬時停電啟動控制
9、 PID 變頻調(diào)速控制
10、 PLC 控制變頻器外部端子的電機正反轉(zhuǎn)
11、 PLC 控制變頻器外部端子的電機運行時間控制
12、基于 PLC 數(shù)字量控制方式的多段調(diào)速
13、基于 PLC 數(shù)字量控制變頻開環(huán)調(diào)速
14、基于 PLC 通信方式的的變頻器開環(huán)調(diào)速
四、配置清單
序號 |
名稱 |
型號 |
數(shù)量 |
單位 |
1 |
PLC實訓(xùn)臺 |
實訓(xùn)屏 |
1 |
臺 |
2 |
實訓(xùn)桌 |
1 |
張 |
|
3 |
電腦桌 |
1 |
張 |
|
4 |
通訊線 |
通信編程電纜（光電隔離） |
1 |
條 |
5 |
PLC實訓(xùn)模塊 1 |
搶答器 / 音樂噴泉 / 裝配流水線 / 交通信號燈 / 自動供水 / 天塔之光 |
1 |
塊 |
6 |
PLC實訓(xùn)模塊 2 |
自動送料裝車 / 四節(jié)傳送帶 / 多種液體混合裝置 / 自動售貨機 / 自控軋鋼機 / 郵件分揀機 |
1 |
塊 |
7 |
PLC實訓(xùn)模塊 3 |
機械手控制 / 自控成型機 / 加工中心 |
1 |
塊 |
8 |
PLC實訓(xùn)模塊 4 |
四層電梯 / 基礎(chǔ)實驗 / 中間繼電器 |
1 |
塊 |
9 |
PLC實訓(xùn)模塊 5 |
FX1N-40MR+FX0N-3A |
1 |
塊 |
10 |
變頻調(diào)速實驗掛箱（一） |
三菱 FR-A840-1.5K 變頻器 |
1 |
塊 |
11 |
變頻調(diào)速實驗掛箱（二） |
3只交流接觸器、 3 只按鈕、 3 只中間繼電器 |
1 |
塊 |
12 |
單片機實驗掛箱 |
1 |
塊 |
|
13 |
雙速三相異步電動機 |
380V/180W |
1 |
臺 |
14 |
電機導(dǎo)軌 |
導(dǎo)軌 +1024 編碼器 + 轉(zhuǎn)速表 |
1 |
套 |
15 |
軟件 |
演示板原程序及編程軟件 |
1 |
套 |
16 |
說明書 |
實驗指導(dǎo) |
2 |
冊 |
17 |
連接線 |
自鎖實驗疊插連接線 100CM |
40 |
條 |
18 |
自鎖實驗疊插連接線 30CM |
10 |
條 |
|
19 |
手槍式實驗疊插連接線 |
10 |
條 |
。
