教学用plc控制系统实验装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种教学用PLC控制系统实验装置，该实验装置的实验面板上安装有实验器件，实验器件中的行程开关、显示仪表和指示灯设在实验面板的上部，PLC控制器、扩展模块、接线端子、中间继电器、第一、二空气开关、固态继电器、交流接触器和电源设在实验面板的中部，按钮和PC插接口设在实验面板的下部，实验面板上还设有N条凹下的线槽，N条线槽分布在各实验器件周围，且N条线槽之间相互连通，接线端子底面的接线管脚通过实验面板后面的导线与PLC控制器和扩展模块的相应管脚连接，PC插接口底面的接线管脚通过实验面板后面的导线与PLC控制器的通讯管脚连接；本实用新型能逼真地模仿实际系统，从而提高学生的动手实践能力。
【专利说明】教学用PLC控制系统实验装置
[0001](一)、【技术领域】:本实用新型涉及一种PLC控制系统实验装置，特别涉及
[0002]一种教学用PLC控制系统实验装置。
[0003](二)、【背景技术】:目前，PLC课程已成为工科院校中电气工程类、自动化类及机电一体化类专业的一门实践性很强的专业基础课，但大多数的高校仍以书本教学为主，虽然有的院校采用仿真软件进行辅助教学，对提高学生的学习兴趣有一定的效果，但仿真与实际情况相差甚远，特别是一旦联系到生产实际，学生往往无从下手，根本达不到提高学生动手实践的能力。
[0004]目前，应用于PLC教学的控制系统有以下几种形式:一、只配置PLC主机，用LED显示灯来判断程序的运行状态，这种教学形式学生只能对编写的程序进行简单验证，没有条件进行外围设备的连接与控制；二、小型PLC实验箱，选取一些经典的被控对象，在实验面板上用LED显示灯和按钮等器件来模拟这些被控对象，这种方式在实验箱外引出许多插孔，学生只需用插接的方式连接导线，这对提高学生的实践动手能力来说效果甚微，也不便于学生对实际情况的理解；三、实物对象，利用实物对象搭建PLC控制系统训练平台，学生感受直观，教学效果较好，但是这种实物对象不仅价格昂贵，而且常常体积较大，很多学校难以承受。
[0005](三)、实用新型内容:
[0006]本实用新型要解决的技术问题是:提供一种教学用PLC控制系统实验装置，
[0007]该实验装置能逼真地模仿实际系统，从而提高学生的动手实践能力，而且其结构简单、使用方便。
[0008]本实用新型的技术方案:
[0009]一种教学用PLC控制系统实验装置，含有实验面板，实验面板上安装有实验器件，实验器件含有PLC控制器、扩展模块、指示灯、按钮、电源、行程开关、显示仪表、接线端子、中间继电器、第一空气开关、第二空气开关、固态继电器和交流接触器，行程开关、显示仪表和指示灯设在实验面板的上部，PLC控制器、扩展模块、接线端子、中间继电器、第一空气开关、第二空气开关、固态继电器、交流接触器和电源设在实验面板的中部，按钮设在实验面板的下部，实验面板上还设有N条凹下的线槽，N条线槽分布在各实验器件周围，且N条线槽之间相互连通，线槽中可放置各实验器件之间的连接导线，接线端子底面的接线管脚通过实验面板后面的导线与PLC控制器和扩展模块的相应管脚连接，接线端子为PLC控制器和扩展模块与其它实验器件之间的接线提供方便。
[0010]实验器件中还含有PC插接口，PC插接口设在实验面板的下部，PC插接口底面的接线管脚通过实验面板后面的导线与PLC控制器的通讯管脚连接，PC插接口 16上可连接移动PC，能够实现移动PC与多个实验装置通讯，也能够实现多个实验装置之间的通讯。
[0011]PLC控制器、扩展模块、接线端子、中间继电器、第一空气开关、第二空气开关和交流接触器通过导轨安装在实验面板上。
[0012]显示仪表含有电流表和电压表，用于测量实验电路中的电流与电压。
[0013]接线端子含有上接线端子和下接线端子，上接线端子和下接线端子分别位于PLC控制器的上面和下面，扩展模块位于PLC控制器的侧面。
[0014]PLC控制器的型号为:CPU222PLC，扩展模块的型号为:EM223或EM235。
[0015]使用该教学用PLC控制系统实验装置进行实验时，可按下几个方面操作:
[0016]1、设计控制方案；
[0017]2、选择所需设备与导线，包括数字量扩展模块与模拟量扩展模块；
[0018]3、连接相应的设备，连接时导线要布置在线槽内；
[0019]4、用万用表检查硬件电路；
[0020]5、进行I/O地址分配；
[0021]6、编写控制程序；
[0022]7、调试和运行程序并记录实验结果；
[0023]8、实验或实训完成后，拆卸所连接的导线并放置在相应的工具箱中。
[0024]学生在实验过程中，根据工业现场实际设计控制要求，有目的地编写I/O地址分配表，并在此基础上进行PLC外部硬件电路设计与连接以及PLC程序的编写，从而达到提高学生动手实践的能力。
[0025]本实用新型的有益效果:
[0026]1.本实用新型可构成一个小型的工控单元，通过线路的改接、模块的扩
[0027]展和设备的外接可以实现多种生产和自动控制过程的模拟，可以完整地再现工业现场，而且多个实验装置之间的PLC控制器还可以进行联网，具有较高的灵活性和仿真功能，能够完整逼真地再现工业现场。本实用新型能够为学生提供PLC技术的实践平台，极大地提高了 PLC实践环节的教学效果，提高了学生动手实践的能力，而且平台结构简单、使用方便、扩展性强、易于推广。
[0028](四)、【专利附图】
【附图说明】:
[0029]图1为教学用PLC控制系统实验装置的结构示意图；
[0030]图2为采用教学用PLC控制系统实验装置进行实验时设计的电路图；
[0031](五)、【具体实施方式】:
[0032]参见图1，图中，教学用PLC控制系统实验装置含有实验面板，实验面板上安装有实验器件，实验器件含有PLC控制器8、扩展模块9、10、指示灯3、按钮13、电源4、行程开关
1、显不仪表2、接线端子6、中间继电器7、第一空气开关5、第二空气开关17、固态继电器11和交流接触器12，行程开关1、显示仪表2和指示灯3设在实验面板的上部，PLC控制器8、扩展模块9、10、接线端子6、中间继电器7、第一空气开关5、第二空气开关17、固态继电器
I1、交流接触器12和电源4设在实验面板的中部，按钮13设在实验面板的下部，实验面板上还设有8条凹下的线槽15，7条线槽15分布在各实验器件周围，且8条线槽之间相互连通，线槽15中可放置各实验器件之间的连接导线，接线端子6底面的接线管脚通过实验面板后面的导线与PLC控制器8和扩展模块9、10的相应管脚连接，接线端子6为PLC控制器8和扩展模块9、10与其它实验器件之间的接线提供方便。
[0033]实验器件中还含有PC插接口 16，PC插接口 16设在实验面板的下部，PC插接口 16底面的接线管脚通过实验面板后面的导线与PLC控制器8的通讯管脚连接，PC插接口 16上可通过PPI通讯电缆连接移动PC，能够实现移动PC与多个实验装置通讯，也能够实现多个实验装置之间的通讯。
[0034]PLC控制器8、扩展模块9、10、接线端子6、中间继电器7、第一空气开关5、第二空气开关17和交流接触器12通过导轨14安装在实验面板上。
[0035]显示仪表2含有电流表和电压表，用于测量实验电路中的电流与电压。
[0036]接线端子6含有上接线端子和下接线端子，上接线端子和下接线端子分别位于PLC控制器8的上面和下面，扩展模块9、10位于PLC控制器8的侧面。
[0037]PLC控制器8的型号为:CPU222PLC，扩展模块9的型号为:EM223，扩展模块10的型号为:EM235。扩展模块9、10为数字量扩展模块，在PLC控制器8的I/O端子不能满足控制系统要求时进行扩展。
[0038]使用该教学用PLC控制系统实验装置进行实验时，可按下几个方面操作:
[0039]1、设计控制方案；
[0040]2、选择所需设备与导线，包括数字量扩展模块与模拟量扩展模块；
[0041]3、连接相应的设备，连接时导线要布置在线槽内；
[0042]4、用万用表检查硬件电路；
[0043]5、进行I/O地址分配；
[0044]6、编写控制程序；
[0045]7、调试和运行程序并记录实验结果；
[0046]8、实验或实训完成后，拆卸所连接的导线并放置在相应的工具箱中。
[0047]图2为采用该实验装置进行实验时设计的一个电路图的实例，图中，LI与N为整个控制电路提供交流电源，BI为整个控制回路提供24V直流电源，控制系统中的开关、按钮SB2-SB7以及行程开关PS1-PS2等输入信号一端接在CPU222或EM223的输入端子上，另一端接在直流电源BI的正极端；中间继电器线圈K1-K5 —端与CPU222的输出端子相连，另一端与BI的负极端相连，并把中间继电器的常开触点串接在指示灯H1-H4的电路中；若CPU222的I/O点不能满足控制系统要求时，采用EM223数字量扩展模块；若控制系统中运用到传感器时，采用EM235模拟量扩展模块。
【权利要求】
1.一种教学用PLC控制系统实验装置，含有实验面板，实验面板上安装有实验器件，实验器件含有PLC控制器、扩展模块、指示灯、按钮和电源，其特征是:实验器件还含有行程开关、显示仪表、接线端子、中间继电器、第一空气开关、第二空气开关、固态继电器和交流接触器，行程开关、显示仪表和指示灯设在实验面板的上部，PLC控制器、扩展模块、接线端子、中间继电器、第一空气开关、第二空气开关、固态继电器、交流接触器和电源设在实验面板的中部，按钮设在实验面板的下部，实验面板上还设有N条凹下的线槽，N条线槽分布在各实验器件周围，且N条线槽之间相互连通，接线端子底面的接线管脚通过实验面板后面的导线与PLC控制器和扩展模块的相应管脚连接。
2.根据权利要求1所述的教学用PLC控制系统实验装置，其特征是:所述实验器件中还含有PC插接口，PC插接口设在实验面板的下部，PC插接口底面的接线管脚通过实验面板后面的导线与PLC控制器的通讯管脚连接。
3.根据权利要求1所述的教学用PLC控制系统实验装置，其特征是:所述PLC控制器、扩展模块、接线端子、中间继电器、第一空气开关、第二空气开关和交流接触器通过导轨安装在实验面板上。
4.根据权利要求1所述的教学用PLC控制系统实验装置，其特征是:所述显示仪表含有电流表和电压表。
5.根据权利要求1所述的教学用PLC控制系统实验装置，其特征是:所述接线端子含有上接线端子和下接线端子，上接线端子和下接线端子分别位于PLC控制器的上面和下面，扩展模块位于PLC控制器的侧面。
6.根据权利要求1所述的教学用PLC控制系统实验装置，其特征是:所述PLC控制器的型号为:CPU222PLC，扩展模块的型号为:EM223或EM235。
【文档编号】G09B23/18GK204204291SQ201420676760
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年11月13日 优先权日:2014年11月13日
【发明者】卞和营, 代克杰, 宋月丽, 南亚明, 杜豪杰 申请人:平顶山学院