JGSBGZS-01A 工業自動化綜合實驗考核裝置

一、概述

工業自動化實驗考核設備是集單片機、可編程控制器 (PLC) 、變頻調速器于一體的工業自動控制理論的理想實驗實訓考核設備。

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，實驗系統采用掛箱結構和多功能實驗考核系統。因此實驗設備不僅僅局限于實驗，同時可以進行單片機的程序開發和單片機的考核，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。

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構，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，可以反復使用。實驗裝置提供典型的工控實驗程序，通過實驗實訓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。

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：

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：

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、產品特點

1、裝置采用組件式結構，更換便捷，如需要擴展功能或開發新的實驗項目，只需添加部件即可。

2、實驗對象形象逼真，接近工業現場的實際應用，通過本裝置的訓練，學生很快就能適應現場工作。

3、綜合性強：集 PLC 、單片機、變頻調速原理與綜合運用于一體。

4、應用廣泛：適合綜合實驗、課程設計、畢業設計。

5、數據采集和工控組態軟件的應用開發，所有實驗項目均有組態棒圖跟蹤教學。

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

鐵質雙層亞光密紋噴塑結構，鋁質面板。為實驗提供交流電源、直流電源、恒流源、測量儀表、模擬量調節器、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、直流可調穩壓電源： 0-10V 連續可調一路。
3 、固定直流穩壓電源： ±12V 、 +24V 、 +5V ，具有過載保護。

4、恒流源： 0-20mA 連續可調恒流源。

5、一組 BCD 撥碼器及一路模擬量調節器。

6、實驗管理器，平時作為時鐘使用，可定時報警，給實驗或考核設定一個統一時間。

7、外測數顯電壓表一只，精度 0.5 級，量程 0-100V 。

8、外測數顯電流表一只，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）

包含以下實驗模塊：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）

包含以下實驗模塊：自動送料裝車 / 四節傳送帶 / 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）

包含以下實驗模塊：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）

包含以下實驗模塊：四層電梯 / 基礎實驗 / 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、單片機綜合開發系統實驗掛箱（一）

（ 1 ）中英文雙平臺支持：自主開發的集成環境，提供單步、斷點、連續等豐富的調試手段。內置雙蹤。同時配備開發應用版和示教綜合版集成軟件，形成了仿真開發與教學實驗相結合的多用途實驗型開發系統，充分激發了學生的動手及思維能力，有效提高了實驗效率、實驗成功率和教學質量；同時支持 Keil 軟件，與優秀的嵌入式集成開發環境實現無縫連接！

（ 2 ）獨創的 FlashDown 仿真技術，采用專用下載芯片，可實現 P0 、 P2 總線和 I/O 口全功能。

對目標處理器的支持從 8051/8751 、 8088 到 PC 計算機，高度智能的后臺監控及 CPU 選擇開關令目標 CPU 的切換靈活自如。

3 ）獨創的 ISA 通用插座設計，充分開放，自由設計，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，亦可由學生自行設計實驗模塊，培養獨立設計與動手能力，直接面向課程設計、畢業設計及電子競賽。 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，支持實模式、保護模式下的 I/O 設備、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，靈活設計，任意疊加，對創新實驗項目 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《單片機原理與應用》等課程的實驗教學。

（ 6 ）系統采用緊耦合多 CPU 技術， 用 51 單片機作為系統管理 CPU ， 8032 或 438 作為目標機仿真與實驗 CPU ，其軟硬件資源 100% 出借。

（ 7 ）目標 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 構成系統的 64K 程序空間，地址范圍為 0000H~0FFFFH ，還配一片 61C256 （ 32K ）作為用戶設置的斷點區（ BPRAM ）。

（ 9 ）實驗項目完整豐富，與課程教學緊密結合，同時配有電機、溫控、音響等實驗對象，可支持控制應用類綜合實驗。

（ 10 ）系統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、雙頭實驗導線相結合的辦法，進一步簡化了實驗電路連接環節，既減輕繁瑣的連線工作，又提高學生的實驗工作能力。

（ 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，實現用戶程序的編輯、編譯、調試運行，提高實驗效率。

（ 12 ）具有最豐富的調試手段，系統全面支持硬件斷點，可無限制設置斷點，同時具有單步、宏單步、連續運行及無限制暫停等功能， 100% 保護用戶現場，返回監控。

10、變頻調速實驗掛箱（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、工控組態軟件一套：打開軟件編程環境，任何實訓都可以編輯出形象直觀動感強、數字效果好的組態棒圖，并進行實訓動態跟蹤教學。

13、 PLC 仿真教學軟件一套：

（ 1 ）通過 PLASH 虛擬環境實時顯示 PLC 的運行狀態

（ 2 ）可以實現 PLC 虛擬接線，并對接線進行錯誤檢查

（ 3 ） PLC 編程訓練、 PLC 程序編寫測試等功能

（ 4 ）實現 PLC 運行模擬，對錯誤程序進行檢查

14、電機導軌、光碼盤測速系統一套

包含光碼盤測速系統（配有進口光電編碼器）及固定電機的不銹鋼導軌等，不銹鋼導軌平整度好，無應力變形。

15、三相鼠籠異步電動機一臺 380V Y/ △接法

（三） SBDG-02 實驗桌：鐵質雙層亞光密紋噴塑結構，桌面為防火、防水、耐磨高密度板，設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）實驗內容：

（ 1 ）單片機單元：

單片機原理實驗

實驗一　系統認識實驗

實驗二　數碼轉換實驗

1.BCD整數轉換為二進制整數

2.二進制整數轉換為十進制整數

實驗三　運算程序設計實驗

1.多字節加法程序

2.雙字節無符號數乘法

3.雙字節除法

實驗四　查表程序設計實驗

1.采用查表的方法將 16 進制數轉換為 ASCII 碼

2.通過查表實現 y=x2

實驗五　數據排序實驗

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／計數器實驗

1.定時器實驗

2.計數器實驗

實驗四　串行通信實驗

1.自發自收實驗

2.雙機通信實驗 5

實驗五　片內看門狗應用實驗

實驗六　片內 EEPROM 應用實驗　

單片機接口擴展應用實驗

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 模數轉換實驗

實驗五　 D/A 0832 數模轉換實驗

實驗六　鍵盤與顯示設計實驗

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　數字溫度傳感器實驗

實驗十四　 V/F 轉換實驗

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 看門狗應用實驗

實驗二十一　串行 A/D 轉換實驗

實驗二十二　串行 D/A 轉換實驗

實驗二十三　 8251 串行通信應用實驗

實驗二十四　 8253 定時／計數器應用實驗

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

2．電梯控制實驗系統

3．機械手實驗系統

4．五相步進電機控制實驗系統

5．電機控制實驗系統

6．七段數碼實驗系統

7．天塔之光實驗系統

8．交通信號等自控和手控實驗系統

9．水塔水為自動控制按系統

10．自控成型機實驗系統

11．自控扎剛機實驗系統

12．多種液體混合控制實驗系統

13．自動送料裝車實驗系統

14． PLC 控制電機直接啟動實驗

15． PLC 控制電機正反轉線路實驗

16． PLC 控制電機 Y/ △啟動線路實驗

（ 3 ） PLC 、變頻調速綜合實驗：

1、變頻器功能參數設置與操作

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

5、多段速度選擇變頻調速

6、變頻器無級調速

7、基于外部模擬量（電壓 / 電流）控制方式的變頻調速

8、瞬時停電啟動控制

9、 PID 變頻調速控制

10、 PLC 控制變頻器外部端子的電機正反轉

11、 PLC 控制變頻器外部端子的電機運行時間控制

12、基于 PLC 數字量控制方式的多段調速

13、基于 PLC 數字量控制變頻開環調速

14、基于 PLC 通信方式的的變頻器開環調速

四、配置清單

序號	名稱	型號	數量	單位
1	PLC實訓臺	實訓屏	1	臺
2		實訓桌	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實訓模塊 2	自動送料裝車 / 四節傳送帶 / 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實訓模塊 3	機械手控制 / 自控成型機 / 加工中心	1	塊
8	PLC實訓模塊 4	四層電梯 / 基礎實驗 / 中間繼電器	1	塊
9	PLC實訓模塊 5	FX1N-40MR+FX0N-3A	1	塊
10	變頻調速實驗掛箱（一）	三菱 FR-A840-1.5K 變頻器	1	塊
11	變頻調速實驗掛箱（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	電機導軌	導軌 +1024 編碼器 + 轉速表	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	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

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