基于觸摸屏和plc的教學實驗裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種基于觸摸屏和PLC的教學實驗裝置，其特征在于：包括實驗電路以及用一承載該實驗電路的框架；所述實驗電路包括為該裝置提供24V和5V的開關電源，所述開關電源由380V三相交流電源的一相和零線供電；該裝置還包括第一PLC、第二PLC和PLC觸摸屏，所述第一PLC連接有空氣開關組、步進機實驗模塊、交通燈實驗模塊、伺服電機實驗模塊、LED彩燈實驗模塊以及變頻電機實驗模塊；所述的第一PLC、第二PLC和PLC觸摸屏還連接到一以太網(wǎng)交換機；所述的以太網(wǎng)交換機的輸出端連接有以太網(wǎng)通訊模塊。本實用新型能為學生學習PLC提供學習平臺，結構簡單，能最大程度的滿足目前教學實踐的需求。
【專利說明】基于觸摸屏和PLC的教學實驗裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種教學實驗裝備，具體涉及到一種基于觸摸屏和PLC的教學實驗系統(tǒng)，屬于教具設備領域。
【背景技術】
[0002]目前，許多高校在機電與電氣類專業(yè)都開設了可編程邏輯控制器課程，但是大多數(shù)的高校仍然以書本教學為主。雖然很多高校又通過仿真軟件來輔助教學，但是學生仍然感到內(nèi)容抽象，難以理解。尤其是聯(lián)系到企業(yè)實際生產(chǎn)環(huán)節(jié)上，PLC的教學更加困難，無法讓學生達到學以致用的目的。目前許多高校正開設簡單的紅綠燈控制實驗，這種實驗形式單一，內(nèi)容簡單，顯然不能滿足學生實踐訓練的需求。因此，迫切需要研發(fā)一種具有很強通用性和可擴展性的PLC實驗設備，以激發(fā)學生的興趣和創(chuàng)新能力，更好的滿足實驗教學要求。
[0003]目前，PLC控制實驗系統(tǒng)有以下常見幾種模式:第一，僅配置PLC主機，用LED顯示PLC的I/O 口狀態(tài)；第二，小型柜式，包含很多經(jīng)典的控制模塊，但僅為小型基礎應用，很難與工業(yè)實際生產(chǎn)相結合；第三，高度集成化的PLC實驗系統(tǒng)，被控對象與真實對象很接近，實驗效果好，但是造價昂貴，而且一般體積頗大，移動不方便。
[0004]在實際生產(chǎn)環(huán)節(jié)中PLC與電機結合的應用場合相當廣泛，而且以觸摸屏作為上位機，PLC控制電機的方式已經(jīng)成為了自動化工業(yè)流程中不可缺少的部分，所以在機電和電氣類專業(yè)的教學實踐中加入基于觸摸屏和PLC的電機實驗系統(tǒng)控制方法的學習是非常必要的，與此同時，設計和發(fā)明一種基于觸摸屏和PLC的電機實驗系統(tǒng)，同時還具備經(jīng)典的PLC實驗模塊的新型PLC實驗裝備是刻不容緩的。
實用新型內(nèi)容
[0005]為解決現(xiàn)有技術的不足，并且滿足目前教學實踐的需求，本實用新型提供一種基于觸摸屏和PLC的教學實驗裝置，學生能依靠該裝置調(diào)試自己編寫的程序，以達到教學的目的。
[0006]本實用新型采用以下方案實現(xiàn):一種基于觸摸屏和PLC的教學實驗裝置，其特征在于:包括實驗電路以及用一承載該實驗電路的框架；所述實驗電路包括為該裝置提供24V和5V的開關電源，所述開關電源由380V三相交流電源的一相和零線供電；該裝置還包括第一 PLC、第二 PLC和PLC觸摸屏，所述第一 PLC連接有空氣開關組、步進機實驗模塊、交通燈實驗模塊、伺服電機實驗模塊、LED彩燈實驗模塊以及變頻電機實驗模塊；所述的第一PLC、第二 PLC和PLC觸摸屏還連接到一以太網(wǎng)交換機；所述的以太網(wǎng)交換機的輸出端連接有以太網(wǎng)通訊模塊。
[0007]在本實用新型一實施例中，所述的框架內(nèi)置有DIN導軌，該DIN導軌的一側集成所述的實驗電路，另一側設置實驗電路的各接線端子。
[0008]在本實用新型一實施例中，所述的框架底部設置有可剎車萬向尼龍腳輪。
[0009]在本實用新型一實施例中，所述框架由碳素鋼板焊接組建而成，表面磷化靜電噴塑處理。
[0010]本實用新型的有益之處在于:
[0011]1、采用模塊化設計的實驗系統(tǒng)具有很強的拓展性，不僅可以隨時拆卸和裝配電器元件，而且整個實驗系統(tǒng)的運行電路都可以自由搭建，使之能進行更多的PLC教學實驗，從而提高學生的工程實踐水平。
[0012]2、該PLC實驗系統(tǒng)有涉及人機界面設備“觸摸屏”，可以開展更為全面的PLC控制實現(xiàn)，同時增加豐富的組態(tài)編程軟件學習，使學生學會些解決簡單的PLC的人機交互問題。
[0013]3、本實用新型的硬件結構可支持PLC與觸摸屏的兩種通信和控制方式，及可以通過兩頭R232的接口電纜可以實現(xiàn)，也可以通過以太網(wǎng)進行數(shù)據(jù)傳送和通信。在實驗系統(tǒng)正面模塊中裝有以太網(wǎng)交換機，以便實現(xiàn)PLC多機的數(shù)據(jù)交換。
[0014]4、現(xiàn)在市面上的PLC實驗系統(tǒng)很多并沒有與企業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)相結合，現(xiàn)在很多PLC都是作為控制器去控制各種電機的運動來實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的需要，本實用新型結合了步進和伺服電機，以及變頻器和鼠籠式三相異步電動機，雖然這可能會加大實驗系統(tǒng)的成本消費，但這毫無疑問使學生更進一步了解到PLC的實際運用。
[0015]5、本實用新型采用可剎車萬向尼龍腳輪，使得系統(tǒng)可以鎖定位置以及靈活調(diào)整。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型電路結構原理示意圖。
[0017]圖2為系統(tǒng)總體結構的后視圖。
[0018]圖3為系統(tǒng)總體結構的俯視圖。
[0019]其中:1、LED彩燈實驗模塊，2、轉(zhuǎn)動開關，3、輕觸開關，4、西門子PLC專用DIN導軌，5、客戶端PLC，6、走線槽，7、空氣開關組，8、35*7.5*lmm DIN導軌，9、變頻器；10、步進電機驅(qū)動器，11、伺服電機驅(qū)動器，12、鼠籠式異步電動機，13、可剎車萬向尼龍腳輪，14、步進電機，15、伺服電機及其編碼器，16、開關電源(5V), 17、開關電源(24V), 18、西門子以太網(wǎng)通訊模塊，19、西門子的CPU模塊，20、數(shù)碼管模塊，21、繼電器，22、以太網(wǎng)交換機，23、交通燈實驗模塊，24、PLC觸摸屏，25、電路保護罩，26、接線端。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖及實施例對本實用新型做進一步說明。
[0021]請參見圖1，本實施例提供一種基于觸摸屏和PLC的教學實驗裝置，其特征在于:包括實驗電路以及用一承載該實驗電路的框架；所述實驗電路包括為該裝置提供24V和5V的開關電源，所述開關電源由380V三相交流電源的一相和零線供電；該裝置還包括第一PLC、第二 PLC和PLC觸摸屏，所述第一 PLC連接有空氣開關組、步進機實驗模塊、交通燈實驗模塊、伺服電機實驗模塊、LED彩燈實驗模塊以及變頻電機實驗模塊；所述的第一 PLC、第二 PLC和PLC觸摸屏還連接到一以太網(wǎng)交換機；所述的以太網(wǎng)交換機的輸出端連接有以太網(wǎng)通訊模塊。
[0022]請參見圖2和圖3，本實施例中，上述LED彩燈實驗模塊I位于實驗臺(框架)正面左上位置，總共有四排元件，最上面兩排依次是紅色和綠色LED燈各五個，下面是一排五個轉(zhuǎn)換開關和一排五個自復位式按鈕開關。這里可以實現(xiàn)PLC流水燈控制、電機的起-保-停實驗等一些PLC簡單實驗操作。使學生能從這些簡單的實驗編程和操作，結合教材的理論知識領悟到可編程邏輯控制器的基本原理。
[0023]PLC觸摸屏24位于實驗臺正面中上位置，背面四個角利用卡扣和螺釘固定在箱體上，可以運用畫面組態(tài)軟件對觸摸屏進行畫面設計，同時也可以對各種實驗進程進行實時畫面監(jiān)控，在觸摸屏的右下方是以太網(wǎng)交換機，通過使用交換機可以實現(xiàn)多機通信和觸摸屏的多級控制，這樣不僅使得整個實驗的流程更加的完善，而且使學生進一步深入PLC實際應用。
[0024]交通燈實驗模塊23位于實驗臺正面右上位置，紅綠燈分別是用LED指示，整個模塊自帶控制開關，每個燈均可以與PLC的輸出口連接，學生可以通過編寫對應程序，實現(xiàn)生活中的十字路口交通燈，該模型外形簡單，且實驗編程容易，是學生初學PLC的必備模塊之
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[0025]數(shù)碼管實驗模塊20位于實驗臺中間位置，固定于總空氣開關組7的右邊，整個設備處于未使用狀態(tài)時，顯示為是一個紅色的8，該設備的在該實驗系統(tǒng)的背面具有相應的接線，可以在實驗室與相應的I/O 口連接，實現(xiàn)0-10數(shù)字的顯示，可以完成基本的PLC數(shù)碼燈實驗。
[0026]電機類實驗模塊主要位于實驗臺正面的最下方，分為步進電機實驗模塊、伺服電機實驗模塊、變頻器電機實驗模塊。該模塊涉及了電氣和機械類企業(yè)生產(chǎn)主要涉及的電機和驅(qū)動器，而且在保護措施上相當?shù)耐晟疲捎昧朔雷o罩和固定端子，對電機固定和防塵保護。
[0027]該供電電源一共是有四類:380V三相交流電、220V/50HZ交流電源、24V直流電源、5V直流電源。整個PLC實驗系統(tǒng)起始電源為380V三相交流電，變頻器使用的就是380V三相交流電源。通過任意搭載一相380V電源線和地線兩線，在和穩(wěn)壓器連接，可以實現(xiàn)引出220V交流電源，伺服驅(qū)動器、開關電源、以太網(wǎng)交換機都是使用220V電源。通過24V和5V開關電源將220V電壓轉(zhuǎn)換為24V與5V的兩種低壓直流電源。交通燈實驗模塊、數(shù)碼管實驗模塊、步進電機驅(qū)動器都是采用5V直流電壓；PLC、觸摸屏、LED彩燈實驗模塊、以太網(wǎng)通訊模塊均使用的是24V直流電源。
[0028]以上所述僅為 本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
【權利要求】
1.一種基于觸摸屏和PLC的教學實驗裝置，其特征在于:包括實驗電路以及用一承載該實驗電路的框架；所述實驗電路包括為該裝置提供24V和5V的開關電源，所述開關電源由380V三相交流電源的一相和零線供電；該裝置還包括第一 PLC、第二 PLC和PLC觸摸屏，所述第一 PLC連接有空氣開關組、步進機實驗模塊、交通燈實驗模塊、伺服電機實驗模塊、LED彩燈實驗模塊以及變頻電機實驗模塊；所述的第一 PLC、第二 PLC和PLC觸摸屏還連接到一以太網(wǎng)交換機；所述的以太網(wǎng)交換機的輸出端連接有以太網(wǎng)通訊模塊。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于觸摸屏和PLC的教學實驗裝置，其特征在于:所述的框架內(nèi)置有DIN導軌，該DIN導軌的一側集成所述的實驗電路，另一側設置實驗電路的各接線端子。
3.根據(jù)權利要求1所述的基于觸摸屏和PLC的教學實驗裝置，其特征在于:所述的框架底部設置有可剎車萬向尼龍腳輪。
4.根據(jù)權利要求1所述的基于觸摸屏和PLC的教學實驗裝置，其特征在于:所述框架由碳素鋼板焊接組建而成，表面磷化靜電噴塑處理。
【文檔編號】G09B19/00GK203759930SQ201420127026
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年3月20日 優(yōu)先權日:2014年3月20日
【發(fā)明者】葉大鵬, 童向亞, 曾伶, 翁海勇 申請人:福建農(nóng)林大學