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LGP-P12型 PLC可编程控制器实验装置
品牌：理工伟业 咨询电话：010-82827827 82827835
一、设备总体情况
本设备是依据国家人力资源与社会保障部《技工院校工学结合课程教学改革试点工作方案》设计，围绕典型工作任务确定课程目标，选择课程内容，制定专业教学计划，根据国家职业标准中相关内容，将机电工学结合中有关"电气维修技术"、"电力拖动技术"及"照明控制技术"通过工作任务的训练有机结合在一起，实现将典型工作任务量化为多各子任务，循序渐进的贯彻以任务引领、项目驱动、模块化教学的新理念，遵循教学规律，利用多媒体教学、网络教学及情景化教学的先进手段，将复杂的知识点简单化，深奥的理论点明晰化，贴近实际的企业工作内容与流程，将实训车间与企业、实训老师与企业职员、实训内容与工作任务真正融合为一，达到工学结合教学目的。
设备包含PLC、变频器、模拟挂箱等模块。控制核心器件如PLC、变频器等均采用当今控制行业的知名品牌；设备涉及到的控制电路也是目前比较常用的一些经典的控制电路。
整体采用工业铝型材搭建而成，桌面采用高密度符合材料制作，具备良好的耐磨、防滑、绝缘等效果。台体下方设有主机支架和万向轮，可放置电脑主机和方便设备的移动。设备侧面放有可伸缩式电脑屏幕支架。设备实操模块采用挂箱式结构，使用时挂靠在设备上。
二、设备技术参数
使用电源：三相五线制AC380V±10％ 50Hz ；
设备尺寸：长1350mm×宽700mm×高1450mm（可根据需求定制尺寸）；
装置容量：≤1.5KVA；
使用环境：-5℃--40℃，相对湿度：≤90％（RH），海拔≤3000M；
输出电源：三相AC380V，单相AC220V，直流DC24V；
安全防护：具备过载、短路、漏电等多重防护，同时还具备急停、钥匙开关等安全措施；
三、主要部件
设备台体：
1.采用工业铝型材与钣金相结合搭建，设备底部带轮；
2.桌面采用高密度复合木板制作而成，设备设有主机托盘和屏幕壁挂支架；
3.台体集成主控电源箱；
4.电源箱可输出交流三相AC380V电源，交流AC220V电源，直流DC24V电源，结构采用钣金5.焊接喷塑而成，具备良好的防腐绝缘特性，电源箱上具备主控器件、状态指示、电源输出插座等。
四、可编程控制器模块：
1.机载 I/O：采用 14 个 24V DC 数字输入；
2.110个24V DC 数字输出； 2 AI 0-10V DC。
3.电源：直流 20.4-28.8V DC， 程序/数据存储器 100 KB；集成一个RJ45网口，支持S7、PROFINET、TCP/IP等协议的工业以太网通讯。
五、变频器模块：
1.采用200-240V 1AC -10/+10% 47-63Hz 标称功率 0.37kW 有 60 秒 150 % 过载 未过滤 I/O：4 DI，2 DO，2 AI，1 个模拟输出。
2.现场总线：USS/MODBUS RTU 安装有基本操作面板 保护：IP20/ UL开放。
六、触摸屏模块：
1. CPU为4核 800M Hz的高性能嵌入式一体化触摸屏，产品设计采用了≥10.2英寸高亮度TFT液晶显示屏（分辨率≥1024×600），四线电阻式触摸屏（分辨率≥4096×4096）；
2.预装了mcgsPro嵌入式组态软件（运行版），具备强大的图像显示和数据处理功能，丰富的通讯接口。其中集成一个100兆以太网口，一个DB9针串口（232/485复用），两个USB口。
3.网孔板：钣金冲孔喷塑制作而成的网孔板。
七、配套软件：
1.、虚拟维修电气控制实训仿真教学软件，应适用于电气控制及电工培训，仿真软件应收集有电拖专业里最基础、最重要的18种电路，电动机反接制动控制电路、三相电动机机械制动控制电路、时间继电器自动控制电动机Y-Δ降压起动电路、接触器自动控制电动机Y-Δ降压起动电路、自耦补偿控制的电动机降压起动控制电路、生产机械行程控制电路、双重联锁电动机可逆控制电路、有过载保护的电动机单向运转电气控制电路、直流电动机的正反转控制电路、直流电动机的制动控制电路、直流电动机调速控制电路、钻床电气控制电路、平面磨床控制电路、车床电气控制电路、绕线式电动机运转控制电路、电动葫芦控制电路、接触器控制的双速电动机调速电路、能耗制控制电路。每种线路分为元件结构、原理分析、实际接线、课堂练习四大模块。
2.软件还包括安全用电常识，常用电工工具，常用导线连接，手工焊接工艺等；电工仪表：包括万能表，电能表，钳型电流表，直流电桥，配电板等；电机与变压器：包括三相异步电动机，单机异步电动机，伺服电机，步进电机，直流电机等；低压电器；包括交流接触器：继电器，低压断路器，熔断器，起动器，主令电器等；照明电路安装：包括荧光灯，两地控制灯。
3.软件形式上有多媒体演示动画课件和自学型交互课件，视频部分在大型的一流企业实景拍摄，所使用的设备与工艺流程，皆为生产车间现在正在使用的生产技术。情景模拟软件支持多媒体播放，让你切身实际的感受仪器的使用方法、注意事项，能够身临其境地感受到操作仪器的逼真效果。
4.工业自动化控制实训系统
通过本系统软件了解组成智能制造生产线的电气、气动、PLC等元件的工作原理并对机电系统的设计、分析进行虚拟仿真。通过选择元件利用符合绘制二维回路图或利用三维模型在系统内实现智能制造的动作而进行虚拟仿真。本系统不仅实现工厂的三维仿真使虚拟现实仿真更加逼真，而且把通过仿真验证的控制逻辑单元可用作监视及控制模块，使能够实现并行工程及软件、硬件的并行设计。
5.仿真基本模块包括：反馈控制和顺序控制系统；指示灯与门（AND）控制；物品传送装置；单项气缸控制；双缸联动控制；带式输送装置系统；滚筒式输送装置系统；指示灯顺序闪烁回路；自动控制标记打印操作控制；电梯控制；气压控制移动装置；工业机器人控制装置；带式传送带实习装置；气压传动流水线实验装置；
6.PLC虚拟仿真软件
软件以PLC为原型，实现基本指令、应用指令以及顺序控制指令的仿真模拟；软件通过实训，了解实训目的和控制；实训器件采用三维仿真实物组件，让学生了解控制实验中所需的元件；通过器件库，学生可进行器件布局，对各控制回路进行模拟接线；通过I/O分配布置，将鼠标移到I/O分配地址资源相应部分能查看到相对应的实物；通过符号库，选择正确的符号放置有T型图正确位置，实现接线仿真；在原理图中进行模拟仿真连接电路，按步骤连接正确后才能进行下一条的接线操作；接线完成实现通电运行，通过鼠标进行上电运行，软件会以动画形式进行动作演示；软件仿真项目：双面铣床控制、工业洗衣机控制、皮带运输线控制、电镀生产线控制、运料小车控制、音乐喷泉控制、简易机械手控制、大小球传送装置控制、循环彩灯控制、停车场车位控制、小推车控制、三层电梯控制、电动机启停控制、电动机正反转控制、电动机循环正反转控制、可逆运行反接制动控制、星角降压启动控制、数码管点亮控制、交通灯控制、恒压供水系统控制。
7.云智能实验室安全管理系统
系统由主电路、控制电路、检测保护电路、显示电路、云平台数据收发器、云平台智能管理网站、云组态软件、大数据云平台记录等组成，实现无线传输、信息处理等物联网技术应用于自动化远程控制。设备端运行状态、数据参数等上传至云平台。整个实训室配置一套。
7.1主要功能：
1.丰富的数据处理功能，自定义算法，对实验室的主要数据状态进行24小时实时监控。
2.可使用可支持：TCP自定义协议、UDP自定义协议、MODBUS RTU协议、MODBUS TCP协议、TP500 JSON协议、MQTT协议、CoAP协议、HJ212协议、电信IoT协议。
3.每一台云网管理设备都有唯一的网络地址，可以使用云网组态软件，随意布局参数，显示方式与内容，需要用户名与地址分配。
4.通过手机、IPAD、PC远程监控和分析测量数据可以实现远程控制所控驱动设备并及监视传感器状态变化。
7.2可对设备的移动进行监控
1.可对实时监控的设备移动进行监控，监控精度达到±3米。
2.通过网云平台实时查看所处地图点位、经纬度和现在所处地名。
7.3可对监控数据的周期规律进行记录。
1.可对历史数据进行记录，并列表分析规律。
2.数据最大记录存储空间可达到10TB
7.4可选择丰富的检测类型与控制方式
1.可进行数字量与模拟量的信号采集。
2.可通过工业网络PROFINET、ETHERNET/IP、Modbus、232等通讯方式进行信号采集与传输。
3.可对主线温度进行实时监控与曲线显示，显示精度±1°
4.可对各相电压进行数值显示及曲线显示，显示精度±5V
5.可对各相电流进行数值显示及曲线显示，显示精度±0.5A
6.可对空气湿度、污染程度（PM2.5）进行检测，对多雨或扬尘天气的设备保护提供帮助。
7.5实时保护，语音报警
1.运行中，三相中任一相出现漏电，实训室智能电源管理系统将跳闸。
2.运行中，三相中任一相出现过流，实训室智能电源管理系统将语音报警，报警为“线路过流，请注意”。
3.运行中，三相中任一相出现欠压、超压，实训室智能电源管理系统将语音报警，报警为“线路过压，请注意”。
7.6实时监控
1.可以通过手机或个人终端查看实时画面，
2.并且可以设定手机报警功能，主要包括移动侦测报警、声音异常报警等。
3.当摄像头监控区域内出现异常情况时，如有人闯入或发出异常声音，会立即通过APP向用户发送报警信息。
八、配套数字孪生软件及仿真模型
8.1模型库
1.模型库中的总数模量达3000种，可参数化模型达600种，按照不同的功能可分为9大类，包含机器人、供料装置、移料装置、工艺装置、辅助装置、基础几何体等；
2.参数化模型软件中的输送线、模组机器人等模型可通过手动输入或滑动阈值范围的方式来对尺寸、类型、方向等参数进行模型适配。参数化不仅包括模型长宽高的变化，也包括结构形式的变化。参数化后的模型具备的功能与原模型一致且参数化后依旧保持该模型的真实性和专业性。
3.用户可通过模型编辑器自行导⼊模型并编辑，实现模型的仿真建模，形成用户专用库。支持FBX，STP，STEP，GLB，OBJ，STL等常规格式；
4.导入模型可进行自动的轻，中，高级别的轻量化，也可按尺寸进行模型选取删除来减小场景，以此保证场景的流畅运行；软件还可通过手动方式，快速根据模型大小选择零件，进行小零件的快速提取、合并、删除。
5.在个人中心，用户能够上传自定义的3D模型，并将其导入到特定场景中。系统采用先进的AI技术自动识别模型中的各类设备组件，基于这一智能分析，平台将从现有的丰富模型库中为用户提供高度匹配或功能相似的替代方案建议，以加速项目开发流程。
8.2产线搭建
1.可以创建包含物理规律的虚拟环境，能模仿现实生活中的物理现象，如：轮差速、重力、弹性碰撞等，物理属性设置中包含关于材料密度、摩擦力、线性阻尼及角度阻尼等参数。
2.线性阵列和环形阵列功能，能快速阵列多个物体在指定位置。方便用户快速复用已有模型组合；软件具备点线面测量功能，可保证模型与模型间的组合精度测量；
3.机器人末端工具拆装，内置常用模型组件的搭配关系，在进行诸如工具末端匹配，机器人与地台搭配的场景，软件会自适应的找到最佳组合位置，用户只需要拖拽到合适的位置就可以进行模型关系的组合动作。
4.软件系统具备场景树功能，虚拟场景中产线构成的所有模块，可在场景树中按照模块展开进行分类，同时可以一键生成BOM清单并导出，BOM清单内容包括但不限于设备名称、设备型号、设备数量等信息。
5.接入AI搭建产线功能，手动输入“请搭建一条汽车焊接生产线”，关键词触发后，AI模块介入可自动搭建一条汽车焊接相关产线，且AI大模型接口可开发，师生可自行开发。
8.3产线验证
1.支持场景中的数据采集，如产能，状态，机器人，空间利用率，节拍等；用户可以依据需求拖入需要采集的内容。
2.碰撞检测：软件中具备对机器人的防碰撞预警，可对其周围的模型进行碰撞检测。
3.智能避障：平台具备智能避障功能，能够基于预设的即关键位置点进行自动避障轨迹规划，这一功能特别适用于复杂的工作环境，提高了焊接过程的安全性和精度。此外，平台还支持双机器人在干涉区域的互锁信号自动添加，当两个机器人在同一工作区域内操作时，系统会自动检测并生成互锁信号，防止碰撞和干涉，保证作业流程的顺畅与安全。
8.4仿真编程
1.示教编程：软件具备低代码编程，包含常用的运动指令与逻辑指令，PTP/LIN/IF/WHILE/WAIT/ASSIGN/SETLO等20多种指令模式；指令的执行同时支持顺序执行与并行扫描；支持信号变量的定义、设置、映射、监控；
2.软件中具有以下仿真功能及对应属性：示教功能模块，机器人类型模型具备该功能；变量管理面板；IO模块管理面板；关节速度、加速度设置；机器人运动学，机器人运动学控制算法；用户坐标系；工具坐标系；零位设置；笛卡尔坐标系速度、加速度设置；
3.轨迹规划：软件具备智能轨迹规划算法，用户可对机器人进行施工工艺下的智能轨迹规划，该功能下，用户可自行导入材料类型或拖拽公共库中的物料模型作为对象。用户能够在材料上选择想要进行施工作业的点/线，并依据轨迹自动生成机器人的程序。
4.点线轨迹编辑：平台提供强大的点线轨迹编辑功能，支持焊点投影、公共边提取以及曲线点平滑等操作。用户可以精确地定义和调整焊接点的位置，并通过焊点投影确保其在三维空间中的准确性。
8.5虚拟调试
1.具有ABB、KUKA、FANUC、安川等机器人品牌的虚拟示教器示教功能，能够通过虚拟示教器实现对机器人的手动操作以及程序代码的编辑和运行。
2.软件还支持多类型的通信协议，可实现与主流品牌 PLC 信号交互，包含西门子、 三菱、汇川等，支持 ModbusTCP，OPCUA，S7 等总线通讯协议；
3.数字孪生功能：用户通过导入或库中的模型搭建场景，绑定对外变量，可实现实机信号驱动虚拟场景，也可实现虚拟场景驱动实机场景进行动作；通讯延迟低于100ms；虚拟场景的动作可以依据实机信号驱动，实机变量状态可被虚拟场景改变；
4.PLC程序导出：支持程序导出生成功能，特别是针对西门子PLC的工程文件导出。用户可以将配置好的控制逻辑以标准的工程文件形式导出，包括OB（组织块）、FB（函数块）和DB（数据块）等关键组件。
8.6二次开发
1.机器人二次开发：用户可自行通过Python\matlab进行机器人运动控制算法的二次开发，开发后的算法可以与软件进行打通，实现机器人的运动控制。二次开发算法支持实现机器人的关节、空间示教。
2.机器人遥控板：软件具备机器人遥控界面，界面内包含机器人的遥控交互界面，可通过关节、空间等方式进行遥控操作，遥控板支持关节速度、笛卡尔速度、步进值的调整。遥控板可以同时遥控虚拟场景六轴机器人和真实六轴机器人硬件。
3..软件支持SDK扩展：芯工厂SDK为用户提供了一套开放的接口，便于用户与系统数据交互，实现深度定制和二次开发。提供C#，python等API接口及案例工程包；可通过编程的形式进行驱动场景模型，也可通过sdk扩展虚实仿真功能
8.7教学产线案例
1.软件系统界面包含案例库模块，至少包含光伏、3C、激光、锂电、汽车、仓储物流等六大场景的成熟案例应用不少于20个：光伏接线盒虚拟仿真教学场景；光伏排版机虚拟仿真教学场景；涂胶锁附工作站虚拟仿真教学场景；伺服电机线总装虚拟仿真教学场景；机床自动上下料连线虚拟仿真教学场景；动力锂电池pack线虚拟仿真教学场景；搬运 A to B虚拟仿真教学场景；钣金搬运虚拟仿真教学场景电子产品仓储物流系统虚拟仿真教学场景；光伏串焊机虚拟仿真教学场景；发动机去毛刺工作站虚拟仿真教学场景电机组装线虚拟仿真教学场景；双机协同虚拟仿真教学场景；双机焊接虚拟仿真教学场景；锂膜包装线虚拟仿真教学场景；叶轮站虚拟仿真教学场景；物流搬运-码垛虚拟仿真教学场景；车身侧围焊接搬运虚拟仿真教学场景；U型光伏硅片上下料产线虚拟仿真教学场景；汽车配件焊接工站虚拟仿真教学场景；
软件为国产自主研发虚拟仿真软件，非国外仿真软件底座进行的二次开发软件。
九、配套教学资源
1.配套实训教材。页数不少于20页；实训任务按照安装、调试、编程和维护的递进任务实施，实训任务不少于10个；
2.配套教学资源。提供安装、调试、编程和维护的教学PPT课件及教学视频。
十、可完成的实训项目
1.PLC基本指令练习；
2.基于PLC控制的变频器多段速控制；
3.基于PLC控制的变频器启停、正反转控制；
4.基于PLC控制的电机正反转；
5.PLC与触摸屏通讯实验；
6.于外部电位器控制的变频器调速；
7.基于外部按钮控制的变频器多段速；
8.基于面板控制的变频器启停；
9.变频器参数设置实验；
10.基于外部按钮控制的变频器启停、正反转实验；
11.触摸屏组态实验；
12.触摸屏与PLC、变频器综合应用；
13.PLC 控制电动机点动和自锁控制；
14.PLC控制电动机手动正反转控制；
15.PLC控制电动机带延时正反转控制；
16.PLC控制电动机两地启动停止控制；
17.PLC控制电动机顺序控制；
18.PLC控制电动机星/三角启动自动控制；
19.PLC控制电动机星/三角启动手动控制；
20.PLC编程软件计数器指令的使用；
21.PLC编程软件定时器指令的使用；
22.PLC编程软件中STL编程语言的讲解
23.PLC编程软件中顺序控制指令的使用；
24.PLC时钟指令的使用；
25.组态软件中普通按键的建模；
26.组态画面中变量与按键的关联实训；
27.组态软件中变量库的建立；
28.变频器使能、正反转、高低速等宏变量的讲解；
29.变频器各参数功能讲解；
30.步进电机的JOG运行；
31.通过PLC实现小车位置控制；
32.通过脉冲、方向控制步进电机运行；
33.安全用电常识、常用电工工具、常用导线连接、手工焊接工艺的基本常识、工具的认知和使用；
34.万用表、电能表、钳形电流表、兆欧表、直流电桥、配电板的仿真训练；
35.荧光灯、两地控制灯的3D认知、原理、接线和排故；
36.三相异步电动机、单相异步电动机、伺服电机、步进电机、直流电机、变压器的仿真训练；
37.交流接触器、继电器、常用闸刀开关、低压断路器、熔断器、启动器、主令电器的仿真训练；
38.有过载保护运转控制、联动控制、行程控制、自耦降压起动、接触器Y△起动、时间继电器Y△起动、机械制动、反接制动、能耗制动、双速电机调速、电动葫芦、绕线式电动机起动控制、车床控制、磨床控制、钻床控制、直流调速、直流制动、直流正反转等仿真训练；
39.图形符号的认知和说明、原理图的绘制原则等说明、接线图的绘制原则等说明。
十一、系统内嵌电脑
1.处理器：核心数≥8核，主频≥3.6GHz，线程数量≥16，缓存≥16MB，TDP≥95W；
2.内存：≥16G 3200MT/s DDR4内存，内存插槽≥2；
3.主板：Intel W系列芯片组；
4.显卡：集成显卡；
5.硬盘：≥512GB M.2 NVME SSD硬盘；
6.网口：≥1个10/100/1000自适应以太网口；
7.接口：≥8个USB3.0接口，2个USB2.0接口、≥3个显示接口，两个数字高清接口（HDMI和DP））、≥1个PS2接口、≥6个串口，≥1个并口；
8.机箱：标准17L立式机箱，采用蜂窝结构，散热更为有效；强力散热风扇，能够达到有效降解甲醛、净化空气的效果；
9.电源：电源功率≥350W；
10.键鼠：原厂防水键盘、抗菌鼠标；
11.整机平均无故障时间MTBF≥100万小时；
12.显示器：分辨率≥1920x1080，尺寸≥23.8英寸；
13.安全：配备安全机制，定时对系统进行监测，如CPU是否卡死、操作系统是否正常启动等。如果检测到异常情况，安全机制将会通过复位方式强制重启系统或其他手段让系统恢复正常，从而提高系统稳定性和可靠性；
14.扩展：≥1×PCI-E 4.0 X16，≥1×PCI-E 3.0 X4，≥2×PCI，≥5×COM插针口；
15.操作系统：原厂预装 正版Windows 11 64位操作系统，内置主机同品牌电脑管理软件，实现对桌面进行安全防护，保护数据安全和防止终端中毒； 内置主机64位浏览器，带侧栏功能，优化释放占用，具备深色主题等功能。
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