实物型PLC开放实验室实验实训系统的设计

葛禹廷王君普

（临沂大学汽车学院，山东临沂276000）

【摘要】设计了一款具有可二次开发、开放型的PLC实验教学系统。采用模块化设计思想，可以实现课程实验教学和学生自我实验、开放实验的要求。

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关键词 PLC；实验系统；模块化

1课题的提出

高校自动化类专业的《可编程控制器（PLC）应用技术》作为一门重要的专业课程，其实验教学非常重要。目前市场上PLC成套实验设备依然价格高昂，且大都采用模拟的输入输出设备，不支持用户的二次开发使用。本文旨在设计一款采用实物教学，实用、可靠、价格低廉、能满足教学需要，且面向用户开放的可以再开发的开放型PLC实验实训系统。

2系统设计原则

（1）安全可靠。系统使用单相交流电，异步电动机模块采用三相交流电。设置了过流、过压、过载、漏电保护等必要的保护措施，保证实验安全有序的进行。

（2）模块化设计。模块可复用，降低设备制造成本。

3系统组成

系统由电源及主机模块等八个模块组成，可以根据需要任意组合。可完成各种开关量控制、温度控制，以及触摸屏等的学习，实现各种基本逻辑控制实验和模拟量控制实验，以及触摸屏的实验，采用实物教学，尽可能模拟实际环境。

系统组成如图1所示。

（1）实验台。实验台上部为网格板，下方为控制屏，含电源输入输出、信号源、仪表等。网格板区域为实验操作区，可安装基本的控制设备和其他实验模块。实验台下部由桌架、桌面、储物柜等组成。结构简单，预留装配空间便于完成实验器件的拆装更换。

（2）电源及PLC主机模块。该模块由带漏电保护的三相断路器、PLC主机等组成。如图2所示。

（3）可调电源及继电器模块。由1.25～30V可调直流电压源、4～20mA可调直流电流源、直流24V电压源以及电流表、电压表等组成。

（4）天塔之光模块。由多组彩灯组成。可实现发散型闪烁、逆时针花型闪烁等各种控制实验。

（5）混料控制模块。该模块模拟两种液体的混合控制，由两个蓄液箱和混液罐两部分组成。进料管通过电磁阀分别将两种液体输送到混料罐中，搅拌电动机带动搅拌叶轮旋转，对混合液体进行搅拌。混料罐与蓄料箱皆由透明有机玻璃材料制作，蓄液箱内用绝缘硅油替代混料液体。

（6）触摸屏模块。由触摸屏、拨码盘和八段数码管组成。可学习触摸屏的使用。

（7）交通信号灯模块。由12个彩灯组成，可模拟日常生活中交通信号灯的各种控制。

（8）温度控制模块。由FX2N-4AD-TC、散热风扇、加热棒、热电偶以及恒温箱组成，恒温箱内采用绝缘导热油作为导热介质。该模块可进行模拟量温度的闭环控制。

（9）异步电动机模块。提供小型三相笼型异步电动机，供学习电动机的各种控制。

各种模块都采用插线式连接方式，另外还配有接线端子排，学生可以练习实际接线。

4系统特点

（1）采用模块化设计思想。制作了多个实验模块，各个模块可按需组合，实现多个简单实验和综合实验。

（2）实物教学。系统采用实物电器元件，既方便学生认识实物，了解原理，也可以体验真实环境，模块都可以复用，造价低，维修方便。

（3）方便各种层次的实验要求。由于采用了插线式和接线式两种连接方式，既可满足动手能力较差的同学的需要，也可以满足自我学习能力较强、希望二次开发的同学的需要。

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参考文献

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［责任编辑：汤静］