西门子S7-1200高性能高级维修电工实训考核平台:上海硕博公司

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2024年5月30日西门子S7-1200高性能高级维修电工实训考核平台

SBWXG-01C高性能高级维修电工实训考核平台

一、概述

高性能高级维修电工实训考核平台以机电类专业必备的电气设备安装、操作、维护与应用岗位能力为重点，以PLC、触摸屏、变频器技术能力、以中、高级电工、技师、高级技师培训考核为目标，集教学、培训、社会服务和学生创新活动于一体的高水平综合性实践教学。

高性能高级维修电工技能培训考核装置、高级维修电工实训室设备是工业生产的重要实践教学环节，是结合全国“考公考级”，综合作用所学专业知识，练习实际操作能力，提高连接和维修电气设备的基本技能，掌握基本操作技巧。

高级维修电工实训考核平台适用于机电设备安装与维修、机电技术应用、电气运行与控制、电气技术应用、电子电器应用与维修等专业和《电机及其控制》、《电机与拖动》《电机与变压器》《可编程控制器技术》等课程和非机电类专业的必修课程单元或选修课程单元《电机控制电路》、《机床电路维修》的教学与实训。

二、特点

1、电气控制线路或电子线路实验元器件都装在作为挂板的安装板上，操作方便、更换便捷，可扩展功能或开发新实验；操作内容的选择具有典型性、实用性；

2、操作台只需三相四线的交流电源即可投入使用，占地面积小，节约用房、减少基建投资；

3、技能培训用的控制线路和配套的小电机经特殊设计,可模拟工厂各类电机的电力拖动系统, 并可满足维修电工的安装、调试、故障分析及排除故障等技能训练要求；

4、设有电压型漏电保护器和电流型漏电保护器，确保操作者的安全；各电源输出均有监示及短路保护等功能，各测量仪表均有可靠的保护功能，使用安全可靠；控制屏还设有定时器兼报警记录仪（服务管理器），为学生实验技能的考核提供了一个统一的标准。

三、技术性能

1.输入电压：三相四线制380V±10% 50Hz

2.工作环境：环境温度范围为-5～＋40℃ 相对湿度＜85%（25℃）海拔＜4000m

3.装置容量：＜1.5KVA

4.外形尺寸：2010×70×150cm3

四、实验项目

（一）电气控制及电机拖动实训

1.三相异步电动机直接启动控制

2.三相异步电动机接触器点动控制线路

3.三相异步电动机接触器自锁控制线路

4.三相异步电动机定子串电阻减压启动手动控制线路

5.三相异步电动机定子串电阻减压启动自动控制线路

6.Y-△启动自动控制线路

7.用倒顺开关的三相异步电动机正反转控制

8.接触器联锁的正反转控制线路

9.按钮联锁的三相异步电动机接触器正反转控制线路

10.双重联锁的三相异步电动机正反转控制线路

11.单向减压启动及反接制动控制线路

12.能耗制动的控制线路

13.三相异步电动机的顺序控制

14.三相异步电动机的多地控制

15.工作台自动往返控制线路

16.三相异步电动机手动控制线路

17.三相异步电动机自动起动控制线路

18.C620型车床的接线、故障与维修

19.Z3040摇臂钻床电气控制线路

20．电动葫芦控制线路

21.接触器控制双速电动机的控制线路

22.时间继电器控制双速电机的控制线路

23.按定子电流原则加入励磁的起动控制线路

24.电动机的能耗制动控制线路

25.直流电机启动调速

26.并励直流电动机电枢回路串电阻起动与调速

27.带有能耗制动的反转控制线路

28.励磁反接制动的控制线路

（二）电工、电子

1.日光灯接线

2.单相整流装置电路的组装

3.并联型硅稳压管稳压电路的组装

4.串联型晶体管稳压电路的组装

5.JS20单结晶体管时间继电器

6.JSJ型晶体管时间继电器7.接近开关

8.微音放大电路的测试

9.智力竞赛抢答器

10.依靠漏电流触发的简易交流开关电路

11.家用调光台灯电路技术综合实训

（三）PLC、变频器综合实训

（1）PLC基本技能实训

1.PLC认知实训（软硬件结构、系统组成、基本指令练习、接线、编程下载等）

2.典型电动机控制实操实训（点动、自锁、正反转、星三角换接启动等）

3.PLC仿真实训

（2）PLC模拟控制应用实训

4.数码显示控制

5.抢答器控制（优先级、数值运算，具有声效功能）

6.天塔之光控制（闪烁、发射、流水型）

7.音乐喷泉控制（具有声效功能）

8.十字路口交通灯控制

9.水塔水位控制

10.自动送料装车系统控制

11.四节传送带控制

12.装配流水线控制

13.多种液体混合装置控制

14.自控成型机控制

15全自动洗衣机控制（具有声效功能）

16.电镀生产线控制

17.自控轧钢机控制

18.邮件分拣机控制

19.自动售货机控制

20.机械手控制

21.四层电梯控制

22.加工中心控制

（3）PLC实物控制实训

1.步进电机运动控制

2.直流电机控制3.温度PID控制

（4）PLC高级技能实训（设计、安装、调试及检修）

1.PLC控制的三相异步电动机正反转控制

2.PLC控制的三相异步电动机Y/△启动控制

3.PLC控制的三相异步电动机降压启动控制

4.PLC控制的三相异步电动机能耗制动控制

5.C620车床电气控制线路

6.C6130车床电气控制线路

7.电动葫芦电气控制线路

（5）PLC、变频器综合应用技能实训

1.变频器功能参数设置与操作

2.变频器报警与保护功能

3.外部端子点动控制

4.变频器控制电机正反转

5.多段速度选择变频调速

6.变频器无级调速

7.基于外部模拟量（电压/电流）控制方式的变频调速

8.瞬时停电启动控制9.PID变频调速控制

10.PLC控制变频器外部端子的电机正反转

11.PLC控制变频器外部端子的电机运行时间控制

12.基于PLC数字量控制方式的多段速

13.基于PLC通信方式的变频器开环调速

14.基于PLC通信方式的速度闭环控制

15.变频器恒压供水系统的模拟

五、装置的配备

(一) DW01电源、仪器控制屏控制屏为铁质双层亚光密纹喷塑结构，铝质面板。为实验提供交流电源、高压直流电源、低压直流电源及各种测试仪表等。具体功能如下：

1、主控功能板

(1) 三相四线电源输入，经漏电保护器后，经过总开关,由接触器通过起、停按钮进行操作；

(2) 设有450V指针式交流电压表三只，指示电源输入的三相电压；集成无线实验台电源管理系统，通过10寸彩色中文触控屏的手持无线系统管理器查询学生实验台的电源开关状态；单独开启关闭学生实验台电源；全部开启或全部关闭实验台电源功能；定时开启关闭电源功能；控制范围>50m；控制能力>96台。

(3) 定时器兼报警记录仪（服务管理器），平时作为时钟使用，具有设定实验时间、定时报警、切断电源等功能；还可以自动记录由于接线或操作错误所造成的漏电告警、仪表超量程告警总次数, 为学生实训技能的考核提供一个统一的标准。

2、交、直流电源

(1) 励磁电源：直流220V/0.5A，具有短路保护。

(2) 电枢电源：直流0～220V/2A连续可调电源一路，具有短路保护。

(3) 直流稳压电源：±12V/0.5A两路，＋5V/0.5A一路，具有短路软截止自动恢复保护功能。

(4) 交流电源：

①、设有变压器一组，变压器原边根据不同的接线可加220V，也可以加380V交流电源，合上开关后，变压器副边即可输出36V、110V、20V、20V、12V、6.3V的交流电压；

②、设有单相调压器一组，可得到交流0～250V可调电压；

③、控制屏设有单相三极220V电源插座及三相四极380V电源插座。

3、交、直流仪表

(1) 交流电压表：0～500V带镜面交流电压表一只，精度1.0级。

(2) 交流电压表：0～5A带镜面交流电流表一只，精度1.0级，具有超量程报警、指示、切断总电源等功能。

(3) 功率、功率因数表：由微电脑、高精度A/D转换芯片和全数显电路构成。通过键控、数显窗口实现人机对话功能控制模式。为了提高测量范围和测试精度，在硬、软件上均分八档区域，自动判断、自动换档。功率测量精度1.0级，电压、电流量程分别为450V、5A，测量功率因数时还能自动判断负载性质（感性显示“L”，容性显示“C”，纯电阻不显示），可储存15组数据，供随时查阅。

(4)直流电压表：直流数字电压表1只，测量范围0～300V，三位半数显，输入阻抗为10MΩ，精度0.5级。

(5) 直流电流表：直流数字电流表1只，测量范围为0～5A，三位半数显，精度0.5级，具有超量程报警、指示、切断总电源等功能。

4、整流二极管：IN5408四只

（二）实验桌实验桌为1.5mm铁质双层亚光密纹喷塑结构，桌面为防火、防水、而磨高密度板、结构坚固，造型美观大方。桌子左右各设有两个抽屉（带锁），下部设有铁质全封闭式储藏柜。

（三）实验组件

1、电工实验组件

序号	名称型号	数量	单位	备注	图例
1	DW-01维修电工实训组件（一）	块	1	装有热继电器、交流接触器380V、按钮指示灯（6.3V），接线端子等，（为了保证机械强度和使用寿命模块必须采用铝板喷塑烤漆而成）。
2	DW-02维修电工实训组件（二）	块	1	装有螺旋式熔断器、直插式熔断器、低压断路器、时间继电器、交流接触器、接线端子等，（为了保证机械强度和使用寿命模块必须采用铝板喷塑烤漆而成）。
3	DW-03维修电工实训组件（三）	块	1	装有螺旋式熔断器、转换开关、电磁阀、十字开关、行程开关等，（为了保证机械强度和使用寿命模块必须采用铝板喷塑烤漆而成）。
4	DW-04维修电工实训组件（五）	块	1	装有交流过电流继电器、直流过电流继电器、整流器、日光灯管、接线端子排等，（为了保证机械强度和使用寿命模块必须采用铝板喷塑烤漆而成）。
5	DW-05电工技能实训组件（四）	块	1	两组90Ω×2/1.3A磁盘电阻；一组900Ω×2/0.41A磁盘电阻，（为了保证机械强度和使用寿命模块必须采用铝板喷塑烤漆而成）。
7	PLC主机挂箱	块	1	西门子S7-1214C主机，集成数字量I/O（14路数字量输入，10路数字量输出），通讯编程电缆及转接输入输出口、开关等。随机配置编程教学软件。

2.PLC实训演示模块

序号	编号	控制对象实训模块	实训教学目标
1	SX1	抢答器/音乐喷泉	通过对抢答系统中各组人员抢答时序的监视和控制，掌握条件判断控制指令的编写方法；通过对音乐喷泉控制系统中“水流”及音乐的循环控制，掌握循环指令的编写方法。
2	SX2	装配流水线/十字路口交通灯	通过对“生产流水线”顺序加工过程及十字路口交通灯路况信号控制，掌握顺序控制指令的编写方法。
3	SX3	水塔水位/天塔之光	通过对“水塔水位”和“储水池水位”变化过程的判断，了解简单逻辑控制指令的编写方法。通过对天塔之光闪亮过程的移位控制，掌握移位寄存器指令的编写方法。
4	SX4	自动送料装车/四节传送带	通过对传送带启停、传送状态的控制和对货物在自动送料装车系统中流向、流量的控制，掌握较复杂逻辑控制指令的编写方法。
5	SX5	多种液体混合装置	通过对“液体混合装置”中不同液体比例及液体混合时搅拌时间的控制，掌握条件判断指令及各种不同类型的定时器指令的编写方法。
6	SX6	自动售货机	通过对用户投币数目的识别和自动售货机中各种“货物”的进出控制，掌握各种计数器指令及比较输出指令的编写方法。
7	SX7	自控轧钢机/邮件分拣机	通过对自控轧钢机和邮件分拣机材料（“钢锭“邮件”）来料数量、来料类别识别及对各种执行器（例如“电机”）启停时序的控制，掌握数值运算指令及中断指令的编写方法。
8	SX8	机械手控制/自控成型机	通过对机械手停留“位置”及自控成型机各方向“液缸位置”的控制，掌握一个完整工业应用系统中的较简单逻辑控制程序的编写能力。
9	SX9	加工中心	通过对加工中心中各方向“电机”运行方向及“刀库”进出刀、换刀过程的控制，掌握一个完整工业应用系统中的较复杂逻辑控制的编写能力。
10	SX10	四层电梯	通过对一个完整的四层电梯模型的综合控制，初步掌握PLC控制系统的分析、I/O分配、设计I/O接线图、接线、编程、调试等工作过程的综合知识。

3．变频器实训挂箱配置三菱FR-D720 0.4KW变频器，带有RS485通讯接口及BOP操作面板。

4．电机导轨及光码盘测速系统含光码盘测速系统（配有进口光电编码器）一套，导轨1幅，道轨平整度好，无应力变形，同心度好。

5．工控组态软件一套：打开软件编程环境，任何实训都可以编辑出形象直观动感强、数字效果好的组态棒图，并进行实训动态跟踪教学。

6．PLC仿真实训软件一套：

（1）通过PLASH虚拟环境实时显示PLC的运行状态

（2）可以实现PLC虚拟接线，并对接线进行错误检查

（3）PLC编程训练、PLC程序编写测试等功能

（4）实现PLC运行模拟，对错误程序进行检查

8．直流并励电动机DC220V

9．三相鼠笼电动机AC380V（Y/△）带离心开关

10．三相鼠笼电动机AC380V（Y/△）

11．双速异步电动机AC380V（△/YY）

12.铝型材电脑桌：桌体由欧标4040型材构成上部带有防倾倒围栏下部有电脑托盘。

六、配置清单

序号	名称	单位	数量	备注
1	维修电工实训考核台架	台	1	材料：钢木结构；符合国家相关环保要求；实验屏：用于挂置实训单元挂板
2	实训桌	张	1
3	电脑桌	张	1	铝型材结构
4	电气控制实训单元挂箱及电机	块	1	DW-01	维修电工实训组件（一）
		块	1	DW-02	维修电工实训组件（二）
		块	1	DW-03	维修电工实训组件（三）
		块	1	DW-04	维修电工实训组件（四）
		块	1	DW-05	电工技能实训组件（五）
		台	1	SBDJ01	直流并励电动机DC220V 50W
				SBDJ02	三相鼠笼电动机AC380V（Y/△）带离心开关
				SBDJ03	三相鼠笼电动机AC380V（Y/△）
				SBDJ04	双速异步电动机AC380V（△/YY）
5	变频器实训挂箱	套	1	三菱FR-D720 0.4KW变频器，带有RS485通讯接口及BOP操作面板。
6	PLC主机挂箱	套	1	配西门子S7-1214C主机，集成数字量I/O（14路数字量输入，10路数字量输出），带通讯编程电缆。随机配置仿真教学软件及工控组态软件。
7	PLC实训挂箱	块	1	抢答器/音乐喷泉/装配流水线/交通信号灯/自动供水/天塔之光
				自动送料装车/四节传送带/多种液体混合装置/自动售货机/自控轧钢机/邮件分拣机
				机械手控制/自控成型机/加工中心
				四层电梯/基础实验/中间继电器
8	电机导轨及光码盘测速系统	套		含光码盘测速系统（配有进口光电编码器）一套，导轨1幅，道轨平整度好，无应力变形，同心度好
9	SC-09通讯编程电缆	根	1
10	电工连线	套	1	32根：长1000mm 黄10条、绿10条、红10条、黑2条； 10根：长600mm 黄2条、绿2条、红2条、蓝2条、黑2条。网线：3米/台
11	常用工具	套	1	一字螺丝刀1把；十字螺丝刀1把；剥线钳1把；指针式万用表1个；斜口钳1把。
12	实验说明书	套	1	指导学生实训

七、维修电工虚拟仿真
一、界面介绍：本软件总共有三个界面，分别为登录、模拟接线和模拟仿真界面，用户需要在登录界面填入正确的账号和密码才能正常使用本软件。.
1：登录界面
2：模拟接线界面：模拟接线界面包含有：实训项目、模型、工具、得分显示、错误提示、原理图等。
3：模拟仿真界面
二、功能介绍：实训项目：本软件总共包含了24个实训项目，分别是：
1.单极开关控制
2.触摸开关控制
3.感应开关控制
4.声控开关控制
5.单极开关串联控制
6.单极开关并联控制
7.单极开关混联控制
8.白炽灯并联控制
9.白炽灯混联控制
10.日光灯控制
11.单相电度表直接安装控制
12.单相电度表间接安装控制
13.异步电动机手动单向运转控制
14.异步电动机点动控制
15.异步电动机自锁控制
16.具有过载保护自锁控制
17.异步电动机单向点动启动控制
18.异步电动机两地控制
19.异步电动机联锁正反转控制
20.正反转点动、启动控制
21.双重联锁正反转控制
22.自动往返控制
23.电机延时启动控制
24自动顺序启动控制。用户根据不同实训项目的原理图选择相对于的模型和正确的接线方式。
1.模型选择：模型选择区共计包含有：单相电源、单极开关、触摸开关、感应开关、声控开关、白炽灯、日光灯、启辉器、镇流器、保险丝、三相电源、启动按钮、停止按钮、中间继电器、热继电器、限位开关、时间继电器、电流互感器、三相电机、电度表等二十多种器件，用户根据不同的实训项目需要选择模型，如果选错或者多选得分扣一分，如果已经选择模型还没放到面板上，可以按ESC键取消该模型并重新选择模型。
2.线材工具选择：放完模型后用户可以根据原理图进行接线，线材工具区包含有黄、绿、红、蓝、黑5种颜色导线，可以避免在线路复杂时分不清线材导通电路。用户需要严格按照原理图进行接线，如果接错扣一分并删除该导线。用户可以在选出线材后或者接好一头时按ESC键取消该导线。
3.得分：得分默认为100，模型或导线选择错误时会扣1，用户进行实验中切换到另一个实训项目时得分会恢复到100并清空之前实验的模型和线材。
4.模拟仿真：在模拟仿真界面中每一个实训项目对应一个仿真功能，用户可以在模拟仿真中进行仿真，能让用户更直观的观察实验现象。
八、配套PLC仿真软件：
前言：近年来，伴随着我国职业教育的大力发展，越来越多的学子有机会进入高等院校进行深造。然而伴随着学生人数的增多，学校的许多教学资源面临严峻的考验，特别是在师资以及实验设备上表现得尤为突出。这明显违背了职业教育强调"做与学一体化"培养技能型人才的目标。与此同时，实验设备因实验频率的提高必然导致损耗的加剧，增加了教学成本，这也是各学校面临的主要困难。为弥补PLC课程教学设备的不足，设计了一种基于不同品牌PLC的虚拟化仿真系统，该系统不仅可以直观、动态地模拟PLC在各种场景下的运行状态，还可通过该系统直观地显示PLC以及其他传感器的动作状态。虚拟化系统的引入有效地解决了原先仅使用PLC仿真而造成的教学枯燥无味、程序抽象难懂的问题，实现了PLC运行过程所见即所得的动态演示效果，进而达到较好的教学训练效果。
一、仿真功能：PLC仿真实训能和西门子、三菱、信捷、台达等PLC实物进行通信，用户使用网线、串口通信线将电脑和PLC连接到一起。也可以与虚拟PLC进行通信，用户这样就能让学生在实验室实物PLC数量不足的情况下每人都能用电脑进行PLC编程仿真。一体化数字孪生系统采集到PLC的I/O输入输出，可以通过钮子开关、轻触开关、拨码开关来改变PLC输入的值，然后根据PLC输出的值来控制相对应的LED灯亮灭、数码管显示、电机旋转。
二、模块功能：PLC仿真实训包含了：抢答器、音乐喷泉、装配流水线、交通灯等20多种典型常用工程应用模块。用户可以用鼠标旋转、缩放、移动各个模块从不同角度更方便地查看模型。界面中还有详细的I/O分配表、I/O状态监控，能让用户每时每刻监控PLC输入输出状态。打开PLC综合仿真系统后系统会进入主界面，在主界面中用户可以点击开始仿真按钮进入模块选择界面。
PLC仿真实训在模块选择界面中共计有20多种模块选项，用户可以选择所需要的模块，用户可以点击下拉菜单查看更多模块。选择好模块后用户可以点击左侧的大图标按钮进入该模块的模拟仿真。PLC仿真实训提供有：抢答器、音乐喷泉、装配流水线等20多种模块。
进入模块仿真后用户可以看到该模块的三维模型，用户可以用鼠标对该模型进行缩放、平移、旋转操作，每个模块上面都配有开关、LED灯等元器件，用户可以点击钮子开关、轻触开关、拨码开关来切换开关状态。用户可以点击实物PLC、虚拟PLC按钮进入对应的仿真，用户可以点击显示状态监控按钮监控当前IO状态，点击打开IO分配图显示IO分配状态。

2024年5月30日 西门子S7-1200高性能高级维修电工实训考核平台

2024年5月30日西门子S7-1200高性能高级维修电工实训考核平台