電工電子PLC實(shí)訓(xùn)臺

一、概述

電工電子PLC實(shí)訓(xùn)臺是PLC可編程控制器及微機(jī)接口及微機(jī)應(yīng)用綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)備。做到一機(jī)多用、資源共享、便于管理。這一嶄新的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了專業(yè)基礎(chǔ)課（模擬、數(shù)字電路）、專業(yè)課(微機(jī)原理)、課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)(微機(jī)應(yīng)用)的三合一，真正做到了一機(jī)多用，大大節(jié)省實(shí)驗(yàn)室，節(jié)省管理人員，節(jié)省資金。配合本設(shè)備，我們特為教師提供了微機(jī)原理課、微機(jī)應(yīng)用課的教師實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，書中對這部分實(shí)驗(yàn)都寫有實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)電路以及匯編語言和C語言的參考程序清單(提供程序軟盤)，供教師參考，減輕了教師備課和輔導(dǎo)實(shí)驗(yàn)的工作量。該設(shè)備是學(xué)校一步到位，上規(guī)模、上檔次的理想選擇。

PLC部分模擬實(shí)際工業(yè)控制過程中典型的控制對象，它形象生動的演示了PLC的整個執(zhí)行過程。能夠形象生動的執(zhí)行機(jī)構(gòu)驗(yàn)證自己編寫程序的正確性，掌握PLC的實(shí)際應(yīng)用，增強(qiáng)學(xué)生對PLC的學(xué)習(xí)興趣。產(chǎn)品采用掛箱式，便于實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目擴(kuò)展和用戶第二次開發(fā)。全套裝置設(shè)計(jì)合理、功能強(qiáng)大、操作簡單方便，對學(xué)生理解和掌握可編程控制器的控制原理和操作方法。加快學(xué)習(xí)PLC的編程方法。都具有極大的幫助。

二、電工電子PLC實(shí)訓(xùn)臺系統(tǒng)構(gòu)成

1、PLC可編程控制器實(shí)驗(yàn)臺（演示屏與控制箱構(gòu)成）
2、PLC可編程控制器實(shí)驗(yàn)演示裝置
3、PLC可編程控制器操作桌
4、編程應(yīng)用軟件
5、仿真教學(xué)軟件

6、PLC及轉(zhuǎn)接通訊電纜

7、單片機(jī)實(shí)驗(yàn)?zāi)K

三、PLC可編程控制器實(shí)驗(yàn)臺控制箱技術(shù)指標(biāo)

1、電源
1.1電源輸入:工作電壓220V±5%(50Hz)，輸入時指示燈亮。
1.2電源輸出：有保險(xiǎn)絲和漏電保護(hù)開關(guān)二級保護(hù)功能。輸出交流220V工作電壓有高精度電流表與電壓表指示

A組:直流電壓+5V/3A輸出，有高精度直流電壓表指示電壓輸出，過流自動保護(hù)功能。

B組:直流電壓24V/2A輸出，有高精度直流電壓表指示電壓輸出，過流自動保護(hù)功能。

C組:低壓直流穩(wěn)壓電源，電壓+12V/-12V輸出，電流2A。

D組:0-30V直流穩(wěn)壓電源，內(nèi)置式繼電器自動換檔，多圈電位器連續(xù)調(diào)壓，輸出電流2A，具有預(yù)設(shè)式限流保護(hù)功能。

E組:恒流源，提供0-20mA恒流源
F組:單相市電輸出，供用戶自備儀器使用。
四、PLC可編程控制器主機(jī)掛箱功能、特點(diǎn)

◆PLC主機(jī)：輸入：24點(diǎn)輸出24點(diǎn)(可選擇)
◆型號：三菱FX3U-48MR（也可選擇西門子、歐姆龍，價(jià)格另議）
◆輸出電壓：直流24V，電壓表指示
◆利用應(yīng)用軟件編程
◆電源輸入：交流220V，50Hz
1）功能包括

2）PLC主機(jī)的輸入輸出端口均已引到面板上。輸入可以接模擬輸入開關(guān)、行程開關(guān)或光電開關(guān)等。輸出可以接面板上的指示燈、數(shù)碼管和繼電器、直流電機(jī)和蜂鳴器，還可以與演示裝置相連接，可應(yīng)用實(shí)際的工業(yè)控制。
3）PLC主機(jī)一般采用日本原裝的三菱系列主機(jī)。如用戶要求時也可配備其他型號主機(jī)。
4）實(shí)驗(yàn)臺本身帶有24V2A的電源?？梢灾苯佑糜谳敵鲐?fù)載或與演示裝置接口或與其它對應(yīng)裝置相連。

五、實(shí)驗(yàn)桌：鋁木結(jié)構(gòu)，采用特制模具制作的優(yōu)質(zhì)鋁合金做框架，鋁合金表面經(jīng)氧化處理，經(jīng)久耐用，美觀大方，符合現(xiàn)代審美觀，桌面為防火、防水、耐磨高密度板，桌子下部配置儲存柜及電腦主機(jī)柜。

六、PLC可編程控制器實(shí)驗(yàn)演示掛箱

該裝置是為了配合PLC可編程控制器實(shí)驗(yàn)臺使用而設(shè)計(jì)的外接演示裝置。它由LED發(fā)光二極管、大型LED數(shù)碼管、直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)等執(zhí)行機(jī)構(gòu)用其他外圍電路模擬實(shí)際工業(yè)控制過程中的狀態(tài)，它形象生動的演示了PLC的整個執(zhí)行過程。通過該裝置，可以鍛煉學(xué)生的動手能力，能夠形象生動的執(zhí)行機(jī)構(gòu)驗(yàn)證自己編寫程序的正確性，掌握PLC的實(shí)際應(yīng)用，增強(qiáng)學(xué)生對PLC的學(xué)習(xí)興趣。演示掛箱后蓋由鋁合金注塑而成，箱體結(jié)構(gòu)合理，工藝*，美觀大方。該裝置在演示屏上位置可任意移動、互換。

該裝置是為了配合PLC可編程控制器實(shí)驗(yàn)臺使用而設(shè)計(jì)的外接演示裝置。它由LED發(fā)光二極管、大型LED數(shù)碼管、直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)等執(zhí)行機(jī)構(gòu)用其他外圍電路模擬實(shí)際工業(yè)控制過程中的狀態(tài)，它形象生動的演示了PLC的整個執(zhí)行過程。通過該裝置，可以鍛煉學(xué)生的動手能力，能夠形象生動的執(zhí)行機(jī)構(gòu)驗(yàn)證自己編寫程序的正確性，掌握PLC的實(shí)際應(yīng)用，增強(qiáng)學(xué)生對PLC的學(xué)習(xí)興趣。演示掛箱后蓋由鋁合金注塑而成，箱體結(jié)構(gòu)合理，工藝*，美觀大方。該裝置在演示屏上位置可任意移動、互換。

演示裝置上對PLC的輸入輸出均采用24V電源，5V電源供執(zhí)行機(jī)構(gòu)中的外圍使用，每套演示裝置主要由六塊實(shí)驗(yàn)掛箱組成六個實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，它們的型號分別為：

功能單元一：水塔水位模擬控制

功能單元二：裝配流水線模擬控制

功能單元三：自動送料車與傳送模擬控制

功能單元四：十字路口交通燈模擬控制

功能單元五：音樂噴泉模擬控制

功能單元六：自動送料車與傳送模擬控制

七、單片機(jī)控制

1、主要技術(shù)特點(diǎn)

1.1.一個實(shí)驗(yàn)主機(jī)底板，可以配51、AVR、PIC、MSP430、ARM、STM32等多種CPU核心板（根據(jù)客戶需求配置），從而實(shí)現(xiàn)對各種CPU芯片的支持?jǐn)U展，最終實(shí)現(xiàn)支持常見主流MCU達(dá)幾十種之多。出廠標(biāo)配STC90c516核心板。

1.2.功能模塊獨(dú)立

根據(jù)我們多年來的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，和取聽廣大用戶的建議，此款開發(fā)板采用最新理念——各

功能模塊獨(dú)立，互不干擾，減小初學(xué)者編程誤區(qū)。板載豐富的實(shí)驗(yàn)硬件資源和接口，并對外全部開放I/O口，既可簡單的使用短路帽進(jìn)行默認(rèn)的資源連接（方便初學(xué)者直接使用），也可以取下短路帽后采用杜邦線連接單片機(jī)的任意I/O口線，輕松搭建自己的電路。

1.3.配合本公司精心編寫的大量C語言實(shí)驗(yàn)例程，可使用戶快速掌握單片機(jī)原理及其實(shí)用接口技術(shù)。同時可加強(qiáng)初學(xué)者對主板硬件電路的認(rèn)識，盡快熟悉硬件電路。因?yàn)楦鞴δ苣K均獨(dú)立設(shè)計(jì)，可以直接用各種單片機(jī)，無需再做第二次投資。

1.4.單片機(jī)實(shí)驗(yàn)中有些實(shí)驗(yàn)（D/A轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)、定時器實(shí)驗(yàn)等）需要觀察輸出信號的波形，本實(shí)驗(yàn)箱可以選配雙通道虛擬示波器（實(shí)驗(yàn)室如果有獨(dú)立示波器的話，可以不配），可以測量各種模擬信號，并可以保存波型文件，圖片文件，方便插入在教學(xué)課件中。

1.5.下面詳細(xì)硬件配置里的全部硬件都集成在一個主板上，穩(wěn)定可靠，方便操作，同時也方便實(shí)驗(yàn)室的管理。

2、詳細(xì)硬件配置

2.1.實(shí)驗(yàn)箱底板

2.1.1單色流水燈模塊：8個高亮綠色LED燈，用于流水燈實(shí)驗(yàn)。

2.1.2雙色流水燈模塊：6個高亮直插LED燈，紅黃綠三種顏色，用于交通燈實(shí)驗(yàn)。

2.1.3雙色LED燈模塊：紅綠雙色直插LED燈，用于簡易邏輯筆設(shè)計(jì)。

2.1.4 8位數(shù)碼管模塊：2個四位一體共陽極數(shù)碼管，2個74HC595驅(qū)動芯片，用于時鐘顯示實(shí)驗(yàn)。

2.1.5 1位數(shù)碼管模塊：1個8段數(shù)碼管，共陽極，0.56英寸，用于數(shù)碼管認(rèn)識實(shí)驗(yàn)。

2.1.6 紅綠雙色點(diǎn)陣模塊：3個74HC595驅(qū)動芯片，一個紅綠雙色點(diǎn)陣顯示屏，用于字符和中文的LED顯示。

2.1.7 LCD1602液晶屏模塊：標(biāo)準(zhǔn)LCD1602液晶屏接口，1個帶背光的LCD1602液晶屏，用于字符液晶顯示實(shí)驗(yàn)。

2.1.8 8個獨(dú)立按鍵：8個獨(dú)立按鍵，帶上拉電阻。

2.1.9 4X4矩陣鍵盤：4行4列矩陣鍵盤，共16個按鍵，帶上拉電阻。

2.1.10五向搖桿：一個五向搖桿，具有上、下、左、右、中五個方向。

2.1.11蜂鳴器模塊：無源蜂鳴器

2.1.12DS1302時鐘模塊：DS1302芯片，模塊帶后背電池座。

3.傳感器模塊

3.1兩路DS18B20模塊：兩路DS18B20溫度傳感器接口。

3.2光敏傳感器模塊：集成LM393比較器，基準(zhǔn)電壓可調(diào)電阻、模擬量輸出接口、數(shù)字量輸出接口、模擬量指示LED燈，支持光敏二極管、光敏電阻等光電開關(guān)器件。

3.3火焰?zhèn)鞲衅髂K：集成LM393比較器，基準(zhǔn)電壓可調(diào)電阻、模擬量輸出接口、數(shù)字量輸出接口、模擬量指示LED燈，支持火焰?zhèn)鞲衅鳌?/span>

3.4霍爾傳感器模塊：集成LM393比較器，基準(zhǔn)電壓可調(diào)電阻、模擬量輸出接口、數(shù)字量輸出接口、模擬量指示LED燈，支持霍爾傳感器。

4.電器控制模塊

4.1 1路直流電機(jī)接口：ULN2003驅(qū)動芯片。一路可調(diào)速、可調(diào)向雙功能電機(jī)接口。

4.2 1路步進(jìn)電機(jī)接口：ULN2003驅(qū)動芯片。標(biāo)準(zhǔn)5線4相步進(jìn)電機(jī)接口。

4.3 2路繼電器：ULN2003驅(qū)動芯片。兩個5V繼電器，兩個3P接線端子。

5.數(shù)據(jù)傳輸、存儲模塊

5.1 2路串口：SP3232芯片，+3.0v-+5V工作電壓，公頭串口座一個，母頭串口座一個，狀態(tài)指示燈4個。

5.2 AT24C02存儲模塊：AT24C02芯片。

5.3 模擬量輸入模塊：0V-5V輸入可調(diào)，0R-10K電阻值可調(diào)。

5.4串轉(zhuǎn)并模塊：74HC164芯片。

5.5并轉(zhuǎn)串模塊：74HC165芯片。

5.6 SD卡模塊：標(biāo)準(zhǔn)SD卡卡槽，SPI控制，4-bit傳輸模式。

5.7 MAX485模塊：MAX485芯片，1組2P接線端子輸出，1組插針輸出。

5.8紅外發(fā)射模塊：紅外發(fā)射二極管。

5.9紅外接收模塊：HX838紅外一體化接收頭。

5.10 PCF8591AD/DA模塊：PCF8591芯片，4路模擬量輸入，1路模擬量輸出，IIC通信。

5.11鎖存器模塊：74HC573鎖存芯片，兼容標(biāo)準(zhǔn)CMOS。

5.12三八譯碼器：74LS138芯片，TTL電平。

5.13核心板擴(kuò)展接口：接口插座20P兩排，IO擴(kuò)展插針20P兩排。

6.電源模塊

6.1 3V3電源電路：LM1117-3V3穩(wěn)壓芯片。

6.2 1V8電源模塊：LM1117-1V8穩(wěn)壓芯片。

6.3電源引出：GND/5V/3V3/1V8電源各一組，每組6路引出。

6.4自恢復(fù)保險(xiǎn)絲：斷開電流300ma。

6.5模塊名稱：USB接口，miniUSB,A型母頭，D+，D-。

7.標(biāo)配51CPU模塊

7.1配在線下載CPU芯片STC90系列1片。

7.2自帶在線下載電路。

8.機(jī)箱

8.1堅(jiān)固型鋁合金框架，厚實(shí)的ABS塑料包角，參考外形尺寸460×380×120mm

8.2有70mm×350mm的零配件存放區(qū)。

9.軟件

9.1集成多種單片機(jī)兼容的通用KEIL軟件環(huán)境，支持匯編和C語言的編程、編譯、鏈接和源程序級調(diào)試和在線下載。

9.2在線下載軟件：STC_ISP_V479。

9.3 C語言編程單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)例程。

八、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

（一）、PLC可編程控制器實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)：
1.與、或、非邏輯功能實(shí)驗(yàn)

2.定時器、計(jì)數(shù)器功能實(shí)驗(yàn)
3.跳轉(zhuǎn)、分支功能實(shí)驗(yàn)

4.移位寄存器實(shí)驗(yàn)
5.數(shù)據(jù)處理功能實(shí)驗(yàn)

6.微分、位操作實(shí)驗(yàn)
7.水塔水位模擬控制
8.裝配流水線模擬控制
9.十字路口交通燈模擬控制

10.音樂噴泉模擬控制
11.自動送料車與傳送模擬控制

12.變頻器的通訊控制

13.變頻器的參數(shù)設(shè)置

14.變頻器的面板啟動

15.變頻器的外部端子控制

16.變頻器的模擬量控制

（二）、微機(jī)接口及微機(jī)應(yīng)用
1.基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)

1)跑馬燈、流水燈實(shí)驗(yàn)

2)彩色流水燈、交通燈實(shí)驗(yàn)

3)紅、綠兩種顏色顯示。

4)電子鐘顯示、數(shù)碼管多位顯示、74HC595驅(qū)動等實(shí)驗(yàn)。

5)1位數(shù)碼管顯示實(shí)驗(yàn)。

6)雙色點(diǎn)陣屏顯示實(shí)驗(yàn)，滾動、靜態(tài)顯示字符、漢字符號等。

7)LCD1602液晶屏顯示實(shí)驗(yàn)，可以顯示字符、數(shù)字等。

8)按鍵控制、外部中斷等實(shí)驗(yàn)。

9)矩陣鍵盤實(shí)驗(yàn)，可用作控制、教學(xué)實(shí)驗(yàn)等

10)游戲控制桿、實(shí)現(xiàn)獨(dú)立按鍵等功能。

11)音樂播放、報(bào)警提示等。

12)電子表、萬年歷實(shí)驗(yàn)。

2.傳感器實(shí)驗(yàn)

1)溫度測量。

2)光電開關(guān)實(shí)驗(yàn)。

3)火災(zāi)報(bào)警、火焰檢測等實(shí)驗(yàn)。

4)測速、電磁檢測等實(shí)驗(yàn)。

3.電器控制實(shí)驗(yàn)

1)直流電機(jī)調(diào)速、調(diào)向的驅(qū)動實(shí)驗(yàn)。

2)步進(jìn)電機(jī)調(diào)速、調(diào)向、調(diào)角度的驅(qū)動實(shí)驗(yàn)。

3)繼電器控制實(shí)驗(yàn)。

4.數(shù)據(jù)傳輸、存儲模塊功能。

1)串口通信，TTL轉(zhuǎn)RS-232實(shí)驗(yàn)。

2)外部存儲、IIC總線學(xué)習(xí)。

3)串行轉(zhuǎn)并行實(shí)驗(yàn)，可以擴(kuò)展IO。

4)并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)串行的實(shí)驗(yàn)。

5)SD卡的讀寫、文件系統(tǒng)的學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)。

6)配合多組485模塊，可以進(jìn)行485通訊實(shí)驗(yàn)。

7)發(fā)射不同載波頻率的紅外信號實(shí)驗(yàn)。

8)紅外接收解碼實(shí)驗(yàn)。

9)AD/DA兩種轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)。

10)8位數(shù)據(jù)鎖存實(shí)驗(yàn)，可以做CPU與外圍模塊的驅(qū)動、緩沖模塊。

11)IO擴(kuò)展，學(xué)習(xí)譯碼實(shí)驗(yàn)。