電工電子PLC實訓臺

一、概述

電工電子PLC實訓臺是PLC可編程控制器及微機接口及微機應用綜合實驗設備。做到一機多用、資源共享、便于管理。這一嶄新的系統實現了專業基礎課（模擬、數字電路）、專業課(微機原理)、課程設計和畢業設計(微機應用)的三合一，真正做到了一機多用，大大節省實驗室，節省管理人員，節省資金。配合本設備，我們特為教師提供了微機原理課、微機應用課的教師實驗指導書，書中對這部分實驗都寫有實驗目的、實驗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實驗的工作量。該設備是學校一步到位，上規模、上檔次的理想選擇。

PLC部分模擬實際工業控制過程中典型的控制對象，它形象生動的演示了PLC的整個執行過程。能夠形象生動的執行機構驗證自己編寫程序的正確性，掌握PLC的實際應用，增強學生對PLC的學習興趣。產品采用掛箱式，便于實驗項目擴展和用戶第二次開發。全套裝置設計合理、功能強大、操作簡單方便，對學生理解和掌握可編程控制器的控制原理和操作方法。加快學習PLC的編程方法。都具有極大的幫助。

二、電工電子PLC實訓臺系統構成

1、PLC可編程控制器實驗臺（演示屏與控制箱構成）
2、PLC可編程控制器實驗演示裝置
3、PLC可編程控制器操作桌
4、編程應用軟件
5、仿真教學軟件

6、PLC及轉接通訊電纜

7、單片機實驗模塊

三、PLC可編程控制器實驗臺控制箱技術指標

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：有保險絲和漏電保護開關二級保護功能。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，過流自動保護功能。

C組:低壓直流穩壓電源，電壓+12V/-12V輸出，電流2A。

D組:0-30V直流穩壓電源，內置式繼電器自動換檔，多圈電位器連續調壓，輸出電流2A，具有預設式限流保護功能。

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可編程控制器主機掛箱功能、特點

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

2）PLC主機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、行程開關或光電開關等。輸出可以接面板上的指示燈、數碼管和繼電器、直流電機和蜂鳴器，還可以與演示裝置相連接，可應用實際的工業控制。
3）PLC主機一般采用日本原裝的三菱系列主機。如用戶要求時也可配備其他型號主機。
4）實驗臺本身帶有24V2A的電源?？梢灾苯佑糜谳敵鲐撦d或與演示裝置接口或與其它對應裝置相連。

五、實驗桌：鋁木結構，采用特制模具制作的優質鋁合金做框架，鋁合金表面經氧化處理，經久耐用，美觀大方，符合現代審美觀，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柜。

六、PLC可編程控制器實驗演示掛箱

該裝置是為了配合PLC可編程控制器實驗臺使用而設計的外接演示裝置。它由LED發光二極管、大型LED數碼管、直流電機、步進電機等執行機構用其他外圍電路模擬實際工業控制過程中的狀態，它形象生動的演示了PLC的整個執行過程。通過該裝置，可以鍛煉學生的動手能力，能夠形象生動的執行機構驗證自己編寫程序的正確性，掌握PLC的實際應用，增強學生對PLC的學習興趣。演示掛箱后蓋由鋁合金注塑而成，箱體結構合理，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可編程控制器實驗臺使用而設計的外接演示裝置。它由LED發光二極管、大型LED數碼管、直流電機、步進電機等執行機構用其他外圍電路模擬實際工業控制過程中的狀態，它形象生動的演示了PLC的整個執行過程。通過該裝置，可以鍛煉學生的動手能力，能夠形象生動的執行機構驗證自己編寫程序的正確性，掌握PLC的實際應用，增強學生對PLC的學習興趣。演示掛箱后蓋由鋁合金注塑而成，箱體結構合理，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電源供執行機構中的外圍使用，每套演示裝置主要由六塊實驗掛箱組成六個實驗內容，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、單片機控制

1、主要技術特點

1.1.一個實驗主機底板，可以配51、AVR、PIC、MSP430、ARM、STM32等多種CPU核心板（根據客戶需求配置），從而實現對各種CPU芯片的支持擴展，最終實現支持常見主流MCU達幾十種之多。出廠標配STC90c516核心板。

1.2.功能模塊獨立

根據我們多年來的開發經驗，和取聽廣大用戶的建議，此款開發板采用最新理念——各

功能模塊獨立，互不干擾，減小初學者編程誤區。板載豐富的實驗硬件資源和接口，并對外全部開放I/O口，既可簡單的使用短路帽進行默認的資源連接（方便初學者直接使用），也可以取下短路帽后采用杜邦線連接單片機的任意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語言實驗例程，可使用戶快速掌握單片機原理及其實用接口技術。同時可加強初學者對主板硬件電路的認識，盡快熟悉硬件電路。因為各功能模塊均獨立設計，可以直接用各種單片機，無需再做第二次投資。

1.4.單片機實驗中有些實驗（D/A轉換實驗、定時器實驗等）需要觀察輸出信號的波形，本實驗箱可以選配雙通道虛擬示波器（實驗室如果有獨立示波器的話，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，方便插入在教學課件中。

1.5.下面詳細硬件配置里的全部硬件都集成在一個主板上，穩定可靠，方便操作，同時也方便實驗室的管理。

2、詳細硬件配置

2.1.實驗箱底板

2.1.1單色流水燈模塊：8個高亮綠色LED燈，用于流水燈實驗。

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，用于交通燈實驗。

2.1.3雙色LED燈模塊：紅綠雙色直插LED燈，用于簡易邏輯筆設計。

2.1.4 8位數碼管模塊：2個四位一體共陽極數碼管，2個74HC595驅動芯片，用于時鐘顯示實驗。

2.1.5 1位數碼管模塊：1個8段數碼管，共陽極，0.56英寸，用于數碼管認識實驗。

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

2.1.7 LCD1602液晶屏模塊：標準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驗。

2.1.8 8個獨立按鍵：8個獨立按鍵，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，基準電壓可調電阻、模擬量輸出接口、數字量輸出接口、模擬量指示LED燈，支持光敏二極管、光敏電阻等光電開關器件。

3.3火焰傳感器模塊：集成LM393比較器，基準電壓可調電阻、模擬量輸出接口、數字量輸出接口、模擬量指示LED燈，支持火焰傳感器。

3.4霍爾傳感器模塊：集成LM393比較器，基準電壓可調電阻、模擬量輸出接口、數字量輸出接口、模擬量指示LED燈，支持霍爾傳感器。

4.電器控制模塊

4.1 1路直流電機接口：ULN2003驅動芯片。一路可調速、可調向雙功能電機接口。

4.2 1路步進電機接口：ULN2003驅動芯片。標準5線4相步進電機接口。

4.3 2路繼電器：ULN2003驅動芯片。兩個5V繼電器，兩個3P接線端子。

5.數據傳輸、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，0R-10K電阻值可調。

5.4串轉并模塊：74HC164芯片。

5.5并轉串模塊：74HC165芯片。

5.6 SD卡模塊：標準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紅外發射模塊：紅外發射二極管。

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，兼容標準CMOS。

5.12三八譯碼器：74LS138芯片，TTL電平。

5.13核心板擴展接口：接口插座20P兩排，IO擴展插針20P兩排。

6.電源模塊

6.1 3V3電源電路：LM1117-3V3穩壓芯片。

6.2 1V8電源模塊：LM1117-1V8穩壓芯片。

6.3電源引出：GND/5V/3V3/1V8電源各一組，每組6路引出。

6.4自恢復保險絲：斷開電流300ma。

6.5模塊名稱：USB接口，miniUSB,A型母頭，D+，D-。

7.標配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.機箱

8.1堅固型鋁合金框架，厚實的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。

9.軟件

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

9.2在線下載軟件：STC_ISP_V479。

9.3 C語言編程單片機應用設計例程。

八、實驗項目

（一）、PLC可編程控制器實驗系統：
1.與、或、非邏輯功能實驗

2.定時器、計數器功能實驗
3.跳轉、分支功能實驗

4.移位寄存器實驗
5.數據處理功能實驗

6.微分、位操作實驗
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.變頻器的參數設置

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）、微機接口及微機應用
1.基礎實驗

1)跑馬燈、流水燈實驗

2)彩色流水燈、交通燈實驗

3)紅、綠兩種顏色顯示。

4)電子鐘顯示、數碼管多位顯示、74HC595驅動等實驗。

5)1位數碼管顯示實驗。

6)雙色點陣屏顯示實驗，滾動、靜態顯示字符、漢字符號等。

7)LCD1602液晶屏顯示實驗，可以顯示字符、數字等。

8)按鍵控制、外部中斷等實驗。

9)矩陣鍵盤實驗，可用作控制、教學實驗等

10)游戲控制桿、實現獨立按鍵等功能。

11)音樂播放、報警提示等。

12)電子表、萬年歷實驗。

2.傳感器實驗

1)溫度測量。

2)光電開關實驗。

3)火災報警、火焰檢測等實驗。

4)測速、電磁檢測等實驗。

3.電器控制實驗

1)直流電機調速、調向的驅動實驗。

2)步進電機調速、調向、調角度的驅動實驗。

3)繼電器控制實驗。

4.數據傳輸、存儲模塊功能。

1)串口通信，TTL轉RS-232實驗。

2)外部存儲、IIC總線學習。

3)串行轉并行實驗，可以擴展IO。

4)并行數據轉串行的實驗。

5)SD卡的讀寫、文件系統的學習實驗。

6)配合多組485模塊，可以進行485通訊實驗。

7)發射不同載波頻率的紅外信號實驗。

8)紅外接收解碼實驗。

9)AD/DA兩種轉換實驗。

10)8位數據鎖存實驗，可以做CPU與外圍模塊的驅動、緩沖模塊。

11)IO擴展，學習譯碼實驗。