基于PLC的电气自动化实验平台及方法与流程

本发明属于电气自动化实验，具体涉及一种基于plc的电气自动化实验平台及方法。

背景技术：

1、随着工业技术的不断进步，劳动力成本上涨和制造业竞争加剧的情况下，众多企业开始积极寻求自动化解决方案，以期提高生产效率和降低成本。因此，自动化项目成为企业转型的必要手段之一。近年来，人工智能、机器视觉、传感器、网络通讯等技术迅猛发展，为自动化项目带来了更多可能性。这些先进技术让自动化设备能够更加智能化、精准化地执行任务，极大地提升了生产效率和产品质量。

2、plc（可编程逻辑控制器）正朝着多功能化、集成化、智能化、标准化、开放化、网络化的方向快速发展。因此，自动化生产线技术得到广泛应用并快速发展，大大提高了生产效率和产品质量，改善了工作环境，降低了能源消耗并节约了材料。然而，设备的高效运行也对相关自动化项目电控设计人员的素质提出了更高、更强的要求。

3、随着plc技术的普及和应用范围的扩大，越来越多的企业意识到plc技术在智能制造型领域的重要性。然而，传统的编程软件虽具备基础在线仿真功能，但部分功能通过在线仿真无法与硬件同步，且通过模拟仿真与最终项目实施的一致性无法保证。因此，企业需要通过开发电气自动化实验平台来满足实物硬件的仿真测试。电气自动化实验平台提供了丰富的硬件种类，可以模拟真实工业场景，保证工程师的设计准确性，提升设计效率，保证项目的调试进度。

技术实现思路

1、基于plc的电气自动化实验平台是一种应用于科技创新领域，利用先进的电气技术和自动化控制原理，结合软件编程和电气自动化系统实验的硬件设计，搭建企业自动化项目实验和硬件模拟场景。

2、基于前述的背景和需求，通过不同实验模块之间的相互组合实现多种实验仿真需求，在项目设计的初期阶段，工程师运用eplan/cad等绘图软件设计标准电气图纸，同时搭建hmi人机交互界面，通过编程软件编写自动化plc程序。最后通过电气自动化实验平台对设计效果进行硬件仿真测试，以此降低工程师在设计过程中出现的失误风险。平台上融合了多种关键技术和设备，包括plc可编程逻辑控制器、伺服电机驱动控制、变频器调速控制、步进电机驱动控制、物联网和人机交互界面。而且，还支持多种工业以太网通讯协议，如modbus tcp、modbus rtu、profinet、ethernet/ip和ethercat等，从而保证了平台与其它系统的良好互连性。

3、基于plc的电气自动化实验平台，包括计算机，所述计算机分别电性连接plc设备、变频实验块挂箱、伺服实验块挂箱、步进丝杆挂箱、负载实验块挂箱和hmi人机交互挂箱；

4、所述plc设备，包括cpu模块、数字量模块、模拟量模块和安全模块；

5、所述变频实验块挂箱，包括脉冲型变频器、pn变频器和变频电机集成挂箱；

6、所述伺服实验块挂箱，包括伺服电机驱动器、编码器、伺服电机和丝杆集成挂箱；

7、所述步进丝杆挂箱，包括步进电机驱动器和丝杆部件+三点限位集成挂箱；

8、所述负载实验块挂箱，包括光电开关、信号灯、按钮、阀岛和厂家送测件；

9、所述hmi人机交互挂箱，包括hmi人机交互屏+三位按钮组件。

10、优选的，还包括实训桌，实训桌上配备实训器件和工具，实训桌上还配置插座和接线端子。

11、前述的基于plc的电气自动化实验平台的电气自动化实验方法，包括以下步骤：编写plc程序，下载程序到plc设备，设定实验参数，启动实验，运行实验，结束实验。

12、优选的，编写plc程序：打开plc编程软件，创建新的程序文件，定义输入和输出变量，编写逻辑控制代码，调试程序以确保其正确性；

13、下载程序到plc设备：将plc设备与计算机连接，在软件中选择下载选项，将编写好的程序下载到plc设备中，等待下载完成并检查错误信息；

14、设定实验参数：设置传感器触发条件，配置执行器操作方式，确定实验时间和循环次数；

15、启动实验：按下plc设备上的启动按钮，实时监测传感器状态，控制执行器进行自动化操作；

16、运行实验：观察实验过程中的数据和结果，记录数据变化和执行器操作，分析实验过程中产生的信号；

17、结束实验：停止plc设备运行，分析实验数据和结果，撤销实验参数的设定。

18、本发明的有益效果：

19、（1）对编写的plc程序段进行执行测试，保证项目准确性；

20、（2）对厂家送测样品进行测试，掌握电气元件性能参数；

21、（3）可以应用于各类科研项目，实现项目局部效果汇报展示；

22、（4）可应用在相关考核中，拟定课题，平台设计成果可用于公司人才聘用技能考核；

23、（5）应用在公司的相关培训工作中，如电控开发、电工技术、软件运用等培训。

技术特征：

1.基于plc的电气自动化实验平台，包括计算机，其特征在于，所述计算机分别电性连接plc设备、变频实验块挂箱、伺服实验块挂箱、步进丝杆挂箱、负载实验块挂箱和hmi人机交互挂箱；

2.根据权利要求1所述的基于plc的电气自动化实验平台，其特征在于，还包括实训桌，实训桌上配备实训器件和工具，实训桌上还配置插座和接线端子。

3.如权利要求1所述的基于plc的电气自动化实验平台的电气自动化实验方法，其特征在于，包括以下步骤：编写plc程序，下载程序到plc设备，设定实验参数，启动实验，运行实验，结束实验。

4.根据权利要求3所述的基于plc的电气自动化实验方法，其特征在于，编写plc程序：打开plc编程软件，创建新的程序文件，定义输入和输出变量，编写逻辑控制代码，调试程序以确保其正确性；

技术总结本发明属于电气自动化实验技术领域，具体涉及一种基于PLC的电气自动化实验平台及方法。实验平台包括计算机，计算机分别电性连接PLC设备、变频实验块挂箱、伺服实验块挂箱、步进丝杆挂箱、负载实验块挂箱和HMI人机交互挂箱；PLC设备，包括CPU模块、数字量模块、模拟量模块和安全模块。实验方法，包括以下步骤：编写PLC程序，下载程序到PLC设备，设定实验参数，启动实验，运行实验，结束实验。本发明对编写的PLC程序段进行执行测试，保证项目准确性；对厂家送测样品进行测试，掌握电气元件性能参数；应用在公司的相关培训工作中，如电控开发、电工技术、软件运用等培训。技术研发人员：汪成龙,戴宁,焦磊磊,杨庆明,宋沛宇,魏斌杰,秦承涛受保护的技术使用者：山东未来智能技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/18