PLC与现场总线实训室建设方案
1.1概述
西门子工业网络实验室建设主要是使用西门子集团的数字化工厂的过程自动化产品，通过搭建过程控制实验平台和模拟实验项目使学生了解现代工业控制网络的构成和工业过程控制，让学生掌握现代工业网络控制应用技术。本实训室建设主要分为两部分，分别是基础实训室部分，技能提升（国赛）实训室部分。
1.2基础实训室建设
1.2.1 基础实训室建设的主要目的。
1）培养学生的动手动脑能力。基础实训室建设后，学生可以自己动手搭建简单的工业控制系统，充分发挥学生的主观能动性。
2）让学生掌握一技之长。基础实训室建设后，学生学习西门子工业网络的基本构成，掌握PLC编程技术，掌握PLC通讯技术，了解工业现场常用的控制设备；使学生充分了解电气控制柜的构成，学会并掌握电气控制柜的设计、安装、调试和维护，使学生掌握一技之长，让其快速融入社会，成为社会需要的技能型人才。
3）体现职业院校的办学特色。基础实训室建设后，充分利用了西门子数字化工厂的技术来培养社会紧缺型人才，使学生能够快速满足工厂需求。向社会需求什么人才，我们能培养什么人才的目标靠近。真正体现职业院校的办学特色和办学风格。
4）推动课程改革。基础实训室建设后，依据实训室的实验设备，开展课程建设和课程改革，让学生在学中练，练中学。做的理论结合实验，实验联系实际应用。
5）为社会提供相吃瓜网的技能培训和技能考核。基础实训室建设后，结合当地的工厂实际应用，开展基础的技能培训和技能考核工作，提高工人的技能，保障工厂的技术需要；院校的相吃瓜网教师可以以实训室建设为参考，为工厂和企业做技术改造和升级方案，服务于当地社会。
1.2.2实训室的基本布局
1.2.3基础实训室建设主导思路
现汽车工程系共有PLC实训台12台和多个相吃瓜网实验模块，这些实验室设备几乎处于报废和半报废状态。为了能够充分利用这些老设备，节约开支，计划在建设新实训室时，对这些实验设备进行改造修缮，使这些设备不仅能够满足教学要求，还要尽可能的接近现代工业控制的发展趋势。
1.2.4基础实训室预开设的实训内容
1）设备基本认识操作实验
（1）S7200SmartPLC控制系统模块认识实验
（2）S7200SmartPLC模块输入输出接口原理演示实验
（3）S7200SmartPLC模块接线实验
（4）编程软件STEP7-MicroWIN SMART熟悉操作实验
编程软件界面认识实验
网线下载程序实验
无线Wifi下载程序实验
PPI电缆下载程序实验
MPI电缆下载程序实验
使用SD卡下载程序实验
（5）编程逻辑指令认识使用实验。
位逻辑指令实验
定时器指令实验
计数器指令实验
比较指令实验
逻辑操作指令实验
传送指令实验
数字运算指令实验
移位和循环指令实验
字符串指令实验
表指令的实验
间接寻址方式实验
ASCII码转换指令实验
（6）编程功能指令认识使用实验。
高速计数指令实验
脉冲输出指令实验
比例/积分/微分（PID）回路指令实验
（7）PLC程序结构认识练习实验
子程序调用实验
中断指令实验
程序控制指令实验
（8）PLC循环扫描工作原理演示实验。
2）PLC常用控制功能综合实验
（1）逻辑编程控制实验
三相电机的启停控制、自锁控制、联锁正反转控制、星/三角（Y/△）起控制实验（实物、含三相异步电动机、继电器、接触器电器等）
LED数码显示模拟控制（含LED数码管）实验
天塔之光的模拟控制实验
交通灯的模拟控制实验
四节传送带的模拟控制实验
装配流水线的模拟控制实验
液体混合的模拟控制实验
机械手的模拟控制实验
三层电梯的模拟控制实验
水塔水位的模拟控制实验
扎钢机的模拟控制实验
邮件分拣的模拟控制实验
喷泉的模拟控制实验
（2）模拟量输入输出编程控制实验。
模拟量（温度、压力、张力、电压、电流等）输入采集实验
模拟量输出显示实验
PID温度调节控制实验
PID水位调节控制实验
直流电机的速度控制实验
变频器模拟量控制实验
（3）使用高速计数器测量旋转编码器转速实验
（4）变频器多段速控制实验
（5）步进电机的开环控制实验
（6）交流伺服电机的闭环控制实验
（7）直流伺服电机的闭环控制实验
3）通讯功能实验
（1）S7200SmartPLC与S7200SmartPLC之间的PPI通讯实验
（2）S7200SmartPLC与S7200SmartPLC之间的MODBUS通讯实验
（3）S7200SmartPLC与S7200SmartPLC之间自由口通讯实验
（4）S7200SmartPLC与S7200SmartPLC之间PROFIBUS -DP通讯实验
（5）S7200SmartPLC与S7200SmartPLC之间开放式以太网通讯实验
（6）S7200SmartPLC与多种智能仪表（温控表、流量计、多功能电表）之间的串口通讯实验
（7）S7200SmartPLC与变频器、步进电机驱动器、伺服电机驱动器通讯控制实验
（8）S7200SmartPLC与串口服务器的之间开放式以太网通讯实验。
（9）S7200SmartPLC与S7200SmartPLC之间MUDBUS-TCP通讯实验
(10) S7200SmartPLC与串口服务器之间MUDBUS-TCP通讯实验
(11) S7200SmartPLC与DTU之间的无线远程通讯实验
(12) S7200SmartPLC与对发射频模块之间无线通讯实验
(13) S7200SmartPLC与网桥模块之间无线通讯实验
(14) S7200SmartPLC与wifi模块之间无线通讯实验
4）技能扩展实训
(1) 基于触摸屏监控系统搭建的实训
(2) 基于组态软件“组态王”监控系统搭建实训
(3) 基于组态软件Wincc 7.4监控系统搭建实训
(4) 基于组态软件Wincc 7.4远程监控系统搭建实训
(5) 基于编程软件VB.NET监控系统搭建实训
(6) 基于手机组态软件“teslascada”远程监控系统实训
(7) 基于云服务器的远程监控系统搭建实训。
(8) S7200SmartPLC控制系统在楼宇二次恒压供水中的应用模拟实训
(9) S7200SmartPLC控制系统在污水处理中的应用模拟实训
(10) S7200SmartPLC控制系统在现代农业中的应用模拟实训
(11) S7200SmartPLC控制系统在智能家居中的应用模拟实训
(12) S7200SmartPLC控制系统在饮料生产中的应用模拟实训
1.2.5所需设备简表
1.西门子S7200 smartPLC 12套，现将所需的模块列表如下：
表1 CPU模块
| 型号 | 数量 |
| CPUST20（DC/DC/DC） | 2个 |
| CPU SR20（AC/DC/Relay） | 2个 |
| CPUST40（DC/DC/DC） | 4个 |
| CPU SR40（AC/DC/Relay） | 4个 |
表2 通讯模块
| 型号 | 数量 |
| SB COM1 (RS485/RS232) | 12个 |
| EM DP01(DP) | 12个 |
表3数字量输入模块
| 型号 | 数量 |
| EM DE16（8DI） | 6个 |
| EM DE16（16DI） | 6个 |
表4数字量输出模块
| 型号 | 数量 |
| EM DT08 （8DQ Transistor） | 4个 |
| EM DT16（16DQ Transistor） | 4个 |
| EM DR08 （8DQ Relay） | 4个 |
| EM DR16（16DQ Relay） | 4个 |
表5数字量输入输出模块
| 型号 | 数量 |
| EM DT16（8DI/8DQ Transistor） | 2个 |
| EM DT32（16DI/16DQ Transistor） | 2个 |
| EM DR16（8DI/8DQ Relay） | 2个 |
| EM DR32（16DI/16DQ Relay） | 2个 |
表6模拟量模块
| 型号 | 数量 |
| EM AE08（8AI） | 2个 |
| EM AE04（4AI） | 2个 |
| EM AQ02（2AQ） | 4个 |
| EM AM06（4AI /2AQ） | 4个 |
表7热电阻热电偶模块
| 型号 | 数量 |
| EM AR02（2AI RTD） | 4个 |
| EM AR02（4AI RTD） | 4个 |
| EM AT04（4AI TC） | 4个 |
2. 多种传感器：
| 型号 | 数量 |
| 热电偶传感器 | 28个 |
| 热电阻传感器 | 28个 |
| 热电阻传感器变送器（4~20mA/0~10V） | 28个 |
| 湿度传感器 | 28个 |
| 湿度传感器变送器（4~20mA/0~10V） | 28个 |
| 增量式旋转编码器 | 20个 |
| 绝对式旋转编码器 | 5个 |
| 机械式行程开吃瓜网 | 56个 |
| PNP型接近开吃瓜网 | 32个 |
| NPN型接近开吃瓜网 | 32个 |
| 测距传感器 | 28个 |
| 测速传感器 | 28个 |
| 震动传感器 | 28个 |
| 张力传感器 | 14个 |
| 压力传感器 | 28个 |
| 液位传感器 | 28个 |
| 流量传感器 | 14个 |
| 水浊度传感器 | 14个 |
| 水氧含量传感器 | 14个 |
| PH值检测传感器 | 14个 |
| 电位器 | 14个 |
| RFID (RF300) 教育包 | 2套 |
| 说明：（1）需要变送器或者需要仪表才可以将数据传入PLC的传感器，必须给予配置变送器或者仪表。（2）配置的仪表必须带通讯接口。（3）可根据实际需要增加传感器。 | |
3.通讯设备
| 型号 | 数量 |
| 路由器（带无线功能） | 8个 |
| 交换机 | 6个 |
| 网桥 | 8个 |
| 工业用DTU设备 | 14个 |
| 域名绑定设备（花生棒） | 14个 |
| USB转串口 | 宇泰UT - 820E 6个 |
| 宇泰MUT-890A 12个 | |
| 串口服务器 | 宇泰UT-620 12个 |
| 宇泰UT-681 1个 | |
| 宇泰UT-9061 12个 | |
| 433MHz载波转串口 | 宇泰UT-901 12个 |
| Zigbee 2.4G转串口 | 宇泰UT-930 12个 |
| 单模光纤转串口 | 宇泰UT-2377SM 12个 |
| PCI-E转串口 | 宇泰UT-792I 12个 |
| 宇泰UT-7084 6个 | |
| PCI-E转CAN卡 | 宇泰UT-702C 12个 |
| USB2.0转CAN BUS | 宇泰UT-8251 12个 |
| 西门子工业物联网智能网吃瓜网 | IOT2040 4个 |
| 亿维USB-MPI/DP适配器 | 2个 单价500元 |
4.智能仪器仪表
| 型号 | 数量 |
| AI系列通用型人工智能温度控制器/调节器及配件 | 仪表AI-516 A 2个 仪表AI-526PA 1个 |
| 辅助输入（MIO）模块I2 4个 I4 4个 | |
| 主输出（OUTP)/ 报警（ALM)/ 辅助接口（AUX) L2 8个 L3 8个 G 8个 W1 4个 W2 4个 | |
| 通讯（COMM) S 3个 | |
| AI 多路测量显示报警仪表及模块配件 | 仪表AI-702 MA 4个 仪表AI-706 MA 1个 |
| 输入通道M1/M2 J0 8个 J1 8个 J2 8个 J3 8个 J4 8个 J5 8个 | |
| 通讯（COMM) S 4个 | |
| 岛电温控表 FP23 | 1个 |
| AI-601/6010/6011 型电力仪表 | AI-601 3个 |
| AI-流量积算仪 | AI-808H 1个 |
5．触摸屏系列
| 型号 | 数量 |
| 昆仑通泰触摸屏10寸触摸屏TPC1061Ti | 4个 单加1050元 |
| 威纶通触摸屏eMT3070B | 4个 |
| 西门子触摸屏smart1000ie | 4个 |
6.驱动伺服系列
| 型号 | 数量 |
| ABB变频器ACS530及多种通讯卡 | 2套 单价2320 |
| 英威腾变频器Gooddiver200 | 2台 |
| 西门子变频器SINAMICS V20 | 2台 |
| SINAMICS V90 伺服驱动SIMOTICS S-1FL6 伺服电机 | 2套 |
| 松下伺服A5及其配套电机 | 2套 |
| 雷塞步进电机驱动器及其配套电机 | 2套 |
7.电线电缆
| 型号 | 数量 |
| 亿维USB-MPI/DP适配器 | 2个 |
| 网线和水晶头 | 一箱 |
| 导线 |
|
8、编程设备
| 型号 | 数量 |
| 台式电脑（CPU i5-6700,内存8G，硬盘500G，显卡2G，主板带PCI-E插槽，具有WIFI功能） | 12个 |
9、工具设备
| 型号 | 数量 |
| 万用表 | 12个 |
| 剥线钳 | 12把 |
| 批头螺丝刀 | 12套 |
1.3技能提升（国赛）实训室
1.3.1技能提升（国赛）实训室建设目的
1）建造一个参加省赛、国赛训练的良好的训练场所。现阶段，汽车工程系多次参见机电类的大赛，但都没有取得满意的成绩。其中一个重要原因是缺少省赛、国赛中使用的设备。工科类的技能比赛在很大程度上依赖对设备的熟悉程度。创建该实训室能够为参赛师生提供一个良好的训练场所，快速了解熟悉省赛、国赛设备，能够在以后的相吃瓜网比赛中冲击国奖。
2）开阔学生的视野，提高学生的创新能力。技能提升（国赛）实训室中的设备和相吃瓜网技术含金量较高，建设该实训室能够吸引学生主动参与学习和训练，学生的技能在潜移默化中提升。
3）提高教师的科研能力。现阶段，很多老师在教学中掌握了大量的理论知识，但由于实训条件的有限，在科研方面还是有待提高。通过创建技能提升实训室，老师能够了解和掌握最新的技术动态，加强科研锻炼，提高科研水平。
4）促进产教融合。技能提升（国赛）实训室所包含的技术都是社会紧缺的技术，学生、老师掌握该项技术以后，能够真正的使用到实际生产中，做到学有所用。
1.3.2技能提升（国赛）实训室的布局
技能提升（国赛）实训室建在设在基础实训室的里面，计算建设8个实训台。其中1#、2#、3#、4#、5#、6#国赛实训台排列在实训室两侧，并紧挨着基础实训台，7#、8#国赛实训台排列在实训室底侧。实训台与墙壁之间的间隔为80厘米，方便人员到设备后面检修。
1.3.3技能提升（国赛）实训室建设主导思路
技能提升（国赛）实训室设备不仅要满足专业课教学需求，还要紧贴省赛、国赛要求，将教学内容和省赛、国赛比赛内容直接融合在一起。结合现代企业的设备生产要求，实训室的建设尽量贴合企业生产工艺，争取与其进行校企合作。
1.3.4技能提升（国赛）实训室建设主要设备
| 型号 | 数量 | 单价（元） | 合计（元） |
| YL-338C | 1套 | 222000 | 222000 |
| YL-370-I | 1套 | 250000 | 216000 |
| YL-363B | 1套 | 98400 | 98400 |
1.4创新创业实训室建设
未完。。。
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