本實用新型涉及一種教學(xué)用演示裝置，特別涉及一種PLC教學(xué)演示裝置，它可廣泛應(yīng)用于機電類、數(shù)控類、機械自動化類和測控類專業(yè)學(xué)生的PLC教學(xué)用課堂演示裝置。

背景技術(shù)：

在開設(shè)可編程序控制器及應(yīng)用課程的同時，如何讓學(xué)生在學(xué)好理論知識的基礎(chǔ)上真正實際運用好PLC是各院校實施PLC教學(xué)最需要解決的問題。項目式教學(xué)打破了傳統(tǒng)的偏重于理論的教學(xué)模式，在PLC教學(xué)中讓學(xué)生接觸到諸多的實控對象，教師在講完理論知識后，引導(dǎo)學(xué)生動手制作PLC相關(guān)項目，讓學(xué)生在實踐中加深對理論知識的理解。

目前，市場上比較流行的PLC教學(xué)實驗、實訓(xùn)系統(tǒng)中，一個實訓(xùn)臺往往集成了十幾個實驗，這會使初學(xué)PLC的學(xué)生對于復(fù)雜的電路產(chǎn)生內(nèi)心的恐懼，不敢動手操作，由于大部分實訓(xùn)臺是用開關(guān)和LED燈來模擬現(xiàn)場，直觀性和趣味性較差，實驗裝備基本上處于固定狀態(tài)，不易拆卸和搬運或者拆卸之后不能獨立使用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是針對現(xiàn)有PLC課程教學(xué)中所存在的上述問題，而提供一種直觀、易于操作、搬運方便的生產(chǎn)線上工件自動計數(shù)包裝過程仿真教學(xué)裝置，通過該裝置使學(xué)生更好的掌握PLC課中有關(guān)計數(shù)器、高速脈沖、步進電機控制和觸摸屏等內(nèi)容。本裝置以PLC為控制核心，觸摸屏為人機界面實現(xiàn)了對傳送帶的控制和對工件的自動計數(shù)。

本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的方案是：所述的一種PLC教學(xué)演示裝置，包括箱體，箱體的面板上設(shè)置有工件傳送機構(gòu)和實現(xiàn)傳送工件的控制裝置，其特點在于：所述的控制裝置包括PLC、觸摸屏、傳感器和步進電機驅(qū)動器，所述的傳輸機構(gòu)包括步進電機、同步帶輪傳動機構(gòu)和支承用的軸承。所有的器件都安裝在箱體的前面板上，步進電機安裝在前面板的中右位置，主同步帶輪通過緊定螺釘安裝在步進電機的動力輸出軸上，從同步帶輪安裝在主同步帶輪的正左方，繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)軸兩端設(shè)置有徑向軸承，右端的軸承安裝在軸承座上，左端軸承安裝在箱體的前面板上，軸承座通過螺栓安裝在前面板的上面，同步帶繞在兩個同步帶輪上，工件放在同步帶上，在傳輸機構(gòu)的右下方設(shè)有光電傳感器，光電傳感器通過支架安裝在前面板上。開關(guān)電源、步進電機驅(qū)動器、觸摸屏和PLC導(dǎo)軌都通過螺釘固定在箱體的前面板上，PLC安裝在導(dǎo)軌上，箱體的左上方設(shè)置兩個按鈕開關(guān)和一個LED指示燈，箱體下方設(shè)置一個工件儲存箱，通過螺釘固定在箱體的前面板上。

所述的啟動按鈕一端和PLC的輸入觸點I0.0相連，另一端和PLC的24V傳感器電源輸出的L+觸點相連。

所述的停止按鈕一端和PLC的輸入觸點I0.1相連，另一端和PLC的24V傳感器電源輸出的L+觸點相連。

所述的箱滿指示燈一端和PLC的輸出觸點Q0.2相連，另一端和PLC的觸點1M相連。

所述的計數(shù)傳感器的OUT引腳和PLC的輸入觸點I0.2相連，傳感器的VCC引腳和PLC的24V傳感器電源輸出的L+觸點相連，傳感器的GND引腳和PLC的24V傳感器電源輸出的M觸點相連。

所述的開關(guān)電源輸入端接220V電壓，開關(guān)電源的+24V DC端子和步進電機驅(qū)動器的D+端子以及PLC的工作電源L+觸點相連，開關(guān)電源的COM1端子和步進電機驅(qū)動器的D-端子以及PLC的工作電源觸點M相連,開關(guān)電源的+5V DC端子和PLC的1L+觸點相連，開關(guān)電源的COM2端子和PLC的1M觸點相連。

所述的步進電機驅(qū)動器的PUL-（+5V）引腳、DIR-（+5V）引腳和PLC的1M觸點相連，步進電機驅(qū)動器的PUL+（+5V）引腳與PLC的輸出觸點Q0.0相連，步進電機驅(qū)動器的DIR +（+5V）引腳與PLC的輸出觸點Q0.1相連，步進電機驅(qū)動器與步進電機相連。

所述的PLC型號為CPU 224 CN DC/DC/DC，觸點1M和24V傳感器電源輸出的M觸點相連。

所述的觸摸屏型號為TP177A。

本實用新型通過上述技術(shù)方案，存在如下效果：所述的一種PLC教學(xué)演示裝置，其利用PLC控制并采用觸摸屏，能夠模擬自動化生產(chǎn)線上工件的計數(shù)、裝箱過程，是一套旨在提高學(xué)生對計數(shù)器、觸摸屏、高速脈沖和步進電機控制應(yīng)用能力而開發(fā)的演示裝置，系統(tǒng)構(gòu)造簡單，且緊扣PLC課程教學(xué)中計數(shù)器、高速脈沖的內(nèi)容，便于教師進行教學(xué)實驗材料的準(zhǔn)備。學(xué)生可以清晰的看到機械部分的運動情況，視覺沖擊性強，趣味性好。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。

圖1 是本實用新型的結(jié)構(gòu)圖；

圖2是本實用新型的剖視圖；

圖3是本實用新型的控制部分原理圖

圖中所示：1、箱體；2、軸支承架；3、從動同步帶輪；4、同步帶；5、觸摸屏；6、啟動按鈕；7、停止按鈕；8、箱滿指示燈；9、手柄；10、開關(guān)電源；11、PLC；12、步進電機驅(qū)動器；13、工件；14、主動同步帶輪；15、計數(shù)光電傳感器支架；16、光電傳感器；17、工件儲存箱；18、螺栓；19、轉(zhuǎn)軸；20、緊定螺釘；21、步進電機。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖所示之最佳實施例作進一步詳述

如圖1、2、3所示，所述的一種PLC教學(xué)演示裝置，包括箱體1，箱體的面板上設(shè)置有工件傳送機構(gòu)和實現(xiàn)工件傳送并計數(shù)的控制裝置，其特點在于：控制裝置包括PLC11、觸摸屏5、傳感器16和步進電機驅(qū)動器12，所述的工件傳送機構(gòu)包括步進電機21、同步帶輪傳動機構(gòu)和軸支承架2。所有的器件都安裝在箱體1的前面板上，步進電機21安裝在前面板的中右位置，主同步帶輪14通過緊定螺釘安裝在步進電機21的動力輸出軸上，從同步帶輪3安裝在主同步帶輪的正左方，繞轉(zhuǎn)軸19轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)軸兩端為頂針支承，下端支承安裝在軸支承架2上，上端支承安裝在箱體的前面板上，軸支承架2通過螺栓18安裝在前面板的上面，同步帶4繞在兩個同步帶輪上，工件13放在同步帶的上方，工件儲存箱17安裝在箱體前面板的右下位置，在工件儲存箱和工件傳送機構(gòu)之間的右側(cè)設(shè)置計數(shù)光電傳感器16，計數(shù)光電傳感器通過計數(shù)光電傳感器支架15安裝在前面板上。開關(guān)電源10、步進電機驅(qū)動器12、觸摸屏5、PLC11都通過螺釘固定在箱體的前面板上，箱體的左上方設(shè)置一個啟動按鈕6、一個停止按鈕7和一個用于顯示計數(shù)完成的LED箱滿指示燈8。

所述的啟動按鈕6一端和PLC11的輸入觸點I0.0相連，另一端和PLC11的24V傳感器電源輸出的L+觸點相連。

所述的停止按鈕7一端和PLC11的輸入觸點I0.1相連，另一端和PLC11的24V傳感器電源輸出的L+觸點相連。

所述的箱滿指示燈8一端和PLC11的輸出觸點Q0.2相連，另一端和PLC11的觸點1M相連。

所述的計數(shù)光電傳感器16的OUT引腳和PLC11的輸入觸點I0.2相連，計數(shù)傳感器16的VCC引腳和PLC11的24V傳感器電源輸出的L+觸點相連，計數(shù)傳感器16的GND引腳和PLC11的24V傳感器電源輸出的M觸點相連。

所述的開關(guān)電源10輸入端接220V電壓，開關(guān)電源10的+24V DC端子和步進電機驅(qū)動器12的D+端子以及PLC11的工作電源L+觸點相連，開關(guān)電源10的COM1端子和步進電機驅(qū)動器12的D-端子以及PLC11的工作電源觸點M相連,開關(guān)電源10的+5V DC端子和PLC11的1L+觸點相連，開關(guān)電源10的COM2端子和PLC11的1M觸點相連。

所述的步進電機驅(qū)動器12的PUL-（+5V）引腳、DIR-（+5V）引腳和PLC11的1M觸點相連，步進電機驅(qū)動器12的PUL+（+5V）引腳與PLC11的輸出觸點Q0.0相連，步進電機驅(qū)動器12的DIR +（+5V）引腳與PLC11的輸出觸點Q0.1相連，步進電機驅(qū)動器12與步進電機21相連。

所述的PLC11型號為S7-200系列的CPU224 DC/DC/DC，觸點1M和24V傳感器電源輸出的M觸點相連。

實施時，連接各器件，調(diào)整計數(shù)光電傳感器16的位置，使工件13落下時能過發(fā)出脈沖信號，編程時觸摸屏控制畫面設(shè)置一個步進電機轉(zhuǎn)速輸入文本域，一個計數(shù)值實時顯示文本域，一個復(fù)位按鈕，一個啟動按鈕和一個停止按鈕，梯形圖就要根據(jù)觸摸屏輸入的轉(zhuǎn)速，步進電機21的步距角和步進電機驅(qū)動器12設(shè)置的細分數(shù)計算出發(fā)給步進電機驅(qū)動器3的脈沖信號周期值，利用PLC11的高速脈沖指令控制步進電機轉(zhuǎn)速。

實施時，將計數(shù)光電傳感器16的位置設(shè)置在工件傳送機構(gòu)和工件儲存箱17之間，使每個工件13落下時，計數(shù)光電傳感器16能夠發(fā)出一個脈沖給PLC11。

實施時，將梯形圖通過PLC11的通訊口下載到PLC11，將控制畫面程序下載到觸摸屏5，接通電源，通過觸摸屏5調(diào)整步進電機21轉(zhuǎn)速并設(shè)置裝箱的工件數(shù)，按下啟動按鈕6，步進電機21順時針轉(zhuǎn)動，將工件13從儲存箱17逐個放置在同步帶4上，工件13從同步帶4落下到儲存箱17時PLC11的計數(shù)器計數(shù)，觸摸屏5實時顯示計數(shù)值，計數(shù)到所設(shè)置數(shù)量時，前面板上部的箱滿指示燈8亮， 觸摸屏5上設(shè)置復(fù)位按鈕，復(fù)位后可重新開始計數(shù)。