專利名稱：一種電氣實驗裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電氣實驗裝置。
背景技術：
目前，公知的PLC實驗裝置由插線實驗板、實驗用電器元件、專用的模擬實驗模塊 及各類專用插線組成。實驗者根據各模塊實驗要求，用專用插線在實驗板上連接電路，編 程、通電、進行模擬控制演示。但是，上述PLC實驗裝置，不能清楚的反映所連接的電路的輸入和輸出端口、且 無法反應出硬件線路走向，同時還不能根據實際需要進行開放式硬件線路設計和開發，使 得實驗單調，這種高度程序化和模塊化的實驗造成了在教學中實驗者對實驗的內容沒有興 趣，實驗效果不理想。同時，此類PLC實驗裝置因實驗內容單一、過于程序化和模塊化，只能簡單應用于 學校相關專業課程的實驗，不能用于科研開發和拓展研究，不能有效的進行PLC創新控制 設計和拓展開發驗證，無法滿足工業過程控制前期開發、驗證和調試需要。綜上所述，在實現本實用新型的過程中，發明人發現現有技術中至少存在以下缺 陷⑴功能少現有技術中的PLC實驗裝置，不能清楚的反映所連接的電路的輸入和 輸出端口、且無法反應出硬件線路走向，同時還不能根據實際需要進行開放式硬件線路設 計和開發，使得實驗單調，這種高度程序化和模塊化的實驗造成了在教學中實驗者對實驗 的內容沒有興趣，實驗效果不理想；⑵封閉式現有技術中的PLC實驗裝置，實驗內容單一、過于程序化和模塊化；⑶拓展性能差PLC實驗裝置因實驗內容單一、過于程序化和模塊化，只能簡單應 用于學校相關專業課程的實驗，不能用于科研開發和拓展研究，不能有效的進行電氣創新 控制設計和拓展開發驗證，無法滿足工業過程控制前期開發、驗證和調試需要。
發明內容本實用新型的目的在于，針對上述問題，提出一種電氣實驗裝置，以實現功能多、 開放式與拓展性能好的優點。為實現上述目的，本實用新型采用的技術方案是一種電氣實驗裝置，包括電控 箱，在電控箱內設有多個低壓電器元件，所述多個低壓電器元件之間通過連接線路連接；所 述多個低壓電器元件包括PLC、PLC輸入量模塊、PLC輸出量模塊、三相空氣斷路器QS1，單 相空氣斷路器QS2，第一至四熔斷器FU1、FU2、FU3與FU4，24V直流開關電源，第一至七直流 繼電器 ΚΑΙ、KA2、KA3、KA4、KA5、KA6 與 KA7，第一至四交流接觸器 KMl、KM2、KM3 與 KM4，第 一至二熱繼電器FRl與FR2，第一至三彩色指示燈HL1、HL2與HL3，第一至六按鈕開關SB1、 SB2、SB3、SB4、SB5與SB6，上排接線端子排、下排接線端子排、零線端子排和地線端子排；其 中所述三相空氣斷路器QSl的第一至三輸入端接三相交流電的U、V和W端，第一至三輸出端分別連接第一至三熔斷器FU1、FU2與FU3的輸入端；第一至三熔斷器FU1、FU2與FU3的 輸出端，分別連接第一至四交流接觸器KM1、KM2、KM3與KM4的輸入端；第二至三交流接觸 器KM2與KM3的輸出端分別連接第一至二熱繼電器FRl與FR2的輸入端；第一至三彩色指 示燈HL1、HL2與HL3的輸入端均連接三相空氣斷路器QSl的輸出端，輸出端均連接零線端 子排；所述上排接線端子的下端，從左至右依次接PLC的L端、N端、PE端、+ 端、C0M、X0、 X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X10、X11、X12、X13、X14、X15、X16、X17、X20、X21、X22、X23、X24、 X25、X26、X27與COM，以及24V直流開關電源的第一 + 端、第二 + 端、第一 - 端與第 二 端；上排接線端子的上端，從左至右，依次接L線、N線與PE線，其中，+24V端預留， 輸入信號公用端接COM ；上排接線端子的6-13端，依次接第一熱繼電器FR1，第一至六按鈕 開關SB1、SB2、SB3、SB4、SB5與SB6，以及第二熱繼電器FR2 ；所述下排接線端子的上端，從 左至右依次接 PLC 的 Y0、Yl、Y2、Y3、COMl、Y4、Y5、Y6、Y7、COM2、ΥΙΟ、Yll、Y12、Y13、COM3、 Y14、Y15、Y16、Y17、COM4、Y20、Y21、Y22、Y23、Y24、Y25、Y26、Y27 與 C0M5，以及 24V 直流開 關電源的第一 + 端、第二 + 端、第一 端和第二 端；下排接線端子的下端，從左至 右，第一端口 YO預留，第二至七端口分別接第一至六直流繼電器KAl、KA2、KA3、KA4、KA5與 KA6，其它端口預留為拓展端口 ；所述第一、三、五與七直流繼電器KA1、KA3、KA5與KA7的一 組常開觸點分別接第一至四交流接觸器KM1、KM2、KM3與KM4的線圈，第二、四與六直流繼電 器KA2、KA4與KA6對應的常開觸點的輸入端均接零線端子排。 進一步地，所述多個低壓電器元件還包括光電開關SQl，所述光電開關SQl與上排 接線端子的第14端口、以及PLC的篩網XlO端口連接。進一步地，在所述光電開關SQl上，設有與光電開關SQl相匹配的光電開關底座。進一步地，所述多個低壓電器元件還包括接近開關SQ2，所述接近開關SQ2與上排 接線端子的第15端口、以及PLC的篩網Xll端口連接。進一步地，在所述接近開關SQ2上，設有與接近開關SQ2相匹配的接近開關底座。進一步地，所述多個低壓電器元件還包括設置在拓展端口上的安裝用篩網。進一步地，所述第一至七直流繼電器KA1、KA2、KA3、KA4、KA5、KA6與KA7，均為24V
直流繼電器。在本實用新型中，PLC實驗裝置既可以進行傳統的PLC控制實驗，又能夠利用光 電開關、傳感器、三菱PLCFX2N — 2AD、三菱PLCFX2N — 2DA、三菱PLCFX2N系列組網控制模塊 等進行光電控制、傳感器控制、數模控制、模數控制、組網控制等特殊控制，能夠實現公知的 PLC實驗裝置所不能完成的實驗項目；并且，拓展端口可接變頻器、同步控制器、PID控制 器、各類按鈕、行程開關等元件，可以進行220V或380V負載輸出控制，可以根據實驗要求實 時改變硬件線路連接，不僅實現了常見PLC實驗裝置的實驗功能，又可以進行拓展控制實 驗，同時還可以激發實驗者的創新意識、提高實驗者的學習興趣，這種多功能、開放式、帶拓 展功能的設計既能滿足各類院校專業教學實驗要求又能滿足高校和科研院所進行科研開 發和拓展研究需要。本實用新型所述PLC實驗裝置，包括電控箱，在電控箱內設有多個低壓電器元件， 多個低壓電器元件之間通過連接線路連接；多個低壓電器元件包括PLC、PLC輸入量模塊、 PLC輸出量模塊、三相空氣斷路器，單相空氣斷路器QS2，第一至四熔斷器，24V直流開關電 源，第一至七直流繼電器，第一至四交流接觸器，第一至二熱繼電器，第一至三彩色指示燈，第一至六按鈕開關，上排接線端子排、下排接線端子排、零線端子排和地線端子排；可以實 現常見PLC實驗裝置的實驗功能，還可以進行拓展控制實驗；從而可以克服現有技術中功 能少、封閉式與拓展性能差等缺陷，以實現功能多、開放式與拓展性能好的優點。本實用新型的其它特征和優點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書 中變得顯而易見，或者通過實施本實用新型而了解。本實用新型的目的和其他優點可通過 在所寫的說明書、權利要求書、以及附圖中所特別指出的結構來實現和獲得。下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。

附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與本實用 新型的實施例一起用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的限制。在附圖中圖1為根據本實用新型PLC實驗裝置中控制箱的面板元件布置示意圖；圖2為根據本實用新型PLC實驗裝置中控制箱的面板元件接線示意圖；圖3為根據本實用新型PLC實驗裝置中控制箱的元件布置示意圖；圖4為根據本實用新型PLC實驗裝置的電氣原理圖一；圖5為根據本實用新型PLC實驗裝置中PLC的外部接線示意圖；圖6為根據本實用新型PLC實驗裝置的電氣原理圖二 ；圖7為根據本實用新型PLC實驗裝置中開關電源的接線示意圖；圖fe和圖b為根據本實用新型PLC實驗裝置中接近開關底座的零件示意圖；圖9a和圖b為根據本實用新型PLC實驗裝置中光電開關底座的零件示意圖；圖10為根據本實用新型PLC實驗裝置中拓展端口上安裝用篩網的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的優選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優 選實施例僅用于說明和解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。根據本實用新型實施例，提供了一種PLC實驗裝置。如圖1-圖10所示，本實施例 包括電控箱，在電控箱內設有多個低壓電器元件，多個低壓電器元件之間通過連接線路連接。其中，在上述實施例中，多個低壓電器元件包括PLC、PLC輸入量模塊、PLC輸出量 模塊、三相空氣斷路器QS1，單相空氣斷路器QS2，第一至四熔斷器FU1、FU2、FU3與FU4，24V 直流開關電源，第一至七直流繼電器ΚΑΙ、KA2、KA3、KA4、KA5、KA6與KA7，第一至四交流接 觸器KM1、KM2、KM3與KM4，第一至二熱繼電器FRl與FR2，第一至三彩色指示燈HL1、HL2與 HL3，第一至六按鈕開關SB1、SB2、SB3、SB4、SB5與SB6，上排接線端子排、下排接線端子排、 零線端子排和地線端子排。這里，PLC可以為三菱 PLCFX2N-48MT。具體地，在上述實施例中，三相空氣斷路器QSl的第一至三輸入端接三相交流電 的U、V和W端，第一至三輸出端分別連接第一至三熔斷器FUl、FU2與FU3的輸入端；第一至 三熔斷器FUl、FU2與FU3的輸出端，分別連接第一至四交流接觸器KMl、KM2、KM3與KM4的 輸入端；第二至三交流接觸器KM2與KM3的輸出端分別連接第一至二熱繼電器FRl與FR2的輸入端；第一至三彩色指示燈HL1、HL2與HL3的輸入端均連接三相空氣斷路器QSl的輸 出端，輸出端均連接零線端子排；上排接線端子的下端，從左至右依次接PLC的L端、N端、 PE 端、+24 端、COM、X0、XI、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X10、XII、Χ12、Χ13、Χ14、Χ15、Χ16、Χ17、 Χ20、Χ21、Χ22、Χ23、Χ24、Χ25、Χ26、Χ27 與 COM，以及 24V 直流開關電源的第一 +24 端、第二 +24端、第一 端與第二 端；上排接線端子的上端，從左至右，依次接L線、N線與PE 線，其中，+MV端預留，輸入信號公用端接COM;上排接線端子的6-13端，依次接第一熱繼電 器FRl，第一至六按鈕開關SBl、SB2、SB3、SB4、SB5與SB6，以及第二熱繼電器FR2 ；下排接 線端子的上端，從左至右依次接 PLC 的 Y0、Y1、Y2、Y3、C0M1J4、Y5、Y6、Y7、C0M2、Y10、Y11、 Y12、Y13、C0M3、Y14、Y15、Y16、Y17、C0M4、Y20、Y21、Y22、Y23、Y24、Y25、Y26、Y27 與 C0M5,以 及24V直流開關電源的第一 + 端、第二 + 端、第一 端和第二 端；下排接線端子 的下端，從左至右，第一端口 YO預留，第二至七端口分別接第一至六直流繼電器KAl、KA2、 KA3、KA4、KA5與KA6，其它端口預留為拓展端口 ；第一、三、五與七直流繼電器KA1、KA3、KA5 與KA7的一組常開觸點分別接第一至四交流接觸器KM1、KM2、KM3與KM4的線圈，第二、四與 六直流繼電器KA2、KA4與KA6對應的常開觸點的輸入端均接零線端子排。這里，PLC實驗裝置中主電路，PLC輸入L線、N線、PE線，24V直流開關電源 (A-120-24)輸入L線、N線、PE線以及引至接線端子上的+ 端和- 端，熱過載繼電器FRl 和FR2的輔助觸點的接線，均從電控柜隔板底部走暗線，其余線路均布置成明線以利于開 發和設計實驗項目；24V直流繼電器KA1、KA3、KA5、KA7的一組常開觸點接交流接觸器KMl、 KM2、KM3、KM4的線圈；KA2、KA4、KA6的對應的常開觸點輸入端接L線，其輸出端預留根據拓 展需要接用戶負載，如果負載工作電壓為220V則負載的出線端接N線，如果負載工作電壓 為380V則負載的出線端接L線。另外，為了滿足各類實驗要求，除了上述安裝和布置的元件之外還設計了拓展端 口，上述兩排接線端子均為拓展端口預留了接線端口，拓展部分可根據實驗者的創新設計 和開發要求自行選擇適配元件安裝到配套的安裝用篩網上；通過拓展端口拓展的控制單元 為拓展控制單元。進一步地，在上述實施例中，多個低壓電器元件還包括光電開關SQl與接近開關 SQ2，其中，光電開關SQl與上排接線端子的第14端口、以及PLC的篩網XlO端口連接，接近 開關SQ2與上排接線端子的第15端口、以及PLC的篩網Xll端口連接；另外，在光電開關 SQl上，可以設有與光電開關SQl相匹配的光電開關底座；在接近開關SQ2上，可以設有與 接近開關SQ2相匹配的接近開關底座。這里，三菱PLCFX2N-48MT的XlO和Xll端口分別接光電開關SQl和接近開關SQ2 (一種特殊傳感器)，考慮到光電開關SQl和接近開關SQ2在機械傳動裝置上安裝方便，特為 它們量身設計了專門的安裝底座。進一步地，在上述實施例中，多個低壓電器元件還包括設置在拓展端口上的安裝 用篩網，第一至七直流繼電器KAl、KA2、KA3、KA4、KA5、KA6與KA7，均為24V直流繼電器。在上述實施例中，PLC實驗裝置采用工業控制的常規形式，主體采用電氣柜式結 構，包括柜體中PLC模塊的布置安裝和其它配套低壓電器元器件的布置和走線，還可以包 括柜門上控制面板的布置和線路連接。上述實施例的PLC實驗裝置，實驗者若要做按鈕啟停控制、光電開關啟停控制和工作臺往復控制實驗時首先做硬件線路調整，將交流接觸器KM3、KM4主觸點輸出端調相序 (U相和W相互換)，KMl主觸點輸出端接電動機Ml、FR1主觸點輸出端接電動機M2、FR2主觸 點輸出端接工作臺驅動電動機M3，PLC主機接入三菱手持編程器FX— 20P或接入臺式電腦 (安裝三菱PLC編程軟件)，PLC實驗裝置接入三相電源(380V)，閉合QSl和QS2，控制面板指 示燈亮、PLC模塊通電指示燈亮、24V電源模塊通電指示燈亮，用三菱手持編程器FX-20P或 臺式電腦(安裝三菱PLC編程軟件)輸入控制程序，將PLC主機控制開關置于RUN、PLC運行 指示燈亮，通過按鈕SBl—SB6、光電開關SQl和SQ2可實現按鈕啟停控制、光電開關啟停控 制和工作臺往復控制實驗項目。另外，若實驗要求的功能控制實驗柜硬件不能滿足時可使用拓展端口，將拓展的 元件用螺栓安裝在專用篩網上，輸入信號依次可接到X12—X27端子排上，輸入信號依次可 接到YlO— Y27端子排上，接好其它硬件線路按照上述過程進行實驗。在上述各實施例中，控制箱元件明細表可參見表一，拓展控制單元元件明細表可 參見表二。表一控制箱元件明細表
權利要求1.一種電氣實驗裝置，其特征在于，包括電控箱，在電控箱內設有多個低壓電器元件， 所述多個低壓電器元件之間通過連接線路連接；所述多個低壓電器元件包括PLC、PLC輸入量模塊、PLC輸出量模塊、三相空氣斷路器 QS1，單相空氣斷路器QS2，第一至四熔斷器？肌1似1仍與？諷，24￥直流開關電源，第一至 七直流繼電器ΚΑΙ、KA2、KA3、KA4、KA5、KA6與KA7，第一至四交流接觸器KM1、KM2、KM3與 KM4，第一至二熱繼電器FRl與FR2，第一至三彩色指示燈HLl、HL2與HL3，第一至六按鈕開 關SB1、SB2、SB3、SB4、SB5與SB6，上排接線端子排、下排接線端子排、零線端子排和地線端 子排；其中所述三相空氣斷路器QSl的第一至三輸入端接三相交流電的U、V和W端，第一至三輸 出端分別連接第一至三熔斷器FU1、FU2與FU3的輸入端；第一至三熔斷器FU1、FU2與FU3 的輸出端，分別連接第一至四交流接觸器KM1、KM2、KM3與KM4的輸入端；第二至三交流接 觸器KM2與KM3的輸出端分別連接第一至二熱繼電器FRl與FR2的輸入端；第一至三彩色 指示燈HL1、HL2與HL3的輸入端均連接三相空氣斷路器QSl的輸出端，輸出端均連接零線 端子排；所述上排接線端子的下端，從左至右依次接PLC的L端、N端、PE端、+24端、COM、X0、 X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X10、X11、X12、X13、X14、X15、X16、X17、X20、X21、X22、X23、X24、 X25、X26、X27與COM，以及24V直流開關電源的第一 +24端、第二 +24端、第一 -24端與第 二 -24端；上排接線端子的上端，從左至右，依次接L線、N線與PE線，其中，+24V端預留， 輸入信號公用端接COM ；上排接線端子的6-13端，依次接第一熱繼電器FR1，第一至六按鈕 開關SBl、SB2、SB3、SB4、SB5與SB6，以及第二熱繼電器FR2 ；所述下排接線端子的上端，從左至右依次接PLC的YO、Yl、Y2、Y3、COMl、Y4、Y5、Y6、Y7、 C0M2、Y10、Y11、Y12、Y13、C0M3、Y14、Y15、Y16、Y17、C0M4、Y20、Y21、Y22、Y23、Y24、Y25、Y26、 Y27與C0M5，以及24V直流開關電源的第一 +24端、第二 +24端、第一 -24端和第二 -24端； 下排接線端子的下端，從左至右，第一端口 YO預留，第二至七端口分別接第一至六直流繼 電器以1、以2、以3、以4、1^5與1^6，其它端口預留為拓展端口 ；所述第一、三、五與七直流繼電器KA1、KA3、KA5與KA7的一組常開觸點分別接第一至四 交流接觸器KM1、KM2、KM3與KM4的線圈，第二、四與六直流繼電器KA2、KA4與KA6對應的 常開觸點的輸入端均接零線端子排。
2.根據權利要求1所述的電氣實驗裝置，其特征在于，所述多個低壓電器元件還包括 光電開關SQ1，所述光電開關SQl與上排接線端子的第14端口、以及PLC的篩網XlO端口連 接。
3.根據權利要求2所述的電氣實驗裝置，其特征在于，在所述光電開關SQl上，設有與 光電開關SQl相匹配的光電開關底座。
4.根據權利要求1-3中任一項所述的電氣實驗裝置，其特征在于，所述多個低壓電器 元件還包括接近開關SQ2，所述接近開關SQ2與上排接線端子的第15端口、以及PLC的篩網 Xll端口連接。
5.根據權利要求4所述的電氣實驗裝置，其特征在于，在所述接近開關SQ2上，設有與 接近開關SQ2相匹配的接近開關底座。
6.根據權利要求5所述的電氣實驗裝置，其特征在于，所述多個低壓電器元件還包括設置在拓展端口上的安裝用篩網。
7.根據權利要求6所述的電氣實驗裝置，其特征在于，所述第一至七直流繼電器KA1、 KA2、KA3、KA4、KA5、KA6 與 KA7，均為 24V 直流繼電器。
專利摘要本實用新型公開了一種電氣實驗裝置，包括電控箱，在電控箱內設有多個低壓電器元件，多個低壓電器元件之間通過連接線路連接；所述多個低壓電器元件包括PLC、PLC輸入量模塊、PLC輸出量模塊、三相空氣斷路器，單相空氣斷路器，第一至四熔斷器，24V直流開關電源，第一至七直流繼電器，第一至四交流接觸器，第一至二熱繼電器，第一至三彩色指示燈，第一至六按鈕開關，上排接線端子排、下排接線端子排、零線端子排和地線端子排。本實用新型所述電氣實驗裝置，可以克服現有技術中功能少、封閉式與拓展性能差等缺陷，以實現功能多、開放式與拓展性能好的優點。
文檔編號G09B23/18GK201886674SQ20102057189
公開日2011年6月29日 申請日期2010年10月21日 優先權日2010年10月21日
發明者朱永迪, 李貴紅, 汪云, 王永仁, 趙勇成 申請人:蘭州職業技術學院