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一种PLC实验柜.pdf

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文档编号：4963108

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1、(10)申请公布号 CN 102385338 A (43)申请公布日 2012.03.21 CN 102385338 A *CN102385338A* (21)申请号 201010271705.9 (22)申请日 2010.09.03 G05B 19/05(2006.01) (71)申请人朱永迪地址 730000 甘肃省兰州市安宁区刘沙公路 37 号 (72)发明人朱永迪侯运丰赵勇成李贵红 (74)专利代理机构北京中恒高博知识产权代理有限公司 11249 代理人夏晏平 (54) 发明名称一种 PLC 实验柜 (57) 摘要本发明公开了一种 PLC 实验柜，包括 PLC、。

2、三相空气断路器、单相空气断路器、熔断器、 24V 直流开关电源、直流继电器、交流接触器、热继电器、三色指示灯、控制按钮、上下两排接线端子排、零线端子排和地线端子排，各个低压电器元件之间通过电气线路连接，不仅实现了常见 PLC 实验装置的实验功能，又可以进行拓展控制实验。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请权利要求书 1 页说明书 8 页附图 6 页 CN 102385357 A1/1 页 2 1. 一种 PLC 实验柜，包括电控箱、设置在电控箱内的低压电器元件和电器元件之间的连接线路，其特征在于。

3、：所述的低压电器元件包括 PLC、三相空气断路器 (QS1)、单相空气断路器 (QS1)、熔断器 (FU1、 FU2、 FU3、 FU4)、 24V 直流开关电源、直流继电器 (KA1、 KA2、 KA3、 KA4、 KA5、 KA6、 KA7) 交流接触器 (KM1、 KM2、 KM3、 KM4)、热继电器 (FR1、 FR2)、三色指示灯 (HL1、 HL2、 HL3)、按钮按键 (SB1、 SB2、 SB3、 SB4、 SB5、 SB6)、上下两排接线端子排、零线端子排和地线端子排。所述的三相空气断路器 (QS1) 的输入端接三相电的 U、 V 和 W 端，其输。

4、出端依次连接熔断器 (FU1、 FU2、 FU3) 的输入端，所述的熔断器 (FU1、 FU2、 FU3) 的输出端连接交流接触器 (KM1、 KM2、 KM3、 KM4) 主触点的输入端，交流接触器 (KM2、 KM3) 主触点的输出端连接热继电器 (FR1、 FR2) 主触点的输入端，三色指示灯 (HL1、 HL2、 HL3) 的输入端连接三相空气断路器(QS1)的输出端，三色指示灯(HL1、 HL2、 HL3)输出端连接零线端子排，所述的上排接线端子的下端从左至右依次接 PLC 的 L 端、 N 端、 PE 端、 +24 端、 COM、 X0、 X1、 X2、 X3、。

5、 X4、 X5、 X6、 X7、 X10、 X11、 X12、 X13、 X14、 X15、 X16、 X17、 X20、 X21、 X22、 X23、 X24、 X25、 X26、 X27、 COM 和 24V 直流开关电源的 +24 端、 +24 端、 -24 端、 -24 端，上排接线端子的上端从左至右依次接 L 线、 N 线、 PE 线， +24V 端预留，输入信号公用端接 COM，上排接线端子的 6-13 再依次接热继电器 (FR1)、按钮开关 (SB1、 SB2、 SB3、 SB4、 SB5、 SB6)、热继电器 (FR2)，所述的下排接线端子的上端从左至右依次接。

6、 PLC 的 Y0、 Y1、 Y2、 Y3、 COM1、 Y4、 Y5、 Y6、 Y7、 COM2、 Y10、 Y11、 Y12、 Y13、 COM3、 Y14、 Y15、 Y16、 Y17、 COM4、 Y20、 Y21、 Y22、 Y23、 Y24、 Y25、 Y26、 Y27、 COM5 和 24V 直流开关电源的 +24 端、 +24 端、 -24 端和 -24 端，下排接线端子的下端从左至右第一个端口 Y0 预留、第二至第七端口接 24V 直流继电器 (KA1、 KA2、 KA3、 KA4、 KA5、 KA6、 KA7)。所述的 24V 直流继电器 KA1、 KA3、 KA5。

7、、 KA7 的一组常开触点的输入端接交流接触器 KM1、 KM2、 KM3、 KM4 的线圈输入端，交流接触器 KM1、 KM2、 KM3、 KM4 的线圈输出端接 L 线； 24V 直流继电器 KA1、 KA3、 KA5、 KA7 对应的常开触点的输出端接 L 线； KA2、 KA4、 KA6 的对应的常开触点输入端接 L 线。 2. 根据权利要求 1 所述的 PLC 实验柜，其特征在于：还包括 PLC 光电开关控制模块和 PLC 接近开关控制模块。 3. 根据权利要求 2 所述的 PLC 实验柜，其特征在于：所述的 PLC 光电开关控制模块包括光电开关 (SQ1)，。

8、所述的上排接线端子的 14 端口接光电开关 (SQ1)，即对应的 PLC X10 端口接光电开关 (SQ1)。 4. 根据权利要求 2 所述的 PLC 实验柜，其特征在于：所述的接近开关控制模块包括接近开关 (SQ2)，所述的上排接线端子的 15 端口接接近开关 (SQ2)，即对应的 PLC 的 X11 端口接接近开关 (SQ2)。 5. 根据权利要求 3 所述的 PLC 实验柜，其特征在于：在光电开关 (SQ1) 上设置一个与之相应的光电开关底座。 6. 根据权利要求 4 所述的 PLC 实验柜，其特征在于：在接近开关 (SQ2) 上设置一个与之相应的接近。

9、开关底座。 7. 根据权利要求 1 至 6 任意一项所述的 PLC 实验柜，其特征在于：还包括在扩展端口上可连接拓展元件，拓展元件安装在安装用筛网上。权利要求书 CN 102385338 A CN 102385357 A1/8 页 3 一种 PLC 实验柜技术领域 0001 本发明涉及一种 PLC 实验设备。背景技术 0002 目前，公知的 PLC 实验装置由插线实验板、实验用电器元件、专用的模拟实验模块及各类专用插线组成。实验者根据各模块实验要求，用专用插线在实验板上连接电路，编程、通电、进行模拟控制演示。由于不能清楚的反映所连接的电路的输入和输出。

10、端口且无法反应出硬件线路走向，同时还不能根据实际需要进行开放式硬件线路设计和开发，实验单调、高度程序化和模块化造成了在教学中实验者对实验的内容没有兴趣，实验效果不理想，同时此类实验装置因实验内容单一、过于程序化和模块化，只能简单应用于学校相关专业课程的实验，不能用于科研开发和拓展研究，不能有效的进行 PLC 创新控制设计和拓展开发验证，无法满足工业过程控制前期开发、验证和调试需要。发明内容 0003 本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种多功能、开放式、带拓展功能的 PLC 实验装置。 0004 为实现上述目的，本发明采用的技术方案是： PLC 实。

11、验柜包括电控箱、设置在电控箱内的低压电器元件和电器元件之间的连接线路。其特征在于：所述的低压电器元件包括 PLC、三相空气断路器 (QS1)、单相空气断路器 (QS1)、熔断器 (FU1、 FU2、 FU3、 FU4)、 24V 直流开关电源、直流继电器 (KA1、 KA2、 KA3、 KA4、 KA5、 KA6、 KA7) 交流接触器 (KM1、 KM2、 KM3、 KM4)、热继电器 (FR1、 FR2)、三色指示灯 (HL1、 HL2、 HL3)、按钮按键 (SB1、 SB2、 SB3、 SB4、 SB5、 SB6)、上下两排接线端子排、零线端子排和地线端。

12、子排。三相空气断路器 (QS1) 的输入端接三相电的 U、 V 和 W 端，其输出端依次连接熔断器 (FU1、 FU2、 FU3) 的输入端，熔断器 (FU1、 FU2、 FU3) 的输出端连接交流接触器 (KM1、 KM2、 KM3、 KM4) 主触点的输入端，交流接触器 (KM2、 KM3) 主触点的输出端连接热继电器 (FR1、 FR2) 主触点的输入端，三色指示灯 (HL1、 HL2、 HL3) 的输入端连接三相空气断路器 (QS1) 的输出端，三色指示灯 (HL1、 HL2、 HL3) 输出端连接零线端子排，上排接线端子的下端从左至右依次接 PLC 的 L 端、 N 。

13、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、 COM 和 24V 直流开关电源的 +24 端、 +24 端、 -24 端、 -24 端，上排接线端子的上端从左至右依次接 L 线、 N 线、 PE 线， +24V 端预留，输入信号公用端接 COM，上排接线端子的 6-13 再依次接热继电器 (FR1)、按钮开关 (SB1、 SB2、 SB3、 SB4、 SB5、 SB。

14、6)、热继电器 (FR2)，所述的下排接线端子的上端从左至右依次接 PLC 的 Y0、 Y1、 Y2、 Y3、 COM1、 Y4、 Y5、 Y6、 Y7、 COM2、 Y10、 Y11、 Y12、 Y13、 COM3、 Y14、 Y15、 Y16、 Y17、 COM4、 Y20、 Y21、 Y22、 Y23、 Y24、 Y25、 Y26、 Y27、 COM5 和 24V 直流开关电源的 +24 端、 +24 端、 -24 端和 -24 端，下排接线端子的下端从左至右第一个端口 Y0 预留、第二至第七端口接 24V 直流继电器 (KA1、 KA2、 KA3、 KA4、 KA5、 KA6。

15、、 KA7)。所述的 24V 直流继电器 KA1、 KA3、 KA5、 KA7 的一组常开触点的输入端接交说明书 CN 102385338 A CN 102385357 A2/8 页 4 流接触器 KM1、 KM2、 KM3、 KM4 的线圈输入端，交流接触器 KM1、 KM2、 KM3、 KM4 的线圈输出端接 L 线； 24V 直流继电器 KA1、 KA3、 KA5、 KA7 对应的常开触点的输出端接 L 线； KA2、 KA4、 KA6 的对应的常开触点输入端接 L 线，其输出端预留根据拓展需要接用户负载。 0005 进一步地，还包括 PLC 光电开关控制模块和 PLC。

16、接近开关控制模块。 0006 进一步地， PLC 光电开关控制模块包括光电开关 (SQ1)，所述的上排接线端子的 14 端口接光电开关(SQ1)，即对应的PLC的X10端口接光电开关(SQ1)并在光电开关(SQ1)上设置一个与之相应的光电开关底座。 0007 进一步地， PLC 接近开关控制模块包括接近开关 (SQ2)，所述的上排接线端子的 15 端口接接近开关(SQ2)，即对应的PLC的X11端口接接近开关(SQ2)并在接近开关(SQ2)上设置一个与之相应的接近开关底座。 0008 本发明既可以进行传统的 PLC 控制实验，又能够利用光电开关、接近开关、传感器、三菱。

17、PLCFX2N-2AD、三菱 PLCFX2N-2DA、三菱 PLCFX2N系列组网控制模块等进行光电控制、传感器控制、数模控制、模数控制、组网控制等特殊控制，能够实现公知的 PLC 实验装置所不能完成的实验项目。本实验柜拓展单元可接变频器、同步控制器、 PID 控制器、各类按钮、行程开关等元件，可以进行220V或380V负载输出控制，可以根据实验要求实时改变硬件线路连接，不仅实现了常见 PLC 实验装置的实验功能，又可以进行拓展控制实验，同时还可以激发实验者的创新意识、提高实验者的学习兴趣，这种多功能、开放式、带拓展功能的设计既能满足各类院校专业教。

18、学实验要求又能满足高校和科研院所进行科研开发和拓展研究需要。附图说明 0009 附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中： 0010 图 1 是控制箱面板元件布置图； 0011 图 2 是控制箱面板元件接线图； 0012 图 3 是控制箱元件布置图； 0013 图 4 是电气原理图 (1) ； 0014 图 5 是 PLC 外部接线图； 0015 图 6 是电气原理图 (2) ； 0016 图 7 是开关电源接线图； 0017 图 8 是接近开关底座零件图；图 9 是光电开关底座零。

19、件图；图 10 是拓展单元安装用筛网示意图。具体实施方式 0018 以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。 0019 根据图 1- 图 10 所示，本 PLC 实验装置采用工业控制的常规形式，主体采用电气柜式结构，包括柜体中 PLC 模块的布置安装和其它配套低压电器元器件的布置和走线，还包说明书 CN 102385338 A CN 102385357 A3/8 页 5 括柜门上控制面板的布置和线路连接。 0020 上排接线端子的下端从左至右依次接三菱 PLCFX2N-48MT 的 L 。

20、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、 COM 和 24V 直流开关电源 (A-120-24) 的 +24 端、 +24 端、 -24 端、 -24 端，上排接线端子的上端从左至右依次接 L 线、 N 线、 PE 线， +24V 端预留，输入信号公用端接 COM，接线端子的 6-15 再依次接 FR1、 SB1、 SB2、 SB3、 SB4、 SB5、。

21、SB6、 FR2、 SQ1、 SQ2， X12、 X13、 X14、 X15、 X16、 X17、 X20、 X21、 X22、 X23、 X24、 X25、 X26、 X27 为拓展模块预留。下排接线端子的上端从左至右依次接三菱 PLCFX2N-48MT 的 Y0、 Y1、 Y2、 Y3、 COM1、 Y4、 Y5、 Y6、 Y7、 COM2、 Y10、 Y11、 Y12、 Y13、 COM3、 Y14、 Y15、 Y16、 Y17、 COM4、 Y20、 Y21、 Y22、 Y23、 Y24、 Y25、 Y26、 Y27、 COM5 和 24V 直流开关电源 (A-120-24) 的 +。

22、24 端、 +24 端、 -24 端、 -24 端，下排接线端子的下端从左至右第一个端口 Y0 预留、第二至第七端口接 24V 直流继电器 KA1、 KA2、 KA3、 KA4、 KA5、 KA6、 KA7，其它端口为拓展模块预留。 0021 本PLC实验装置中主电路， PLC输入L线、 N线、 PE线， 24V直流开关电源(A-120-24)输入 L 线、 N 线、 PE 线以及引至接线端子上的 +24 端和 -24 端，热过载继电器 FR1 和 FR2 的辅助触点的接线，均从电控柜隔板底部走暗线，其余线路均布置成明线以利于开发和设计实验项目。 0022 本 PLC 实验装。

23、置中 24V 直流继电器 KA1、 KA3、 KA5、 KA7 的一组常开触点的输入端接交流接触器 KM1、 KM2、 KM3、 KM4 的线圈输入端，交流接触器 KM1、 KM2、 KM3、 KM4 的线圈输出端接 L 线； 24V 直流继电器 KA1、 KA3、 KA5、 KA7 对应的常开触点的输出端接 L 线； KA2、 KA4、 KA6 的对应的常开触点输入端接 L 线，其输出端预留根据拓展需要接用户负载，如果负载工作电压为220V则负载的出线端接N线，如果负载工作电压为380V则负载的出线端接L线。 0023 本 PLC 实验装置中三菱 PLCFX2N-48MT 。

24、的 X10 和 X11 端口分别接光电开关 SQ1 和接近开关 SQ2( 一种特殊传感器 )，考虑到光电开关 SQ1 和接近开关 SQ2 在机械传动装置上安装方便，特为它们量身设计了专门的安装底座， 0024 本 PLC 实验装置为了满足各类实验要求除了上述安装和布置的元件之外还设计了拓展单元，上述中提到的两排接线端子均为拓展单元预留了接线端口，拓展部分可根据实验者的创新设计和开发要求自行选择适配元件安装到配套的筛网上。 0025 实验者若要按本 PLC 实验装置做按钮启停控制、光电开关启停控制和工作台往复控制实验时首先做硬件线路调整，将交流接触器 KM3、 KM4 主触。

25、点输出端调相序 (U 相和 W 相互换 )， KM1 主触点输出端接电动机 M1、 FR1 主触点输出端接电动机 M2、 FR2 主触点输出端接工作台驱动电动机 M3， PLC 主机接入三菱手持编程器 FX-20P 或接入台式电脑 ( 安装三菱 PLC 编程软件 )， PLC 实验柜接入三相电源 (380V)，闭合 QS1 和 QS2，控制面板指示灯亮、 PLC 模块通电指示灯亮、 24V电源模块通电指示灯亮，用三菱手持编程器FX-20P或台式电脑(安装三菱 PLC 编程软件 ) 输入控制程序，将 PLC 主机控制开关置于 RUN、 PLC 运行指示灯亮，通过按钮 SB1-S。

26、B6、光电开关 SQ1 和 SQ2 可实现按钮启停控制、光电开关启停控制和工作台往复控制实验项目。若实验要求的功能控制实验柜硬件不能满足时可使用拓展单元，将拓展的元件用螺栓安装在专用筛网上，输入信号依次可接到 X12-X27 端子排上，输入信号依次可接到 Y10-Y27 端子排上，接好其它硬件线路按照上述过程进行实验。 0026 以下为控制箱元件明细表： 0027 说明书 CN 102385338 A CN 102385357 A4/8 页 6 0028 说明书 CN 102385338 A CN 102385357 A5/8 页 7 0029 说明书 CN 1。

27、02385338 A CN 102385357 A6/8 页 8 0030 以下为拓展控单元元件明细表： 0031 0032 说明书 CN 102385338 A CN 102385357 A7/8 页 9 0033 说明书 CN 102385338 A CN 102385357 A8/8 页 10 0034 最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所。

28、作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。说明书 CN 102385338 A CN 102385357 A1/6 页 11 图 1 图 2 说明书附图 CN 102385338 A CN 102385357 A2/6 页 12 图 3 说明书附图 CN 102385338 A CN 102385357 A3/6 页 13 图 4 说明书附图 CN 102385338 A CN 102385357 A4/6 页 14 图 5 说明书附图 CN 102385338 A CN 102385357 A5/6 页 15 图 6 图 7 图 8 图 9 说明书附图 CN 102385338 A CN 102385357 A6/6 页 16 图 10 说明书附图 CN 102385338 A 。

摘要
申请专利号：	CN201010271705.9	申请日：	2010.09.03
公开号：	CN102385338A	公开日：	2012.03.21
当前法律状态：	驳回	有效性：	无权
法律详情：	登录超时
IPC分类号：	G05B19/05	主分类号：	G05B19/05
申请人：	朱永迪
发明人：	朱永迪; 侯运丰; 赵勇成; 李贵红
地址：	730000 甘肃省兰州市安宁区刘沙公路37号
优先权：
专利代理机构：	北京中恒高博知识产权代理有限公司 11249	代理人：	夏晏平
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内容摘要

本发明公开了一种PLC实验柜，包括PLC、三相空气断路器、单相空气断路器、熔断器、24V直流开关电源、直流继电器、交流接触器、热继电器、三色指示灯、控制按钮、上下两排接线端子排、零线端子排和地线端子排，各个低压电器元件之间通过电气线路连接，不仅实现了常见PLC实验装置的实验功能，又可以进行拓展控制实验。

权利要求书

1.一种PLC实验柜，包括电控箱、设置在电控箱内的低压电器元件和电器
元件之间的连接线路，其特征在于：所述的低压电器元件包括PLC、三相空气
断路器(QS1)、单相空气断路器(QS1)、熔断器(FU1、FU2、FU3、FU4)、
24V直流开关电源、直流继电器(KA1、KA2、KA3、KA4、KA5、KA6、KA7)
交流接触器(KM1、KM2、KM3、KM4)、热继电器(FR1、FR2)、三色指示
灯(HL1、HL2、HL3)、按钮按键(SB1、SB2、SB3、SB4、SB5、SB6)、上下
两排接线端子排、零线端子排和地线端子排。所述的三相空气断路器(QS1)的
输入端接三相电的U、V和W端，其输出端依次连接熔断器(FU1、FU2、FU3)
的输入端，所述的熔断器(FU1、FU2、FU3)的输出端连接交流接触器(KM1、
KM2、KM3、KM4)主触点的输入端，交流接触器(KM2、KM3)主触点的输
出端连接热继电器(FR1、FR2)主触点的输入端，三色指示灯(HL1、HL2、
HL3)的输入端连接三相空气断路器(QS1)的输出端，三色指示灯(HL1、HL2、
HL3)输出端连接零线端子排，所述的上排接线端子的下端从左至右依次接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、COM和24V直流开关电源的+24端、+24端、-24端、-24端，上排接线端
子的上端从左至右依次接L线、N线、PE线，+24V端预留，输入信号公用端接
COM，上排接线端子的6-13再依次接热继电器(FR1)、按钮开关(SB1、SB2、
SB3、SB4、SB5、SB6)、热继电器(FR2)，所述的下排接线端子的上端从左至
右依次接PLC的Y0、Y1、Y2、Y3、COM1、Y4、Y5、Y6、Y7、COM2、Y10、Y11、
Y12、Y13、COM3、Y14、Y15、Y16、Y17、COM4、Y20、Y21、Y22、Y23、Y24、Y25、
Y26、Y27、COM5和24V直流开关电源的+24端、+24端、-24端和-24端，下排
接线端子的下端从左至右第一个端口Y0预留、第二至第七端口接24V直流继电
器(KA1、KA2、KA3、KA4、KA5、KA6、KA7)。所述的24V直流继电器KA1、KA3、
KA5、KA7的一组常开触点的输入端接交流接触器KM1、KM2、KM3、KM4的线圈输
入端，交流接触器KM1、KM2、KM3、KM4的线圈输出端接L线；24V直流继电器
KA1、KA3、KA5、KA7对应的常开触点的输出端接L线；KA2、KA4、KA6的对应
的常开触点输入端接L线。
2.根据权利要求1所述的PLC实验柜，其特征在于：还包括PLC光电开关
控制模块和PLC接近开关控制模块。
3.根据权利要求2所述的PLC实验柜，其特征在于：所述的PLC光电开关
控制模块包括光电开关(SQ1)，所述的上排接线端子的14端口接光电开关
(SQ1)，即对应的PLC X10端口接光电开关(SQ1)。
4.根据权利要求2所述的PLC实验柜，其特征在于：所述的接近开关
控制模块包括接近开关(SQ2)，所述的上排接线端子的15端口接接近开关
(SQ2)，即对应的PLC的X11端口接接近开关(SQ2)。
5.根据权利要求3所述的PLC实验柜，其特征在于：在光电开关(SQ1)
上设置一个与之相应的光电开关底座。
6.根据权利要求4所述的PLC实验柜，其特征在于：在接近开关(SQ2)
上设置一个与之相应的接近开关底座。
7.根据权利要求1至6任意一项所述的PLC实验柜，其特征在于：还
包括在扩展端口上可连接拓展元件，拓展元件安装在安装用筛网上。

说明书

一种PLC实验柜

技术领域

本发明涉及一种PLC实验设备。

背景技术

目前，公知的PLC实验装置由插线实验板、实验用电器元件、专用的模拟实验模块及各类专用插线组成。实验者根据各模块实验要求，用专用插线在实验板上连接电路，编程、通电、进行模拟控制演示。由于不能清楚的反映所连接的电路的输入和输出端口且无法反应出硬件线路走向，同时还不能根据实际需要进行开放式硬件线路设计和开发，实验单调、高度程序化和模块化造成了在教学中实验者对实验的内容没有兴趣，实验效果不理想，同时此类实验装置因实验内容单一、过于程序化和模块化，只能简单应用于学校相关专业课程的实验，不能用于科研开发和拓展研究，不能有效的进行PLC创新控制设计和拓展开发验证，无法满足工业过程控制前期开发、验证和调试需要。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种多功能、开放式、带拓展功能的PLC实验装置。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：PLC实验柜包括电控箱、设置在电控箱内的低压电器元件和电器元件之间的连接线路。其特征在于：所述的低压电器元件包括PLC、三相空气断路器(QS1)、单相空气断路器(QS1)、熔断器(FU1、FU2、FU3、FU4)、24V直流开关电源、直流继电器(KA1、KA2、KA3、KA4、KA5、KA6、KA7)交流接触器(KM1、KM2、KM3、KM4)、热继电器(FR1、FR2)、三色指示灯(HL1、HL2、HL3)、按钮按键(SB1、SB2、SB3、SB4、SB5、SB6)、上下两排接线端子排、零线端子排和地线端子排。三相空气断路器(QS1)的输入端接三相电的U、V和W端，其输出端依次连接熔断器(FU1、FU2、FU3)的输入端，熔断器(FU1、FU2、FU3)的输出端连接交流接触器(KM1、KM2、KM3、KM4)主触点的输入端，交流接触器(KM2、KM3)主触点的输出端连接热继电器(FR1、FR2)主触点的输入端，三色指示灯(HL1、HL2、HL3)的输入端连接三相空气断路器(QS1)的输出端，三色指示灯(HL1、HL2、HL3)输出端连接零线端子排，上排接线端子的下端从左至右依次接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、COM和24V直流开关电源的+24端、+24端、-24端、-24端，上排接线端子的上端从左至右依次接L线、N线、PE线，+24V端预留，输入信号公用端接COM，上排接线端子的6-13再依次接热继电器(FR1)、按钮开关(SB1、SB2、SB3、SB4、SB5、SB6)、热继电器(FR2)，所述的下排接线端子的上端从左至右依次接PLC的Y0、Y1、Y2、Y3、COM1、Y4、Y5、Y6、Y7、COM2、Y10、Y11、Y12、Y13、COM3、Y14、Y15、Y16、Y17、COM4、Y20、Y21、Y22、Y23、Y24、Y25、Y26、Y27、COM5和24V直流开关电源的+24端、+24端、-24端和-24端，下排接线端子的下端从左至右第一个端口Y0预留、第二至第七端口接24V直流继电器(KA1、KA2、KA3、KA4、KA5、KA6、KA7)。所述的24V 直流继电器KA1、KA3、KA5、KA7的一组常开触点的输入端接交流接触器KM1、KM2、KM3、KM4的线圈输入端，交流接触器KM1、KM2、KM3、KM4的线圈输出端接L线；24V直流继电器KA1、KA3、KA5、KA7对应的常开触点的输出端接L线；KA2、KA4、KA6的对应的常开触点输入端接L线，其输出端预留根据拓展需要接用户负载。

进一步地，还包括PLC光电开关控制模块和PLC接近开关控制模块。

进一步地，PLC光电开关控制模块包括光电开关(SQ1)，所述的上排接线端子的14端口接光电开关(SQ1)，即对应的PLC的X10端口接光电开关(SQ1)并在光电开关(SQ1)上设置一个与之相应的光电开关底座。

进一步地，PLC接近开关控制模块包括接近开关(SQ2)，所述的上排接线端子的15端口接接近开关(SQ2)，即对应的PLC的X11端口接接近开关(SQ2)并在接近开关(SQ2)上设置一个与之相应的接近开关底座。

本发明既可以进行传统的PLC控制实验，又能够利用光电开关、接近开关、传感器、三菱PLCFX2N-2AD、三菱PLCFX2N-2DA、三菱PLCFX2N系列组网控制模块等进行光电控制、传感器控制、数模控制、模数控制、组网控制等特殊控制，能够实现公知的PLC实验装置所不能完成的实验项目。本实验柜拓展单元可接变频器、同步控制器、PID控制器、各类按钮、行程开关等元件，可以进行220V或380V负载输出控制，可以根据实验要求实时改变硬件线路连接，不仅实现了常见PLC实验装置的实验功能，又可以进行拓展控制实验，同时还可以激发实验者的创新意识、提高实验者的学习兴趣，这种多功能、开放式、带拓展功能的设计既能满足各类院校专业教学实验要求又能满足高校和科研院所进行科研开发和拓展研究需要。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是控制箱面板元件布置图；

图2是控制箱面板元件接线图；

图3是控制箱元件布置图；

图4是电气原理图(1)；

图5是PLC外部接线图；

图6是电气原理图(2)；

图7是开关电源接线图；

图8是接近开关底座零件图；

图9是光电开关底座零件图；

图10是拓展单元安装用筛网示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

根据图1-图10所示，本PLC实验装置采用工业控制的常规形式，主体采用电气柜式结构，包括柜体中PLC模块的布置安装和其它配套低压电器元器件的布置和走线，还包括柜门上控制面板的布置和线路连接。

上排接线端子的下端从左至右依次接三菱PLCFX2N-48MT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、COM和24V直流开关电源(A-120-24)的+24端、+24端、-24端、-24端，上排接线端子的上端从左至右依次接L线、N线、PE线，+24V端预留，输入信号公用端接COM，接线端子的6-15再依次接FR1、SB1、SB2、SB3、SB4、SB5、SB6、FR2、SQ1、SQ2，X12、X13、X14、X15、X16、X17、X20、X21、X22、X23、X24、X25、X26、X27为拓展模块预留。下排接线端子的上端从左至右依次接三菱PLCFX2N-48MT的Y0、Y1、Y2、Y3、COM1、Y4、Y5、Y6、Y7、COM2、Y10、Y11、Y12、Y13、COM3、Y14、Y15、Y16、Y17、COM4、Y20、Y21、Y22、Y23、Y24、Y25、Y26、Y27、COM5和24V直流开关电源(A-120-24)的+24端、+24端、-24端、-24端，下排接线端子的下端从左至右第一个端口Y0预留、第二至第七端口接24V直流继电器KA1、KA2、KA3、KA4、KA5、KA6、KA7，其它端口为拓展模块预留。

本PLC实验装置中主电路，PLC输入L线、N线、PE线，24V直流开关电源(A-120-24)输入L线、N线、PE线以及引至接线端子上的+24端和-24端，热过载继电器FR1和FR2的辅助触点的接线，均从电控柜隔板底部走暗线，其余线路均布置成明线以利于开发和设计实验项目。

本PLC实验装置中24V直流继电器KA1、KA3、KA5、KA7的一组常开触点的输入端接交流接触器KM1、KM2、KM3、KM4的线圈输入端，交流接触器KM1、KM2、KM3、KM4的线圈输出端接L线；24V直流继电器KA1、KA3、KA5、KA7对应的常开触点的输出端接L线；KA2、KA4、KA6的对应的常开触点输入端接L线，其输出端预留根据拓展需要接用户负载，如果负载工作电压为220V则负载的出线端接N线，如果负载工作电压为380V则负载的出线端接L线。

本PLC实验装置中三菱PLCFX2N-48MT的X10和X11端口分别接光电开关SQ1和接近开关SQ2(一种特殊传感器)，考虑到光电开关SQ1和接近开关 SQ2在机械传动装置上安装方便，特为它们量身设计了专门的安装底座，

本PLC实验装置为了满足各类实验要求除了上述安装和布置的元件之外还设计了拓展单元，上述中提到的两排接线端子均为拓展单元预留了接线端口，拓展部分可根据实验者的创新设计和开发要求自行选择适配元件安装到配套的筛网上。

实验者若要按本PLC实验装置做按钮启停控制、光电开关启停控制和工作台往复控制实验时首先做硬件线路调整，将交流接触器KM3、KM4主触点输出端调相序(U相和W相互换)，KM1主触点输出端接电动机M1、FR1主触点输出端接电动机M2、FR2主触点输出端接工作台驱动电动机M3，PLC主机接入三菱手持编程器FX-20P或接入台式电脑(安装三菱PLC编程软件)，PLC实验柜接入三相电源(380V)，闭合QS1和QS2，控制面板指示灯亮、PLC模块通电指示灯亮、24V电源模块通电指示灯亮，用三菱手持编程器FX-20P或台式电脑(安装三菱PLC编程软件)输入控制程序，将PLC主机控制开关置于RUN、PLC运行指示灯亮，通过按钮SB1-SB6、光电开关SQ1和SQ2可实现按钮启停控制、光电开关启停控制和工作台往复控制实验项目。若实验要求的功能控制实验柜硬件不能满足时可使用拓展单元，将拓展的元件用螺栓安装在专用筛网上，输入信号依次可接到X12-X27端子排上，输入信号依次可接到Y10-Y27端子排上，接好其它硬件线路按照上述过程进行实验。

以下为控制箱元件明细表：

以下为拓展控单元元件明细表：

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。