一种基于PROFIBUS总线的故障设置系统，包括PROFIBUS-DP总线、上位机、CP5611通讯卡、主站和7个从站，主站包括主站可编程控制器、DI/DO和导轨，从站包括从站可编程控制器和EM277通信模块，还包括从站故障设置装置、基于PROFIBUS-DP总线的硬件组态、触摸屏组态故障设置界面和上位机WINCC监控界面；7个从站的从站故障设置装置结构相同、包括触摸屏、输入检测模块、输出驱动模块、继电器矩阵驱动电路模块和RS－485通信电缆。该故障设置系统自动化程度高，界面友好，易于操作，故障设置方便、灵活，效率高，运行可靠、维护成本低；可在上位机或在下位机设置本站故障，实训教学效果明显。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种铁路实验实训教学教具，特别是涉及一种适用于电气自动化、机电一体化等专业进行自动化生产线综合实训教学的基于PR0FIBUS总线的故障设置系统。
技术介绍
现有技术用于电气自动化、机电一体化等专业进行自动化生产线综合实训教学的教具，是亚龙科技集团公司开发的YL — 221型自动化生产线实训教学平台，根据目前实际的教学实践，YL - 221生产线实训教学平台存在以下不足: 1.YL — 221型自动化生产线实训教学平台由一台上位机、一个S7 - 300PLC主站和7个S7 — 200PLC从站组成一个分布式控制系统，该系统体积庞大(整个生产线占地约50m2)，结构复杂，整体调试困难，任何一个工作站出现故障均可能造成系统无法联机运行，将其应用于教学的门槛较高； 2.即便将其用于实际教学，由于学生对设备的接线、拆装次数过多，造成设备损坏率过高，增加设备维护难度和教学难度； 3.实践证明，最有效的实训教学方式是训练学生的排除故障能力，而该系统故障设置环节非常简陋，故障点太少，训练工作量不够，不能涵盖生产线的基本原理及其核心技术，而且通过机械开关设置故障智能化程度不高； 4.故障点设置方式只能单站通过面板的拔位开关设置3- 5个故障点，作为教师机的上位机不能设置从站的故障，无形增加了教师不必要的工作量。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对上述问题，在YL — 221型自动化生产线实训教学平台基础上进行二次开发，提供一种适用于电气自动化、机电一体化等专业进行自动化生产线综合实训教学的基于PR0FIBUS总线的故障设置系统，以克服现有技术所存在的上述不足，满足铁路院校实验实训的教学需求。本专利技术采取的技术方案是:一种基于PR0FIBUS总线的故障设置系统，包括PR0FIBUS-DP总线、上位机、CP5611通讯卡、主站和7个从站，所述主站包括主站可编程控制器、DI/D0和导轨，所述从站包括从站可编程控制器和EM277通信模块，所述主站可编程控制器采用S7 - 300PLC，从站可编程控制器采用S7 — 200PLC ； 所述上位机通过CP5611通讯卡与PR0FIBUS-DP总线挂接， 所述主站通过RS-485通信接口与PR0FIBUS-DP总线挂接； 所述从站可编程控制器通过扩展的EM277通信模块与PR0FIBUS-DP总线挂接； 所述一种基于PR0FIBUS总线的故障设置系统还包括从站故障设置装置、基于PR0FIBUS-DP总线的硬件组态、触摸屏组态故障设置界面和上位机WINCC监控界面； 所述从站故障设置装置用于本站的故障设置、信息监控和数据报警，实现既在生产现场进行故障设置，同时又监视生产过程中的各种状态信息，并显示生产现场发生故障时的报警信息； 7个从站故障设置装置结构相同、包括触摸屏、输入检测模块、输出驱动模块、继电器矩阵驱动电路模块和RS - 485通信电缆；所述触摸屏通信端口通过RS - 485通信电缆与从站可编程控制器连接进行数据通信，所述输入检测模块的输出端与从站可编程控制器的一个输入端口连接，所述从站可编程控制器的一个输出端口与输出驱动模块的一个输入端连接，从站可编程控制器的另一个输出端口与继电器矩阵驱动电路模块的输入端连接，继电器矩阵驱动电路模块的输出端同时与输入检测模块的输入端和输出驱动模块的另一个输入端连接； 所述从站可编程控制器作为从站的控制核心，担负着本站所有数据信号的采集及外部信号的驱动控制: 一是接收操作者在触摸屏上设置的数据， 二是将经过处理的数据回送到触摸屏显示， 三是接收输入检测模块输入的检测信号并进行内部运算及处理， 四是向输出驱动模块发出动作指令， 五是通过继电器矩阵驱动电路控制故障点的通断以实现故障的发生与否； 所述输入检测模块包括用于检测启动、复位、停止、急停状态的检测电路； 所述输入检测模块的作用:一是检测本装置启动、停止、复位、急停等信号是否产生或发出，二是检测本站生产过程中所需的各种传感器信号、温度信号以及该输入模块的所有开关量信号和模拟信号，并将检测数据送入从站可编程控制器； 所述输出驱动模块包括:电磁阀控制气路、直流电机电路、用于驱动直流电机电路的中间继电器、信号灯显示电路和模拟量输出电路； 所述输出驱动模块通过电磁阀控制气路的线圈、中间继电器的线圈、信号灯分别与从站可编程控制器的输出端口相连接，并根据从站可编程控制器的输出指令驱动电磁阀控制气路、直流电机电路、信号灯显示电路和模拟量输出电路，进而实现对气路、直流电机、信号灯显示电路和温度控制电路的控制； 所述继电器矩阵驱动电路模块包括继电器、行继电器、列继电器以及对应的续流二极管、行续流二极管和列续流二极管； 所述继电器矩阵驱动电路模块作为故障设置系统的执行机构，其作用:一是通过设计继电器矩阵驱动电路或扩展I/O模块以解决输入/输出点数的不足，二是通过继电器矩阵驱动电路控制故障点的通断以实现故障的发生与否； 所述触摸屏用于人机交互，一是通过触摸屏操控本工作站的启动、停止、参数设置、故障设置，二是监视本站的运行状态。其进一步的技术方案是: 所述从站可编程控制器采用西门子公司生产的S7 - 200 CPU226 PLC作为主控单元； 所述触摸屏采用昆仑通态公司开发TPC7062K ； 所述继电器、行继电器、列继电器采用型号为t73的通灵小型电磁继电器，其输入额定电压为DC24V，触点切换电压250VAC/30VDC，触点负载10A，具有一组常开触点和一组常闭触点； 所述续流二极管、行续流二极管和列续流二极管采用1N5819肖特基二极管，其正向平均电流为1A，反向峰值电压为40V，可以较好的保护PLC的输出触点不被中间继电器线圈击穿。更进一步:所述基于PR0FIBUS-DP总线的硬件组态为以一个主站可编程控制器S7 — 300PLC、7个从站可编程控制器S7 — 200PLC和扩展的EM277通信模块为基础的PR0FIBUS-DP分布式控制系统，用于实现主站与下位机的数据通信。所述触摸屏组态故障设置界面为以触摸屏为人机界面的故障设置界面，用于从站单站进行故障设置、故障查看以及故障监控。所述上位机WINCC监控界面用于实现在上机位设置从站故障，包括向导界面以及7个从站的故障设置界面，即:第一从站故障设置界面、第二从站故障设置界面、第三从站故障设置界面、第四从站故障设置界面、第五从站故障设置界面、第六从站故障设置界面和第七从站故障设置界面，当进入某个从站故障设置界面时，利用上位机的鼠标单击故障按钮完成故障点的设置。由于采取上述技术方案，本专利技术之一种基于PR0FIBUS总线的故障设置系统具有如下有益效果: 1.运用本专利技术之一种基于PR0FIBUS总线的故障设置系统，教师可以通过上位机对所有从站进行故障设置，同时，为了方便学生的自评自测，也可以在下位机通过各个从站的触摸屏设置本工作站的若干个故障，学生在充分掌握自动化生产线工作原理的基础上根据这些故障现象去分析、判断、检查、调试，最终找出故障点并将其排除，故障设置方便、灵活、快捷，既让学生在实践中得到充分锻炼，又在很大程度上减少了教师的工作量，实训教学的训练效果明显改善； 2.本本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于PROFIBUS总线的故障设置系统，包括PROFIBUS‑DP总线（000）、上位机（100）、CP5611通讯卡（101）、主站（102）和7个从站（103），所述主站包括主站可编程控制器、DI/DO和导轨，所述从站包括从站可编程控制器（1031）和EM277通信模块（1032），所述主站可编程控制器采用S7－300PLC，从站可编程控制器采用S7－200PLC；所述上位机通过CP5611通讯卡与PROFIBUS‑DP总线挂接，所述主站通过RS‑485通信接口与PROFIBUS‑DP总线挂接，所述从站可编程控制器通过扩展的EM277通信模块与PROFIBUS‑DP总线挂接；其特征在于：所述一种基于PROFIBUS总线的故障设置系统还包括从站故障设置装置（104）、基于PROFIBUS‑DP总线的硬件组态、触摸屏组态故障设置界面和上位机WINCC监控界面；所述从站故障设置装置用于本站的故障设置、信息监控和数据报警，实现既在生产现场进行故障设置，同时又监视生产过程中的各种状态信息，并显示生产现场发生故障时的报警信息；7个从站故障设置装置结构相同，包括触摸屏（1041）、输入检测模块（1042）、输出驱动模块（1043）、继电器矩阵驱动电路模块（1044）和RS－485通信电缆；所述触摸屏通信端口通过RS－485通信电缆与从站可编程控制器连接进行数据通信，所述输入检测模块的输出端与从站可编程控制器的一个输入端口连接，所述从站可编程控制器的一个输出端口与输出驱动模块的一个输入端连接，从站可编程控制器的另一个输出端口与继电器矩阵驱动电路模块的输入端连接，继电器矩阵驱动电路模块的输出端同时与输入检测模块的输入端和输出驱动模块的另一个输入端连接；所述从站可编程控制器作为从站的控制核心，担负着本站所有数据信号的采集及外部信号的驱动控制：一是接收操作者在触摸屏上设置的数据，二是将经过处理的数据回送到触摸屏显示，三是接收输入检测模块输入的检测信号并进行内部运算及处理，四是向输出驱动模块发出动作指令，五是通过继电器矩阵驱动电路控制故障点的通断以实现故障的发生与否；所述输入检测模块包括用于检测启动、复位、停止、急停状态的检测电路； 所述输入检测模块的作用：一是检测本装置启动、停止、复位、急停等信号是否产生或发出，二是检测本站生产过程中所需的各种传感器信号、温度信号以及该输入模块的所有开关量信号和模拟信号，并将检测数据送入从站可编程控制器；所述输出驱动模块包括：电磁阀控制气路、直流电机电路、用于驱动直流电机电路的中间继电器、信号灯显示电路和模拟量输出电路；所述输出驱动模块通过电磁阀控制气路的线圈、中间继电器的线圈、信号灯分别与从站可编程控制器的输出端口相连接，并根据从站可编程控制器输出的指令驱动电磁阀控制气路、直流电机电路、信号灯显示电路和模拟量输出电路，进而实现对气路、直流电机、信号灯显示电路和温度控制电路的控制；所述继电器矩阵驱动电路模块包括继电器、行继电器、列继电器以及对应的续流二极管、行续流二极管和列续流二极管； 所述继电器矩阵驱动电路模块作为故障设置系统的执行机构，其作用：一是通过设计继电器矩阵驱动电路或扩展I/O模块以解决输入/输出点数的不足，二是通过继电器矩阵驱动电路控制故障点的通断以实现故障的发生与否；所述触摸屏用于人机交互，一是通过触摸屏操控本工作站的启动、停止、参数设置、故障设置，二是监视本站的运行状态。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：雷声勇，许梅艳，莫振栋，邵长春，李筱林，
申请(专利权)人：柳州铁道职业技术学院，
类型：发明
国别省市：广西;45
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