"追求技術(shù)進(jìn)步、服務(wù)科教興國、支持教育事業(yè)"
網(wǎng)絡(luò)型PLC實(shí)驗(yàn)室簡介,PLC實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)方案
網(wǎng)絡(luò)型PLC實(shí)驗(yàn)室設(shè)備,PLC實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)方案PLC及其網(wǎng)絡(luò)被公認(rèn)為現(xiàn)代工業(yè)自動化三大支柱之一,目前較先進(jìn)的可編程序控制器系統(tǒng)已成為解決自動控制問題最有效的工具.為更好地適應(yīng)我國經(jīng)濟(jì),科學(xué)技術(shù)和社會的發(fā)展,作為培養(yǎng)一線技術(shù)工人的中等職業(yè)學(xué)校需普及PLC技術(shù)教育.
本文在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的背景下,通過綜述目前PLC實(shí)驗(yàn)室的發(fā)展現(xiàn)狀,提出當(dāng)前PLC實(shí)驗(yàn)室教育所面臨的主要問題與不足,即:缺乏網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)和遠(yuǎn)程教學(xué).并由此集中討論了網(wǎng)絡(luò)型PLC實(shí)驗(yàn)室在技術(shù)上的可行性,同時設(shè)計(jì)了網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室的構(gòu)架,即:客戶端,網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器,工作站和實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)臺,以及在這種構(gòu)架下的相應(yīng)課程開發(fā).建成的網(wǎng)絡(luò)PLC實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)可提供用戶遠(yuǎn)程登陸服務(wù)器,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)仿真,實(shí)驗(yàn)室預(yù)定,實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)等;并在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)提供PLC網(wǎng)絡(luò)課題實(shí)驗(yàn).在我校中央職業(yè)教育"電工電子與自動化技術(shù)專業(yè)"實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)中得到實(shí)踐.實(shí)踐證明,以虛實(shí)結(jié)合的實(shí)驗(yàn)形式為依托的網(wǎng)絡(luò)型PLC實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和課程開發(fā)能基本滿足PLC技能型人才培養(yǎng)的要求.
網(wǎng)絡(luò)型PLC可編程實(shí)驗(yàn)裝置適合各類院校實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的需要，它集可編程邏輯控制器、編程軟件、MCGS工控組態(tài)軟件、PLC局域網(wǎng)于一體。在本裝置上，可直觀地進(jìn)行PLC的基本指令練習(xí)、多個PLC實(shí)際應(yīng)用的模擬實(shí)驗(yàn)及實(shí)物實(shí)驗(yàn)，所有實(shí)驗(yàn)均有組態(tài)棒圖進(jìn)行動態(tài)跟蹤，裝置配備的主機(jī)采用三菱48點(diǎn)（FX2N－48MR）(也可選用其他品牌的主機(jī))的可編程序控制器器。
網(wǎng)絡(luò)型PLC可編程實(shí)驗(yàn)裝置適合各類院校實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的需要，它集可編程邏輯控制器、編程軟件、MCGS工控組態(tài)軟件、PLC局域網(wǎng)于一體。在本裝置上，可直觀地進(jìn)行PLC的基本指令練習(xí)、多個PLC實(shí)際應(yīng)用的模擬實(shí)驗(yàn)及實(shí)物實(shí)驗(yàn)，所有實(shí)驗(yàn)均有組態(tài)棒圖進(jìn)行動態(tài)跟蹤，裝置配備的主機(jī)采用三菱48點(diǎn)（FX2N－48MR）(也可選用其他品牌的主機(jī))的可編程序控制器。
SBGZX-102D PLC工業(yè)組態(tài)一體化實(shí)訓(xùn)平臺
一、整體概述
PLC工業(yè)組態(tài)一體化實(shí)訓(xùn)平臺（兩工位）PLC實(shí)訓(xùn)設(shè)備、PLC控制實(shí)訓(xùn)室為機(jī)電技術(shù)應(yīng)用專業(yè)實(shí)訓(xùn)室設(shè)備承擔(dān)課程：《PLC控制技術(shù)》、《機(jī)電一體化系統(tǒng)的控制與編程》等。西門子S7-1200、S7-1500系列PLC模塊和三菱FX2N-48MR系列PLC。配置有西門子S7-1200、S7-1500系列PLC、簡單一體化裝置、STEP-7和博圖軟件。PLC實(shí)訓(xùn)考核臺為載體，配置有三菱FX2N-48MR系列PLC和GX Developer軟件，承擔(dān)PLC相關(guān)教學(xué)任務(wù)。
PLC實(shí)訓(xùn)臺 （兩工位）PLC實(shí)訓(xùn)設(shè)備、通過實(shí)訓(xùn)，培養(yǎng)學(xué)生具備有西門子S7-1200、s7-1500PLC、三菱PLC、硬件組態(tài)、編程、數(shù)據(jù)處理、傳感器選用、觸摸屏編程等方面的知識，掌握裝接調(diào)試的基本技能，能夠?qū)?span lang="EN-US">PLC的工作原理和硬件基礎(chǔ)，掌握根據(jù)控制要求進(jìn)行編程并完成安裝和調(diào)試的技能。
PLC實(shí)訓(xùn)臺 （兩工位）、系統(tǒng)是集培訓(xùn)、實(shí)訓(xùn)、考核為一體的多功能設(shè)備。適用于各類院校、企業(yè)職工職業(yè)培訓(xùn)的教學(xué)培訓(xùn)、實(shí)操考核。該設(shè)備采用模塊化組合設(shè)計(jì)，主要由三大部分組成，包括網(wǎng)孔板實(shí)訓(xùn)套件、智能控制技術(shù)操作平臺、電腦桌等組成。
PLC工業(yè)組態(tài)一體化實(shí)訓(xùn)裝置以綜合實(shí)訓(xùn)為目的，是實(shí)驗(yàn)室的基礎(chǔ)部分，網(wǎng)孔板實(shí)訓(xùn)套件根據(jù)教學(xué)和實(shí)訓(xùn)的需要，選擇不同的元件、器件和部件，可進(jìn)行不同課程模塊、不同項(xiàng)目的實(shí)訓(xùn)，實(shí)訓(xùn)裝置適用范圍廣，可完成的教學(xué)內(nèi)容和實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目多。
二、設(shè)備技術(shù)指標(biāo)
1. 外型：實(shí)訓(xùn)臺尺寸1640mm×750mm×1200mm；電腦桌720mm×560mm×750mm；
2. 實(shí)訓(xùn)臺架的材料：鋼板、鋁合金結(jié)構(gòu)；
3. 電源：1)輸入：三相AC 380V ±10% 50HZ 三相五線；
2)固定交流輸出：三相五線380V 接插式2組、220V插座式2組，均通過組合開關(guān)進(jìn)行關(guān)斷。
4.整流二極管2組：提供整流二極管1N5408四個，用于能耗制動電路。
5.可調(diào)直流輸出2路： 0～24V/2A連續(xù)可調(diào)2組（帶有指針電壓、指針電流表實(shí)時監(jiān)控電源變化）；固定DC24V/2A電源2組。
6.功率電阻2組：提供75Ω/75W功率電阻六個，用于降壓啟動電路，提供10Ω/25W功率電阻兩個，用于能耗制動電路。
7. 保護(hù)2組：熔斷器作短路保護(hù)，斷路器具有過載保護(hù)，漏電開關(guān)具有漏電保護(hù)功能，漏電保護(hù)動作電流≤30mA。每個工位電源面板設(shè)有急停按鈕。
三、產(chǎn)品組成：實(shí)訓(xùn)平臺由實(shí)訓(xùn)桌、實(shí)訓(xùn)屏、電腦桌、電氣元器件等組成。
四、參考實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目
（一）電工部分
1）三相異步電動機(jī)直接啟動控制
2）三相異步電動機(jī)接觸器點(diǎn)動控制線路
3）三相異步電動機(jī)接觸器自鎖控制線路
4）三相異步電動機(jī)Y/△自動控制線路
5）接觸器聯(lián)鎖的正反轉(zhuǎn)控制線路
6）按鈕聯(lián)鎖的三相異步電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制線路
7）雙重聯(lián)鎖的三相異步電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制線路
8）三相異步電動機(jī)多地控制
9）工作臺自動往返控制線路
10）三相異步電動機(jī)串電阻降壓啟動控制線路
11）三相異步電動機(jī)能耗制動控制線路
12）按鈕切換的雙速電動機(jī)控制電路連接實(shí)訓(xùn)；
13）時間繼電器切換的雙速電動機(jī)控制電路連接實(shí)訓(xùn)；
（二）PLC部分
1）PLC控制三相異步電動機(jī)Y/△控制線路
2）PLC控制三相異步電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制線路
3）PLC控制三相異步電動機(jī)串電阻降壓啟動控制線路
4）PLC控制三相異步電動機(jī)能耗制動控制線路
（三）伺服、步進(jìn)、變頻器部分
1）變頻器功能參數(shù)設(shè)置與操作
2）變頻器報警與保護(hù)功能
3）外部端子點(diǎn)動控制
4）變頻器控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)
5）多段速度選擇變頻調(diào)速
6）伺服電機(jī)參數(shù)設(shè)置
7）伺服電機(jī)脈沖控制
8）伺服電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制
11）伺服電機(jī)速度控制
12）步進(jìn)電機(jī)參數(shù)設(shè)置
13）步進(jìn)電機(jī)脈沖控制
14）步進(jìn)電機(jī)速度控制
（四）智能考核部分（利用答題器自行接線）
1）三相異步電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制回路考核
2）三相異步電動機(jī)星三角控制回路考核
3）雙速電機(jī)控制回路考核
4）三速電機(jī)控制回路考核
........
五、具體參數(shù)如下：
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序號 |
部件名稱 |
功能及技術(shù)參數(shù) |
數(shù)量 |
|
1 |
實(shí)訓(xùn)桌 |
1.桌子臺面板采用E1級三聚氰胺復(fù)面合成板，臺面厚度約25mm。 2.采用四個工業(yè)鋁型材立柱為支撐，立柱端部可安裝調(diào)節(jié)腳，方便高度調(diào)節(jié)，主體結(jié)構(gòu)通過左、右各2個C字形鋁壓成型構(gòu)件聯(lián)接，臺面高度約750mm，桌面板下設(shè)有用于存放網(wǎng)孔板的空格。 3.立柱采用工業(yè)鋁型材成型工藝，表面氧化處理，截面尺寸：70×70mm，四面帶槽，槽寬約8mm，端部配套塑料堵頭，槽內(nèi)適用工業(yè)鋁型材通配螺母及配件。立柱往上延伸用于固定實(shí)訓(xùn)屏和網(wǎng)孔板掛架型材。 4.C字形鋁壓成型構(gòu)件為左、右對稱件，外形約160×166×70mm，采用壓鑄成型工藝，經(jīng)機(jī)加工、拋丸、噴砂，表面藍(lán)色靜電噴涂工藝。 5.后立柱往上延伸，用于固定實(shí)訓(xùn)屏和工具掛板，工具掛板設(shè)有網(wǎng)孔板掛鉤，可以使網(wǎng)孔板傾斜放置在臺面上，方便電器元件的安裝固定。 |
1套 |
|
2 |
實(shí)訓(xùn)屏 |
鋼制結(jié)構(gòu)，表面氧化噴塑處理，電源輸出包含固定交流輸出：三相五線380V 接插式2組、220V插座式2組，均通過組合開關(guān)進(jìn)行關(guān)斷；可調(diào)直流輸出： 0～24V/2A連續(xù)可調(diào)2組（帶有指針電壓、指針電流表實(shí)時監(jiān)控電源變化）；固定DC24V/2A電源2組；提供降壓啟動電阻6個，能耗制動電阻2只，提供整流二極管1N5408四個，用于能耗制動電路。另提供單相220V單元插座用于給電腦的供電。 |
1套 |
|
3 |
電腦桌 |
鋼鋁結(jié)構(gòu)，裝有4只萬向輪，裝有電腦顯示屏翻轉(zhuǎn)支架1套，適用于24吋以下顯示屏的安裝；底部設(shè)有電腦主機(jī)托板一個。 |
1套 |
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4 |
網(wǎng)孔板 |
600*700mm 不銹鋼網(wǎng)孔板屏，安裝把手，加厚設(shè)計(jì)。實(shí)訓(xùn)網(wǎng)孔板用于電氣元件的安裝和固定。 |
2塊 |
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5 |
PLC |
CPU1214C 100 KB 工作存儲器；24VDC 電源，板載 DI14 x 24VDC 漏型/源型，DQ10 x 24VDC 和 AI2；板載 6 個高速計(jì)數(shù)器和 4 路脈沖輸出；信號板擴(kuò)展板載 I/O；多達(dá) 3 個用于串行通信的通信模塊；多達(dá) 8 個用于 I/O 擴(kuò)展的信號模塊；0.04ms/1000 條指令；PROFINET 接口，用于編程、HMI 以及 PLC 間數(shù)據(jù)通信，SM1223數(shù)字量輸入/輸出模塊 DI8 x 24VDC 漏型/源型及 DQ8 x 24VDC；可組態(tài)輸入延時；插入式端子塊，SM1241帶有 RS422/RS485 接口的通信模塊；9 針 D-sub 插座。 |
1套 |
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6 |
變頻器 |
G120C 0.55KW工業(yè)變頻器，集成6路數(shù)字量輸入，1路模擬量輸入，支持PROFINET通訊，配套操作面板。 |
1套 |
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7 |
觸摸屏 |
KTP700Basic PN 7'' TFT 顯示屏，800 x 480 像素，64K 色；按鍵和觸摸操作，8 個功能鍵；1 x PROFINET，1 x USB |
1臺 |
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8 |
步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動組件 |
驅(qū)動電壓：20-50VDV 適配電流：<3A 保護(hù)功能：具有過流、過壓、欠壓等保護(hù) 步進(jìn)電機(jī)： 額定電壓：≥3V 額定電流：≥2A 步角距：≥1.8° 電機(jī)長度：≥49mm 保持轉(zhuǎn)矩：≥0.48N.m 電機(jī)線數(shù)：≥4線 步距精度：≥5% 絕緣電阻：≥100MΩ Min 500VDC 徑向跳動：最大0.02mm(450g負(fù)載） 軸向跳動：最大0.08mm(450g負(fù)載） |
1套 |
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9 |
伺服電機(jī)及驅(qū)動組件 |
SD300 額定功率≥0.4KW，額定扭矩≥1.27 N.m 額定轉(zhuǎn)速≥3000r/min配套伺服電機(jī)驅(qū)動器，AC220V 400W。 |
1套 |
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10 |
智能電氣遙控柜
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1、控制柜集成60路交流接觸器控制。每一路控制模式分為手動、自動兩種模式； 手動模式：使用機(jī)柜表面的旋鈕進(jìn)行控制； 自動模式：使用遙控器和觸摸屏進(jìn)行控制； 2、遙控器采用15鍵射頻遙控器，實(shí)現(xiàn)單路獨(dú)立控制，電源全開、電源全關(guān)、兩組自定義控制 3、集成10.4寸觸摸屏 a單路獨(dú)立控制，電源全開、電源全關(guān)、兩組自定義控制 b執(zhí)行動作前語音播放，可啟用可關(guān)閉 c可以設(shè)置按鍵聲音開關(guān)、延時控制時間、自定義控制組合 4、具有語音播報功能，音量可以調(diào)節(jié)，可以外接音響； 5、可以通過通訊口擴(kuò)展電量采集模塊，實(shí)時顯示實(shí)訓(xùn)室用電狀態(tài)； |
1套 |
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11 |
智能考核答題器 |
采用新 MCU 技術(shù) RAM 處理芯片的數(shù)字化集成電路板與配套無線故障設(shè)置控制系統(tǒng)，系統(tǒng)穩(wěn)定、不易感染病毒。 控制模塊(PC 控制終端或手持移動控制終端)和驅(qū)動模塊(智能故障設(shè)置驅(qū)動盒)分離， 避免復(fù)雜連線干擾控制器，系統(tǒng)更加可靠。 驅(qū)動模塊內(nèi)置智能故障設(shè)置控制系統(tǒng)，配有專用新型無線數(shù)據(jù)傳輸模塊(可插拔型)和 RS232 串行通訊接口，可無線組網(wǎng)通訊和 RS232 有線通訊。 手持移動控制終端采用 7 寸高清晰彩色液晶觸控屏，中文菜單式觸控操作界面，人機(jī)對 話友好。手持移動控制終端可控制任意一臺帶驅(qū)動模塊的實(shí)訓(xùn)設(shè)備。 手持移動控制終端不聯(lián)網(wǎng)時可作單機(jī)操作，當(dāng)帶驅(qū)動模塊的實(shí)訓(xùn)設(shè)備無線組網(wǎng)時，手持 移動控制終端可無線進(jìn)網(wǎng)作為聯(lián)網(wǎng)終端，可作學(xué)生機(jī)登錄實(shí)訓(xùn)與考核的操作終端，也可作教師機(jī)登錄出題設(shè)故的操作終端。 可通過 PC 控制終端進(jìn)行實(shí)訓(xùn)考核，也可通過手持移動控制終端進(jìn)行實(shí)訓(xùn)考核，教師與 學(xué)員界面分開，教師通過密碼進(jìn)入教師界面出題，學(xué)員在普通界面答題。(注：教師與 學(xué)員設(shè)故與排故界面原理圖與設(shè)備面板原理圖完全一致) 可自由設(shè)定任意一處有關(guān)的各種常見故障，故障類型包括：線路斷 路、對地短路、接觸不良，偶發(fā)等故障現(xiàn)象。每套驅(qū)動模塊可以設(shè)置 8 路大電流 5A 的 開路故障、16 路小電流 2A 的信號通路的開路、不良、偶發(fā)、短路等故障，共 24 路故 障設(shè)置�？筛鶕�(jù)需求擴(kuò)展設(shè)置 64 路大電流 5A 的開路故障、128 路小電流 2A 的信號通 路的開路、不良、偶發(fā)、短路等故障，共192 路故障設(shè)置�？筛鶕�(jù)用戶使用要求調(diào)整故障設(shè)置點(diǎn)的數(shù)量和故障設(shè)置類型。 所有配備驅(qū)動模塊的實(shí)訓(xùn)設(shè)備，均可通過內(nèi)置的專用新型無線數(shù)據(jù)傳輸模塊無線組網(wǎng)， 實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程集中管理。 用戶可選擇通過無線或 RS-232 串口通訊與其它實(shí)訓(xùn)設(shè)備配套的無線故障設(shè)置控制系統(tǒng) 組成一個網(wǎng)絡(luò)，通過主控計(jì)算機(jī)控制每一臺實(shí)訓(xùn)設(shè)備的故障設(shè)置、故障排除、參數(shù)設(shè)定、 遠(yuǎn)程起動、信息反饋、考核評分等功能。 |
1個 |
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12 |
斷路器 |
額定電流:16A;極數(shù): 3P |
2個 |
|
13 |
控制變壓器 |
BK50 |
2個 |
|
14 |
熔斷器 |
RT28-32X 1P |
10個 |
|
15 |
熔斷器保險芯 |
5A 10*38 |
10個 |
|
16 |
交流接觸器 |
工作電壓AC24V，工作電流 9A，絕緣電壓690V，觸點(diǎn)：2常開2常閉，安裝方式導(dǎo)軌和螺釘安裝， |
8個 |
|
17 |
熱過載繼電器 |
NR4-63 1.6-2.5A |
4個 |
|
18 |
四孔按鈕盒 |
按鈕盒4位 |
2個 |
|
19 |
按鈕紅色 |
紅色，一常開一常閉，平頭式 |
2個 |
|
20 |
按鈕綠色 |
綠色，一常開一常閉，平頭式 |
2個 |
|
20 |
按鈕白色 |
白色，一常開一常閉，平頭式 |
2個 |
|
21 |
按鈕黑色 |
黑色，一常開一常閉，平頭式 |
2個 |
|
22 |
行程開關(guān) |
單輪式、自動復(fù)位，一常開一常閉 雙輪自鎖各4個 |
8個 |
|
23 |
編程電纜 |
3米 |
2條 |
|
24 |
終端固定件 |
終端固定件 |
2套 |
|
25 |
灰色端子 |
帶保險 |
60位 |
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26 |
2.5mm²灰色端子 |
UK2.5B 灰色；額定橫截面：2.5mm²，寬2.2mm，長48.5mm，端板寬度2.2mm， |
58位 |
|
27 |
2.5mm²黃綠色端子 |
2.5mm²黃綠色端子 |
2位 |
|
28 |
快速標(biāo)記條 |
打印字符1-30 |
2條 |
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29 |
耗材 |
線槽、導(dǎo)軌、安裝螺絲等 |
1批 |
六、工業(yè)自動化數(shù)字孿生仿真軟件（正版）
采用單片機(jī)技術(shù)，具備多路數(shù)字量輸入輸出、模擬量輸入輸出，有通訊接口與電腦相連，通過內(nèi)置協(xié)議與上位機(jī)中虛擬仿真教學(xué)軟件實(shí)時通訊，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和對外控制等操作。具有RS232通信接口或USB通信接口、24路開關(guān)量輸入接口及指示、24路開關(guān)量輸出接口及指示、4路模擬量輸入接口、4路模擬量輸出接口、系統(tǒng)協(xié)同傳感器模塊將動作信號反饋給上位機(jī)仿真軟件中的虛擬對象模型，虛擬對象模型給出反饋信號，PLC等智能控制器根據(jù)信號執(zhí)行相應(yīng)的輸出操作，以此反應(yīng)整個系統(tǒng)執(zhí)行動作過程。能在具有物理屬性的3D環(huán)境中進(jìn)行虛擬設(shè)備的仿真調(diào)試。具有高度的人機(jī)交互性，通過虛擬對象進(jìn)行各種與實(shí)際環(huán)境中相同的操作。與各PLC主機(jī)兼容。軟件通過自動、手動和PLC控制三種模式再現(xiàn)了以下虛擬工業(yè)場景，3D場景的PLC實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：
1）三層電梯控制
2）自動售貨機(jī)
3）機(jī)械手
4）自動門
5）天塔之光
6）全自動洗衣機(jī)
7）自動成型機(jī)
8）紅綠燈
9）裝配流水線
10）四路搶答器
11）音樂噴泉
12）軋鋼機(jī)
13）郵件分揀
14）物料分揀
15）多級傳輸
16）八段碼顯示
17）多種液體混合
18）雙面銑床
19）電鍍槽
20）交流電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制
21）小車運(yùn)動
22）攪拌站
23）汽車燈光控制
24）汽車火花塞點(diǎn)火控制
25）加工中心控制
26）隧道監(jiān)控
27）自動扶梯
28）CA6140普通車床PLC改造控制
29）X62W萬能銑床PLC改造控制
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