SBKJ-SXA工業(yè)4.0智能控制實(shí)訓(xùn)臺(tái)
工業(yè)4.0智能控制實(shí)訓(xùn)臺(tái)碩博提供了完整的電子信息智能+的實(shí)踐教學(xué)培訓(xùn)解決方案，涉及到智能制造、機(jī)器人系統(tǒng)技術(shù)、電工技術(shù)、電子檢測(cè)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、工業(yè)信息化生產(chǎn)、物聯(lián)傳輸與物流倉(cāng)儲(chǔ)等。工業(yè)4.0智能控制實(shí)驗(yàn)室以信息產(chǎn)業(yè)高端裝備與智能技術(shù)應(yīng)用研究為先導(dǎo)，服務(wù)大學(xué)生科技創(chuàng)新意識(shí)培養(yǎng)，深化社會(huì)化共建共享，不斷推動(dòng)電子信息領(lǐng)域產(chǎn)學(xué)研用一體化，為山東省社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展提供科技動(dòng)力。
工業(yè)4.0智能控制實(shí)訓(xùn)平臺(tái)是以智能制造為主導(dǎo)的第四次工業(yè)革命,在制造領(lǐng)域通過(guò)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)流程進(jìn)行改造,旨在提升制造業(yè)的智能化水平。
一、 技術(shù)性能要求
1. 輸入電源：?jiǎn)蜗?20V±10% 50Hz
2. 工作環(huán)境：溫度-10℃～+40℃ 相對(duì)濕度＜85%(25℃) 海拔≤4000m
3. 裝置容量：≤1kVA
4. 重量：100kg左右
5. 外形尺寸：約1300mm×1200mm×750mm
6. 臺(tái)面平鋪2020歐標(biāo)工業(yè)鋁材、右側(cè)臺(tái)面鋪400×1000mm軟絕緣膠墊，中部抽拉式電氣接線板。
7. 安全保護(hù)：具有漏電壓、漏電流保護(hù)裝置，安全符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)
二、基本配置及功能要求
★1、實(shí)訓(xùn)裝置包括電氣接線模塊、上料模塊、輸送線模塊、視覺(jué)識(shí)別模塊、三維模組控制模塊、稱重模塊、RFID產(chǎn)品溯源模塊、物料擺放模塊、小車運(yùn)動(dòng)控制模塊、溫控箱變頻控溫模塊。提供符合上述要求的裝置整體設(shè)計(jì)效果圖。
2、以上模塊對(duì)應(yīng)以下單元：PLC單元、485通信單元、工業(yè)視覺(jué)識(shí)別單元、RFID產(chǎn)品溯源單元、氣動(dòng)控制基本單元、變頻調(diào)速單元、觸摸屏單元、以太網(wǎng)交換機(jī)、伺服系統(tǒng)控制單元等組成、溫度檢測(cè)變送單元。
2.1 PLC單元 西門子主機(jī)1214C
（1）集成電源，可作為寬范圍交流或直流電源(85~ 264VAC或24V DC)
（2）集成的24 V編碼器/負(fù)載電流源:
（3）用于直接連接傳感器和編碼器。帶有400 mA輸出電流，它也可用作負(fù)載電源。
（4）14點(diǎn)集成24V直流數(shù)字量輸入(漏電流/源電流(IEC 1型漏電流) )。
（5）10點(diǎn)集成數(shù)字量輸出，24 V直流或繼電器。
（6）2點(diǎn)集成模擬量輸入0~ 10 V。
（7）2點(diǎn)集成模擬量輸出0~20mA。
（8）4點(diǎn)脈沖輸出(PTO), 頻率高100 kHz。
（9）脈沖寬度調(diào)制輸出(PWM),頻率高100 kHz。
（10）不少于2個(gè)集成以太網(wǎng)接口(TCP/IP native、 ISO-on-TCP) 。
（11）不少于6個(gè)快速計(jì)數(shù)器(3個(gè)大頻率為100 kHz; 3個(gè)大頻率為30 kHz) ，帶有可參數(shù)化
（12）中斷輸入:對(duì)過(guò)程信號(hào)的上升沿或下降沿作出極高速響應(yīng)
（13）所有模塊上均為可拆卸的端子。
14）含一個(gè)拓展模塊。
視覺(jué)識(shí)別單元
一、基本要求：
1、工業(yè)視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)包括相機(jī)、鏡頭、處理軟件、光源等組成。工業(yè)視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)放置在輸送線一測(cè)，對(duì)工件進(jìn)行顏色，尺寸，標(biāo)識(shí)等信息檢測(cè)。
2、檢測(cè)結(jié)果通過(guò)總控通訊，為后續(xù)擺放等作業(yè)做好準(zhǔn)備。
3、具體參數(shù)：1/3" CMOS 成像儀:彩色；S接口/M12鏡頭: 8 mm； 成像模式: 640×480；光源: 白色漫射LED環(huán)形燈；通信和I/O: EtherNet/IP、PROFINET、SLMP、SLMP掃描儀、Modbus TCP、TCP/IP、RS-232；防護(hù)等級(jí): IP65防護(hù)級(jí)外殼；工作電源: 24 VDC ±10%，照明開(kāi)啟時(shí)，最大功率：48 W (2.0 A)；工作溫度: 0°C to 40°C (32°F to 104°F)；電源電壓：+24 VDC（22-26 VDC），電流：最大500mA。
4、鏡頭：與上述參照對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)配置。
5、連接電纜與支架
二、軟件要求
1、軟件可進(jìn)行曝光時(shí)間，白平衡設(shè)置。
c.進(jìn)行四點(diǎn)相機(jī)標(biāo)定，能快速讀取標(biāo)定模板的像素值，可獲取對(duì)應(yīng)的位置值。
2、可進(jìn)行日志顯示，并可以清楚歷史日志。
3、可進(jìn)行至少8個(gè)模板匹配，即觸發(fā)1次拍照，匹配模板1，模板1匹配成功，發(fā)出模板1數(shù)據(jù)；若模板1未能匹配成功，視覺(jué)返回s1,0,0,0數(shù)據(jù)給機(jī)器人，機(jī)器人發(fā)命令繼續(xù)匹配模板；
f.可進(jìn)行發(fā)送可接收數(shù)據(jù)顯示。
4、軟件輸出4個(gè)數(shù)據(jù)：類型、X、Y、旋轉(zhuǎn)量
h.支持繪制的模板可以進(jìn)行集合運(yùn)算；
i.繪制模板可以使用長(zhǎng)方形，圓形，自由繪制等方式進(jìn)行繪制模板；
5、在機(jī)器人視覺(jué)系統(tǒng)軟件中，拍照的圖像可以自由的拖動(dòng)及放大；
k.支持實(shí)時(shí)采集及單獨(dú)拍照；
6、在機(jī)器人視覺(jué)系統(tǒng)軟件中，有紅色十字光標(biāo)方便安裝調(diào)節(jié)相機(jī)位置。
3、RFID識(shí)別單元：RFID射頻單元帶集成天線的方型讀寫器（RS422）；50×50×30 mm（L×D×H）
標(biāo)簽使用螺紋式小尺寸標(biāo)簽。
4. 觸摸屏單元（步科品牌）
4.1顯示模塊：≥7"TFT
4.2顯示色彩：≥65536彩色
4.3分辨率：≥800×480像素
4.4背光類型：≥LED 亮 度 300cd/m2
4.5液晶壽命: ≥50000小時(shí)
4.6觸控面板:4線精密電阻網(wǎng)絡(luò)（表面硬度不低于4H）
4.7CPU: ≥800MHz RISC
4.8存儲(chǔ)器: ≥128MB閃存+64MB 內(nèi)存 RTC
4.9通訊接口:COM0:RS485-2W/4W, RS232; COM2: RS232
5. 以太網(wǎng)交換機(jī)：
5.1以太網(wǎng)交換機(jī)采用非網(wǎng)管型工業(yè)以太網(wǎng) 100MBIT/S交換機(jī)，自帶5個(gè)雙絞線端口，RJ45 接口；
5.2用于構(gòu)建小型星形和總線形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；自帶LED診斷顯示，供電電源DC 24V 。
5.3不低于IEC/EN 61000-4工業(yè)級(jí)防護(hù)，不低于IP30防護(hù)，9.6-60VDC三冗余電源輸入，多重保護(hù)。
6. 變頻調(diào)速單元：
6.1單相220V供電，輸出功率0.37KW。
6.2集成RS-485通訊接口，提供操作面板；
6.3具有線性V/F控制、平方V/F控制、可編程多點(diǎn)設(shè)定V/F控制，磁通電流控制、直流轉(zhuǎn)矩控制；
6.4集成4路數(shù)字量輸入，2路模擬量輸入；
6.5具備過(guò)電壓、欠電壓保護(hù)，變頻器、電機(jī)過(guò)熱保護(hù)，短路保護(hù)等。
7. 小車運(yùn)動(dòng)控制單元：主要由運(yùn)動(dòng)小車（直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)）、同步帶輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、直流電機(jī)、光電傳感器、電感式傳感器、電容式傳感器、行程開(kāi)關(guān)等組成，通過(guò)傳感檢測(cè)、PLC編程，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)距離測(cè)量、傳動(dòng)控制、鍵值優(yōu)化比較行走控制、定向控制、報(bào)警運(yùn)行控制、點(diǎn)動(dòng)控制等，能實(shí)現(xiàn)小車的精確定位。該系統(tǒng)外觀精美，體積緊湊，重量輕。提供符合上述功能的小車運(yùn)動(dòng)控制單元設(shè)計(jì)效果圖。
8. 三維模組控制單元：
8.1三維絲桿或同步帶控制單元主要由伺服驅(qū)動(dòng)和步進(jìn)驅(qū)動(dòng)組成。
8.2伺服驅(qū)動(dòng)用于控制X軸，采用交流伺服驅(qū)動(dòng)，工作電壓AC220V，輸出功率200W。
8.3采用數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）作為控制核心，智能功率模塊（IPM） 內(nèi)部集成了驅(qū)動(dòng)電路,同時(shí)具有過(guò)電壓、過(guò)電流、過(guò)熱、欠壓等故障檢測(cè)保護(hù)電路，具有較強(qiáng)的溫度、濕度、振動(dòng)等環(huán)境適應(yīng)能力和很強(qiáng)的抗干擾的能力。
8.4支持位置、速度和力矩三種方式對(duì)伺服馬達(dá)進(jìn)行控制。
8.5步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)用于控制Y軸，采用交流伺服驅(qū)動(dòng)，工作電壓DC24V，輸出功率>=30W；
8.6內(nèi)部集成控制電路和功率電路，具有自檢線圈和短路保護(hù)等功能。
9. 溫控箱變頻控溫模塊：加熱板通電加熱，溫度變送器檢測(cè)加熱板到達(dá)一定溫度后，PLC控制系統(tǒng)控制臺(tái)達(dá)變頻器使電機(jī)旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)扇葉加強(qiáng)空氣流動(dòng)，快速散熱，使箱內(nèi)環(huán)境溫度穩(wěn)定。。
10.溫變變送器。
10.1二線制輸出，無(wú)需補(bǔ)償導(dǎo)線；
10.2要求溫變變送器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單安裝方便，使用壽命≥10000次；
10.3結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，合理安裝方便；小型化，安全可靠，使用壽命長(zhǎng)；
10.4插頭式溫度變送器，量程0-100OC，電源24VDC，輸出0-10V。
11.加熱器：工作電壓AC220V、持續(xù)功率30W-150W、外殼材質(zhì)鋁合金、尺寸不大于160*100。
12. 伺服系統(tǒng)控制單元：輸入電源單相或三相AC220V，-15~+10%，50/60HZ，調(diào)速比1：5000，脈沖頻率<500KHZ,控制輸入：伺服使能、報(bào)警復(fù)位、緊急停止、指令脈沖禁止、脈沖偏差清除、零件速鉗位、正向行程限位、反向行程限位、內(nèi)部速度選擇1等。控制輸出：伺服準(zhǔn)備好、定位完成、零偏差、零速度、報(bào)警檢出、緊急停止檢出，
13.稱物體重量或壓力并觸摸屏顯示重量值：稱重傳感器、重量變送器、稱重不銹鋼承重板，可稱重0-10KG。
三、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目
1. PLC認(rèn)知實(shí)訓(xùn)（軟硬件結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)組成、基本指令、接線、編程下載等）
(一)PLC虛擬控制應(yīng)用實(shí)訓(xùn)
1. 數(shù)碼顯示控制
2. 搶答器控制
3. 天塔之光控制
4. 音樂(lè)噴泉控制
5. 十字路口交通燈控制
6. 水塔水位控制
7. 自動(dòng)送料裝車系統(tǒng)控制
8. 四節(jié)傳送帶控制
9. 裝配流水線控制
10. 多種液體混合裝置控制
11. 自動(dòng)洗衣機(jī)控制
12. 貨物分揀機(jī)控制
13. 自動(dòng)售貨機(jī)控制
(二)PLC實(shí)物控制應(yīng)用實(shí)訓(xùn)
14. 視覺(jué)識(shí)別控制
15. RFID控制
16. 長(zhǎng)度定長(zhǎng)控制
17. 稱重控制
18. 氣動(dòng)基本回路控制
19. 直線運(yùn)動(dòng)位置檢測(cè)、定位控制
20. 步進(jìn)電機(jī)定位控制
21. 步進(jìn)電機(jī)的速度控制
22. 步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制
23. 伺服電機(jī)定位控制
24. 伺服電機(jī)的速度控制
25. 伺服電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制
26. 伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)的綜合控制
(三)PLC、變頻器、觸摸屏綜合應(yīng)用技能實(shí)訓(xùn)
27. 變頻器功能參數(shù)設(shè)置與操作
28. 外部端子點(diǎn)動(dòng)控制
29. 變頻器控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)
30. 多段速度選擇變頻調(diào)速
31. 變頻器無(wú)級(jí)調(diào)速
32. 外部模擬量方式的變頻調(diào)速控制
33. 基于PLC的變頻器外部端子的電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制
34. 基于PLC模擬量方式變頻開(kāi)環(huán)/閉環(huán)調(diào)速控制
35. 基于PLC通信方式的變頻開(kāi)環(huán)調(diào)速
36. 基于觸摸屏控制方式的基本指令編程練習(xí)
37. 基于觸摸屏控制方式的數(shù)碼顯示控制
(四)網(wǎng)絡(luò)通訊綜合實(shí)訓(xùn)
38. PLC與變頻器RS485通訊實(shí)訓(xùn)
39. PLC、觸摸屏與變頻器通信控制
40. PLC主機(jī)之間PROFINET通訊實(shí)訓(xùn)
41. PLC、變頻器、觸摸屏組網(wǎng)綜合應(yīng)用實(shí)訓(xùn)
42、PLC與RFID通訊控制
43、PLC與工業(yè)相機(jī)通訊
