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柔性自動化生產(chǎn)線實訓平臺

一、產(chǎn)品概述：

LG-MPS06型模塊式柔性自動化生產(chǎn)線實訓系統(tǒng)是一種最為典型的機電一體化、自動化類產(chǎn)品，它是為職業(yè)院校、教育培訓機構(gòu)等而研制的，它適合機械制造及其自動化、機電一體化、電氣工程及自動化、控制工程、測控技術(shù)、計算機控制、自動化控制等相關(guān)專業(yè)的教學和培訓。它接近工業(yè)生產(chǎn)制造現(xiàn)場基礎(chǔ)上雙針對實訓教學進行了專門設(shè)計，強化了各種控制和工程實踐能力。系統(tǒng)包含了機電一體化專業(yè)中的氣動、電機驅(qū)動與控制、PLC、變頻器、觸摸屏、傳感器等多種控制技術(shù)，適合相關(guān)專業(yè)學生進行工程實踐、課程設(shè)計及初上崗位的工程技術(shù)人員進行培訓。

參考圖

二、技術(shù)參數(shù)：

1、輸入電源：單相三線AC220V ±10% 50Hz

2、工作環(huán)境：環(huán)境溫度范圍為-5℃～+40℃ 相對濕度＜85%（25℃）海拔＜4000m

3、裝置容量：＜1.5kVA

4、設(shè)備外型尺寸：2820mm×1720mm×1400mm

5、單站工作臺尺寸：860mm×470mm×1400mm

三、系統(tǒng)組成：

（一）上料檢測單元

由料斗、回轉(zhuǎn)臺、貨臺、螺旋導料機構(gòu)、直流減速電機（10W/24V 5r/m）、光電開關(guān)、電氣安裝板等組成。主要完成將工件從回傳上料臺依次送到搬運工位。

主要技術(shù)指標：

名稱	型號規(guī)格	數(shù)量	參考圖
工作臺	860mm×470mm	1
供電電源/工作電壓	AC220V 50Hz /DC24V 2A	1
工作氣壓	0.5MPa
PLC模塊	西門子S7-1200 CPU1214C 數(shù)字量14 點輸入/10 點輸出，模擬量 2 路輸入2 路輸出，1 個以太網(wǎng)通信端口	1
直流減速電機	10W/24V 5r/m	1
檢測傳感器	光電漫反射檢測距離50-300mm、磁感式	4

實訓內(nèi)容：

1、第一站傳感器實驗

2、第一站機械安裝調(diào)試實驗

3、電氣回路實驗

4、PLC基本指令學習和實際應(yīng)用實驗

5、第一站上料程序控制實驗

6、第一站系統(tǒng)故障檢測實驗

7、第一、二站聯(lián)網(wǎng)程序控制實驗

（二）搬運、傳送帶站

傳送帶站

由輸送帶、檢測機構(gòu)、推料氣缸、分揀料槽、交流電動機、變頻器、同步帶輪、光電傳感器、色標傳感器等組成，主要完成對工件的輸送及分揀。

主要技術(shù)指標：

名稱	型號規(guī)格	數(shù)量	參考圖
工作臺	860mm×470mm	1
供電電源/工作電壓	AC220V 50Hz/DC24V 2A	1
工作氣壓	0.5MPa
PLC模塊	西門子S7-1200 CPU1214C 數(shù)字量14 點輸入/10 點輸出，模擬量 2 路輸入2 路輸出，1 個以太網(wǎng)通信端口	1
變頻器	V20 0.37KW 220V	1
不回轉(zhuǎn)氣缸	行程 100mm	1
旋轉(zhuǎn)氣缸	90°	2
標準氣缸		4
傳送帶	電機、皮帶套件	1
檢測傳感器	光電、光纖、磁感式、色標	15

實訓內(nèi)容：

1、第二站氣動元件和回路學習

2、第二站傳感器實驗

3、第二站機械安裝調(diào)試實驗

4、電氣回路實驗

5、PLC基本指令學習和實際應(yīng)用實驗

6、第二站工件傳送程序控制實驗

7、第二站系統(tǒng)故障檢測實驗

8、第二、三站聯(lián)網(wǎng)程序控制實驗

（三）加工單元

由旋轉(zhuǎn)工作臺、平面推力軸承、直流減速電機（10W/24V 5r/m）、刀具庫（3種刀具）、升降式加工系統(tǒng)、加工組件、檢測組件、光電傳感器、轉(zhuǎn)臺到位傳感器、步進電機、步進電機驅(qū)動器、電氣掛板等組成。主要完成物料加工和深度的檢測。工件在旋轉(zhuǎn)平臺上被檢測及加工。旋轉(zhuǎn)平臺由直流電機驅(qū)動。平臺的定位由繼電器回路完成，通過電感式傳感器檢測平臺的位置。工件在平臺并行完成檢測及鉆孔的加工。在進行鉆孔加工時，夾緊執(zhí)行件夾緊工件。加工完的工件，通過電氣分支送到下一個工作站。

主要技術(shù)指標：

名稱	型號規(guī)格	數(shù)量	參考圖
工作臺面	860mm×470mm	1
供電電源/工作電壓	AC220V 50Hz/DC24V 2A	1
工作氣壓	0.5Mpa
PLC模塊	西門子S7-1200 CPU1214C 數(shù)字量14 點輸入/10 點輸出，模擬量 2 路輸入2 路輸出，1 個以太網(wǎng)通信端口	1
直流減速電機	10W/24V 5r/m	1
步進電機	三相2.8A 步距角1.2°	1
步進電機驅(qū)動器	DM556 DC18-50V供電 ,10000脈沖/圈	1
雙導桿氣缸	行程：40mm	1
單桿氣缸	行程：50mm	2
檢測傳感器	光電、電感、磁感式	8

實訓內(nèi)容：

1、第三站氣動元件學習

2、第三站傳感器實驗

3、第三站機械安裝調(diào)試實驗

4、電氣回路實驗

5、PLC基本指令學習和實際應(yīng)用實驗

6、第三站多工位工作臺程序控制實驗

7、第三站系統(tǒng)故障檢測實驗

8、第三、四站聯(lián)網(wǎng)程序控制實驗

（四）搬運單元

由機械手、直線移動機構(gòu)、無桿氣缸、薄型氣缸、單桿氣缸、平行氣夾、工業(yè)導軌、電氣安裝板等組成，主要完成對工件的提取及搬運。提取裝置上的氣爪手將工件從前一站提起，并將工件根據(jù)前站的工件信息結(jié)果傳送到下一單元。本工作單元可以與其他工作單元組合并定義其他的分類標準，工件可以被直接傳輸?shù)较乱粋€工作單元。

主要技術(shù)指標：

名稱	型號規(guī)格	數(shù)量	參考圖
工作臺	860mm×470mm	1
供電電源/工作電壓	AC220V 50Hz/DC24V 2A	1
工作氣壓	0.5MPa
PLC模塊	西門子S7-1200 CPU1214C 數(shù)字量14 點輸入/10 點輸出，模擬量 2 路輸入2 路輸出，1 個以太網(wǎng)通信端口	1
直線滑臺	行程：600mm	1
單桿氣缸	行程：30mm	1
不回轉(zhuǎn)氣缸	行程：50mm	1
平行氣夾	缸徑:16mm	1
步進電機驅(qū)動器	64細分 DM556	1
步進電機	1.5A 角距：1.8度	1
檢測傳感器	磁感式	8

實訓內(nèi)容：

1、第四站氣動元件和回路學習

2、第四站傳感器實驗

3、第四站機械安裝調(diào)試實驗

4、電氣回路實驗

5、PLC基本指令學習和實際應(yīng)用實驗

6、第四站機械手搬運程序控制實驗

7、第四站系統(tǒng)故障檢測實驗

8、第四、五站聯(lián)網(wǎng)程序控制實驗

（五）分類倉儲單元

由步進電機、步進電機驅(qū)動器、滾株絲桿、立體庫、推料氣缸、電感傳感器、電磁閥、電氣安裝板等組成。主要完成對成品工件分類存儲。

主要技術(shù)指標：

名稱	型號規(guī)格	數(shù)量	參考圖
工作臺面	860mm× 470mm	1
供電電源/工作電壓	AC220V 50Hz/DC24V 2A	1
工作氣壓	0.5MPa
PLC模塊	西門子S7-1200 CPU1214C 數(shù)字量14 點輸入/10 點輸出，模擬量 2 路輸入2 路輸出，1 個以太網(wǎng)通信端口	1
伺服控制器	SG-15A	2
伺服電機	60SY	2
單桿氣缸	行程：50mm	1
滾珠絲桿	行程≥370mm	2

實訓內(nèi)容：

1、第五站氣動元件和回路學習

2、第五站機械安裝調(diào)試實驗

3、電氣回路實驗

4、PLC基本指令學習和實際應(yīng)用實驗

5、第五站工件分類程序控制實驗

6、第五站系統(tǒng)故障檢測實驗

7、第五和主控站聯(lián)網(wǎng)程序控制實驗

8、全部五站聯(lián)網(wǎng)程序控制實驗

9、步進電機驅(qū)動控制實驗

（六）主控單元：

主要完成監(jiān)視各分站的工作狀態(tài)并協(xié)調(diào)各站運行，完成工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的集成?？偩€結(jié)構(gòu)采用工業(yè)以太網(wǎng)通信，使各站之間的控制信息和狀態(tài)數(shù)據(jù)能夠?qū)崟r相互交換。

1、主要技術(shù)指標：

名稱	規(guī)格	數(shù)量	單位
觸摸屏	昆侖通態(tài)TPC7062TI 7英寸	1	臺
西門子S7-1500主機	CPU 1511-1 PN	1	臺
	存儲卡：4 MB	1	臺
	S7-1500 安裝導軌：160 mm	1	臺
	PM1507：額定輸入電壓 120 V / 230 V AC 自適應(yīng)，輸出24 V / 3 A	1	臺
工業(yè)交換機	臺灣 MOXA EDS-208 8端口	2	臺

（七）MCGS工業(yè)組態(tài)監(jiān)控軟件：

當5個單元全部進入聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)時，管理員能夠通過組態(tài)監(jiān)控機中各種組態(tài)按鈕方便的控制整個系統(tǒng)的運行、停止等。每個單元的工作狀態(tài)以及工件的材質(zhì)、顏色等在監(jiān)控畫面上也能夠清楚的看到。

（八）配件

序號	名稱	規(guī)格	數(shù)量	單位	備注
	工件	白色工件	12	只
		藍色、紅色工件	8	只
		黑色工件	12	只
	PLC編程電纜		5	套
	PLC編程軟件	博圖V13 MCGS	1	套
	配套工具	工具箱：十字長柄螺絲刀，大、中、小號一字螺絲刀，中、小號十字螺絲刀，剝線鉗，尖嘴鉗，剪刀，電烙鐵，鑷子，活動扳手，內(nèi)六角扳手（9把）	1	套
	配套光盤	使用手冊、程序等	1	套
	空氣壓縮機	靜音空氣壓縮機	1	臺	靜音

（九）實驗室智能電源管理系統(tǒng)

實訓室總體智能電源管理系統(tǒng)由主電路、控制電路、檢測保護電路、顯示電路、語音報警電路等組成，整個實驗室配置一套管理系統(tǒng)。

主要功能：

1、上電系統(tǒng)自測

（1）主電路及控制電路上電后對線路系統(tǒng)進行輸入電壓的過壓、欠壓；線路對地漏電；輸出負載過流的檢測，任一故障存在電源輸出斷開。（需提供演示）

（2）故障內(nèi)容有相應(yīng)文字顯示。

（3）對故障進行語音報警。（需提供演示）

2、運行檢測保護

（1）輸入過壓、欠壓、輸出過流、漏電，任一故障出現(xiàn)將自動跳閘，實施保護。（需提供演示）

（2）對故障進行語音報警。（需提供演示）

（3）保護閥值可進行現(xiàn)場設(shè)置。（需提供演示）

3、漏電功能測試

（1）按下漏電測試按鈕，裝置會自動提供一個漏電測試信號，使保護器跳閘。

（2）重新進行上電進入自己檢測狀態(tài)，文字顯示“開機檢測中....”，無故障情況下，實訓室智能電源管理系統(tǒng)恢復供電。

4、過壓保護

（1）運行中，出現(xiàn)輸入過壓，實訓室智能電源管理系統(tǒng)將跳閘。

（2）對應(yīng)的“過壓相”進行文字顯示。

（3）語音播報“線路過壓，請注意”。

5、過流保護

（1）運行中，三相電源中任一相出現(xiàn)過流，實訓室智能電源管理系統(tǒng)將跳閘。

（2）對應(yīng)的“過流相”進行文字提示。

（3）語音播報“線路過流，請注意”

6、漏電保護

（1）運行中，三相中任一相出現(xiàn)漏電，實訓室智能電源管理系統(tǒng)將跳閘。

（2）對“漏電”進行文字顯示。

（3）語音播報“線路漏電，請注意”。

7、電源監(jiān)控

（1）可對各相電壓進行數(shù)值顯示及曲線顯示，顯示精度±5V

（2）可對各相電流進行數(shù)值顯示及曲線顯示，顯示精度±0.1A

（3）高壓保護電壓設(shè)置：

①設(shè)置范圍<300V，輸入1A;

②動作時間：2-5S，輸入單位0.1S

（4）欠壓保護電壓設(shè)置：

①設(shè)置范圍：>154V，輸入單位1V

②動作時間：2-5S，輸入單位0.1S

(5)過流保護電流設(shè)置：

①設(shè)置范圍：<20A,輸入單位0.01A;

②動作時間：0.5-2S，輸入單位0.1S

（十）云智能實驗室安全管理系統(tǒng)

本平臺將無線傳輸、信息處理等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用用于自動化遠程控制。設(shè)備端運行狀態(tài)、數(shù)據(jù)參數(shù)等上傳至云平臺。物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的傳感層、傳輸層和應(yīng)用層關(guān)聯(lián)掌握數(shù)據(jù)與分析數(shù)據(jù)。

（1）電壓、電流等模擬量數(shù)據(jù)顯示。（需提供演示）

（2）輸入開關(guān)監(jiān)控，輸出開關(guān)等數(shù)字量控制。（需提供演示）

（3）遠程控制啟停狀態(tài)，給定輸出電壓值的。（需提供演示）

（4）顯示輸入輸出電壓值的歷史數(shù)據(jù)。

（5）可按照日期、日間進行查詢歷史數(shù)進行查詢。

（6）報警信號為PLC主機模擬量采集數(shù)值或者開關(guān)量可以自由設(shè)定，如當模擬量輸入超過設(shè)定電壓時產(chǎn)生報警，通過物聯(lián)網(wǎng)自動化應(yīng)用軟件將報警信號上傳到云平臺，通過云平臺向設(shè)置的終端推送報警信號，每臺設(shè)備可對應(yīng)多個終端設(shè)備

（7)通過手機端可以實現(xiàn)遠程控制PLC的輸出及監(jiān)視PLC的輸入狀態(tài)變化。

(8)數(shù)據(jù)顯示畫面：畫面顯示輸入電壓數(shù)值，輸出電壓監(jiān)控，開關(guān)狀態(tài)輸入，開關(guān)控制輸出，以及云端連接二維碼。

(9)聯(lián)網(wǎng)設(shè)置界面：設(shè)置現(xiàn)場數(shù)據(jù)連接云平臺后臺數(shù)據(jù)庫管理。

（10）為保證軟件正版，需提供云智能實驗室安全管理系統(tǒng)軟件著作權(quán)證書復印件原件備查。

六、配套軟件要求

★1、PLC編程軟件:博圖V14、MCGS

2、PLC控制編程仿真軟件

1）軟件特點：

（1）軟件以西門子PLC為原型，實現(xiàn)基本指令、應(yīng)用指令以及順序控制指令的仿真模擬。

（2）軟件通過實訓要求，了解實訓目的和控制要求。

（3）實訓器件采用三維仿真實物組件，讓學生了解控制實驗中所需的元件。

（4）通過器件庫，學生可進行器件布局，對各控制回路進行模擬接線。

（5）通過I/O分配布置，將鼠標移到I/O分配地址資源相應(yīng)部分能查看到相對應(yīng)的實物。

（6）通過符號庫，選擇正確的符號放置有T型圖正確位置，實現(xiàn)接線仿真。

（7）在原理圖中進行模擬仿真連接電路，按步驟連接正確后才能進行下一條的接線操作。

（8）接線完成實現(xiàn)通電運行，通過鼠標進行上電運行，軟件會以動畫形式進行動作演示。

2）軟件仿真項目

（1）雙面銑床控制

（2）工業(yè)洗衣機控制

（3）皮帶運輸線控制

（4）電鍍生產(chǎn)線控制

（5）運料小車控制

（6）音樂噴泉控制

（7）簡易機械手控制

（8）大小球傳送裝置控制

（9）循環(huán)彩燈控制

（10）停車場車位控制

（11）小推車控制

（12）三層電梯控制

（13）電動機啟?？刂?/span>

（14）電動機正反轉(zhuǎn)控制

（15）電動機循環(huán)正反轉(zhuǎn)控制

（16）可逆運行反接制動控制

（17）三速電機控制

（18）星角降壓啟動控制

（19）數(shù)碼管點亮控制

（20）交通燈控制

（21）恒壓供水系統(tǒng)控制

★投標時提供PLC控制編程仿真軟件著作權(quán)證書原件備查。

2、智能制造生產(chǎn)線虛擬仿真系統(tǒng)

通過本系統(tǒng)軟件了解組成智能制造生產(chǎn)線的電氣、氣動、PLC等元件的工作原理并對機電系統(tǒng)的設(shè)計、分析進行虛擬仿真。通過選擇元件利用符合繪制二維回路圖或利用三維模型在系統(tǒng)內(nèi)實現(xiàn)智能制造的動作而進行虛擬仿真。本系統(tǒng)不僅實現(xiàn)工廠的三維仿真使虛擬現(xiàn)實仿真更加逼真，而且把通過仿真驗證的控制邏輯單元可用作監(jiān)視及控制模塊，使能夠?qū)崿F(xiàn)并行工程及軟件、硬件的并行設(shè)計。

仿真基本模塊包括：

反饋控制和順序控制系統(tǒng)
指示燈的與門(AND)控制
物品傳送裝置
單向氣缸控制
雙缸聯(lián)動控制
帶式輸送裝置系統(tǒng)
滾筒式輸送裝置系統(tǒng)
指示燈順序閃爍回路
自動控制標記打印操作控制
電梯控制
氣壓控制移動裝置
工業(yè)機器人控制
帶式傳送帶實習裝置
氣壓傳動流水線實驗裝置

▲正版軟件，投標時提供智能制造生產(chǎn)線虛擬仿真系統(tǒng)軟件著作權(quán)證書復印件加蓋廠家公章備查并現(xiàn)場演示。

★3、教學課件資源

（1）PLC的認知：S7-1200PLC簡介、S7-1200PLC工作原理及運行模式、S7-1200PLC特點、S7-1200PLC擴展功能、PLC應(yīng)用技術(shù)人才培養(yǎng)；

（2）TIA 博圖軟件的使用：TIA 博圖集成軟件開發(fā)平臺、TIA 博圖集成軟件簡介、入門實例；

（3）實訓項目示范：八路搶答器編程、三相異步電機的星三角降壓啟動、運料小車往返控制、十字路口交通燈的控制、電動機組的啟?？刂?、HMI控制液體混合、變頻器的電機控制。

（4）小型自動化生產(chǎn)線的設(shè)計：該系統(tǒng)具有產(chǎn)品的搬運、檢測和傳輸分揀功能，整個系統(tǒng)由送料單元、機械手搬運單元、步進電機多點定位輸送單元和傳送帶輸送分揀單元等組成。具體的項目設(shè)計要求如下：

1）本設(shè)計的要求使用通過觸摸屏與控制臺按鈕操作，控制生產(chǎn)線的自動運行。生產(chǎn)線通電以后，系統(tǒng)自行檢測初始狀態(tài)是否滿足運行條件，如不滿足則自行復位或手動調(diào)整，若滿足則觸摸屏顯示準備就緒；

2）在準備就緒的情況下，按下啟動按鈕，生產(chǎn)線開始按順序運行，供料單元開始工作，電機驅(qū)動轉(zhuǎn)盤將工件送到物料臺上；電機運行10秒后，若物料臺光電開關(guān)沒有檢測到物料，說明已沒有物料，開始報警；若檢測到物料，則一號搬運機械手開始動作；

3）物料臺有料，一號機械手臂伸出并下降夾取工件，夾取到工件后機械手上升縮回并旋轉(zhuǎn)到右側(cè)限位；然后機械手伸出下降將工件放到步進電機輸送單元的供料臺上，一號搬運機械手恢復到初始狀態(tài)，等待下一次運行；

4）當步進電機輸送單元傳感器檢測到供料臺工件后，步進電機前往高度檢測單元進行檢測；到達后通過超聲波傳感器進行高度檢測，檢測完畢后；步進電機運行到二號搬運機械手位置；

5）到達二號搬運機械手位置后；二號搬運機械手伸出、爪夾取工件，機架臺上升，旋轉(zhuǎn)到右限位，伸出手臂，機架臺下降，手爪放松，將工件放到傳送帶上，同時二號搬運機械手復位；

6）當傳送帶單元傳感器檢測到工件時，傳送帶開始工作，根據(jù)工件的顏色、材料進行分揀；分揀結(jié)束后，供料臺回到供料位置，等待下一次運行。

四、實訓項目：

1、了解傳感器的應(yīng)用

2、觀察氣動元件的應(yīng)用

3、掌握PLC控制技術(shù)

模塊式柔性自動化生產(chǎn)線實訓系統(tǒng)八個工作站各自都有一套PLC主機，可分成八個完全獨立的工作站進行實訓，在對各單元生產(chǎn)工藝和電氣控制系統(tǒng)的構(gòu)成熟悉后，通過PLC編程可完成：

1）系統(tǒng)故障檢測

2）工件上料程序控制

3）工件搬運程序控制

4）工件檢測程序控制

5）工件搬運安裝程序控制

6）工件安裝程序控制

7）工件分類程序控制

8）多工作工位程序控制

9）工作單元聯(lián)網(wǎng)程序控制

10）步進電機驅(qū)動控制

11）機械手搬運控制

12）成廢品分揀控制

13）變頻調(diào)速控制

14）傳輸帶控制等

4、電氣控制系統(tǒng)安裝調(diào)試

5、機械系統(tǒng)安裝調(diào)試

6、電機驅(qū)動調(diào)試

7、系統(tǒng)維護和故障檢測技術(shù)

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