SBKJ-SXA工業4.0智能控制實訓臺
工業4.0智能控制實訓臺碩博提供了完整的電子信息智能+的實踐教學培訓解決方案，涉及到智能制造、機器人系統技術、電工技術、電子檢測技術、網絡通訊技術、工業信息化生產、物聯傳輸與物流倉儲等。工業4.0智能控制實驗室以信息產業高端裝備與智能技術應用研究為先導，服務大學生科技創新意識培養，深化社會化共建共享，不斷推動電子信息領域產學研用一體化，為山東省社會經濟可持續發展提供科技動力。
工業4.0智能控制實訓平臺是以智能制造為主導的第四次工業革命,在制造領域通過網絡技術、計算機技術、信息技術、自動化技術對傳統生產工藝和生產流程進行改造,旨在提升制造業的智能化水平。
一、 技術性能要求
1. 輸入電源：單相220V±10% 50Hz
2. 工作環境：溫度-10℃～+40℃ 相對濕度＜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. 臺面平鋪2020歐標工業鋁材、右側臺面鋪400×1000mm軟絕緣膠墊，中部抽拉式電氣接線板。
7. 安全保護：具有漏電壓、漏電流保護裝置，安全符合國家標準
二、基本配置及功能要求
★1、實訓裝置包括電氣接線模塊、上料模塊、輸送線模塊、視覺識別模塊、三維模組控制模塊、稱重模塊、RFID產品溯源模塊、物料擺放模塊、小車運動控制模塊、溫控箱變頻控溫模塊。提供符合上述要求的裝置整體設計效果圖。
2、以上模塊對應以下單元：PLC單元、485通信單元、工業視覺識別單元、RFID產品溯源單元、氣動控制基本單元、變頻調速單元、觸摸屏單元、以太網交換機、伺服系統控制單元等組成、溫度檢測變送單元。
2.1 PLC單元 西門子主機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，它也可用作負載電源。
（4）14點集成24V直流數字量輸入(漏電流/源電流(IEC 1型漏電流) )。
（5）10點集成數字量輸出，24 V直流或繼電器。
（6）2點集成模擬量輸入0~ 10 V。
（7）2點集成模擬量輸出0~20mA。
（8）4點脈沖輸出(PTO), 頻率高100 kHz。
（9）脈沖寬度調制輸出(PWM),頻率高100 kHz。
（10）不少于2個集成以太網接口(TCP/IP native、 ISO-on-TCP) 。
（11）不少于6個快速計數器(3個大頻率為100 kHz; 3個大頻率為30 kHz) ，帶有可參數化
（12）中斷輸入:對過程信號的上升沿或下降沿作出極高速響應
（13）所有模塊上均為可拆卸的端子。
14）含一個拓展模塊。
視覺識別單元
一、基本要求：
1、工業視覺檢測系統包括相機、鏡頭、處理軟件、光源等組成。工業視覺檢測系統放置在輸送線一測，對工件進行顏色，尺寸，標識等信息檢測。
2、檢測結果通過總控通訊，為后續擺放等作業做好準備。
3、具體參數：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環形燈；通信和I/O: EtherNet/IP、PROFINET、SLMP、SLMP掃描儀、Modbus TCP、TCP/IP、RS-232；防護等級: IP65防護級外殼；工作電源: 24 VDC ±10%，照明開啟時，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：與上述參照對應的標準配置。
5、連接電纜與支架
二、軟件要求
1、軟件可進行曝光時間，白平衡設置。
c.進行四點相機標定，能快速讀取標定模板的像素值，可獲取對應的位置值。
2、可進行日志顯示，并可以清楚歷史日志。
3、可進行至少8個模板匹配，即觸發1次拍照，匹配模板1，模板1匹配成功，發出模板1數據；若模板1未能匹配成功，視覺返回s1,0,0,0數據給機器人，機器人發命令繼續匹配模板；
f.可進行發送可接收數據顯示。
4、軟件輸出4個數據：類型、X、Y、旋轉量
h.支持繪制的模板可以進行集合運算；
i.繪制模板可以使用長方形，圓形，自由繪制等方式進行繪制模板；
5、在機器人視覺系統軟件中，拍照的圖像可以自由的拖動及放大；
k.支持實時采集及單獨拍照；
6、在機器人視覺系統軟件中，有紅色十字光標方便安裝調節相機位置。
3、RFID識別單元：RFID射頻單元帶集成天線的方型讀寫器（RS422）；50×50×30 mm（L×D×H）
標簽使用螺紋式小尺寸標簽。
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
4.6觸控面板:4線精密電阻網絡（表面硬度不低于4H）
4.7CPU: ≥800MHz RISC
4.8存儲器: ≥128MB閃存+64MB 內存 RTC
4.9通訊接口:COM0:RS485-2W/4W, RS232; COM2: RS232
5. 以太網交換機：
5.1以太網交換機采用非網管型工業以太網 100MBIT/S交換機，自帶5個雙絞線端口，RJ45 接口；
5.2用于構建小型星形和總線形拓撲結構；自帶LED診斷顯示，供電電源DC 24V 。
5.3不低于IEC/EN 61000-4工業級防護，不低于IP30防護，9.6-60VDC三冗余電源輸入，多重保護。
6. 變頻調速單元：
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、可編程多點設定V/F控制，磁通電流控制、直流轉矩控制；
6.4集成4路數字量輸入，2路模擬量輸入；
6.5具備過電壓、欠電壓保護，變頻器、電機過熱保護，短路保護等。
7. 小車運動控制單元：主要由運動小車（直流電機驅動）、同步帶輪傳動機構、直流電機、光電傳感器、電感式傳感器、電容式傳感器、行程開關等組成，通過傳感檢測、PLC編程，實現運動距離測量、傳動控制、鍵值優化比較行走控制、定向控制、報警運行控制、點動控制等，能實現小車的精確定位。該系統外觀精美，體積緊湊，重量輕。提供符合上述功能的小車運動控制單元設計效果圖。
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動和步進驅動組成。
8.2伺服驅動用于控制X軸，采用交流伺服驅動，工作電壓AC220V，輸出功率200W。
8.3采用數字信號處理器（DSP）作為控制核心，智能功率模塊（IPM） 內部集成了驅動電路,同時具有過電壓、過電流、過熱、欠壓等故障檢測保護電路，具有較強的溫度、濕度、振動等環境適應能力和很強的抗干擾的能力。
8.4支持位置、速度和力矩三種方式對伺服馬達進行控制。
8.5步進電機驅動用于控制Y軸，采用交流伺服驅動，工作電壓DC24V，輸出功率>=30W；
8.6內部集成控制電路和功率電路，具有自檢線圈和短路保護等功能。
9. 溫控箱變頻控溫模塊：加熱板通電加熱，溫度變送器檢測加熱板到達一定溫度后，PLC控制系統控制臺達變頻器使電機旋轉，帶動扇葉加強空氣流動，快速散熱，使箱內環境溫度穩定。。
10.溫變變送器。
10.1二線制輸出，無需補償導線；
10.2要求溫變變送器結構簡單安裝方便，使用壽命≥10000次；
10.3結構簡單，合理安裝方便；小型化，安全可靠，使用壽命長；
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、持續功率30W-150W、外殼材質鋁合金、尺寸不大于160*100。
12. 伺服系統控制單元：輸入電源單相或三相AC220V，-15~+10%，50/60HZ，調速比1：5000，脈沖頻率<500KHZ,控制輸入：伺服使能、報警復位、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、內部速度選擇1等。控制輸出：伺服準備好、定位完成、零偏差、零速度、報警檢出、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、實訓項目
1. PLC認知實訓（軟硬件結構、系統組成、基本指令、接線、編程下載等）
(一)PLC虛擬控制應用實訓
1. 數碼顯示控制
2. 搶答器控制
3. 天塔之光控制
4. 音樂噴泉控制
5. 十字路口交通燈控制
6. 水塔水位控制
7. 自動送料裝車系統控制
8. 四節傳送帶控制
9. 裝配流水線控制
10. 多種液體混合裝置控制
11. 自動洗衣機控制
12. 貨物分揀機控制
13. 自動售貨機控制
(二)PLC實物控制應用實訓
14. 視覺識別控制
15. RFID控制
16. 長度定長控制
17. 稱重控制
18. 氣動基本回路控制
19. 直線運動位置檢測、定位控制
20. 步進電機定位控制
21. 步進電機的速度控制
22. 步進電機的正反轉控制
23. 伺服電機定位控制
24. 伺服電機的速度控制
25. 伺服電機的正反轉控制
26. 伺服電機和步進電機的綜合控制
(三)PLC、變頻器、觸摸屏綜合應用技能實訓
27. 變頻器功能參數設置與操作
28. 外部端子點動控制
29. 變頻器控制電機正反轉
30. 多段速度選擇變頻調速
31. 變頻器無級調速
32. 外部模擬量方式的變頻調速控制
33. 基于PLC的變頻器外部端子的電機正反轉控制
34. 基于PLC模擬量方式變頻開環/閉環調速控制
35. 基于PLC通信方式的變頻開環調速
36. 基于觸摸屏控制方式的基本指令編程練習
37. 基于觸摸屏控制方式的數碼顯示控制
(四)網絡通訊綜合實訓
38. PLC與變頻器RS485通訊實訓
39. PLC、觸摸屏與變頻器通信控制
40. PLC主機之間PROFINET通訊實訓
41. PLC、變頻器、觸摸屏組網綜合應用實訓
42、PLC與RFID通訊控制
43、PLC與工業相機通訊
