現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化綜合控制實(shí)訓(xùn)平臺(tái)

一、設(shè)備概述

該裝置采用鋁木結(jié)構(gòu)實(shí)訓(xùn)臺(tái)，實(shí)訓(xùn)臺(tái)架由實(shí)訓(xùn)屏（含電源控制屏）、實(shí)訓(xùn)桌、實(shí)訓(xùn)儲(chǔ)物柜三大部分組成。實(shí)訓(xùn)屏包括電源指示和控制單元、時(shí)間管理器（含電源保護(hù)）單元、指示燈和按鈕單元、選擇開關(guān)和蜂鳴器及繼電器單元、儀表單元、直流電源單元、七段數(shù)碼管單元，電源控制屏的左右兩側(cè)分別裝有一個(gè)兩插插座，將外部電源進(jìn)線端裝在電源控制屏的左側(cè)（采用航空插連接結(jié)構(gòu)）；實(shí)訓(xùn)屏上部左側(cè)采用三根不銹鋼型材組成通用實(shí)訓(xùn)模塊固定結(jié)構(gòu)，一次可擺放 4 個(gè)實(shí)訓(xùn)模塊，模塊采用標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)構(gòu)、互換性強(qiáng)，根據(jù)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容的需要調(diào)換實(shí)訓(xùn)模塊，右側(cè)采用網(wǎng)孔板方便學(xué)生自行接線操作；存儲(chǔ)柜用于存放工具材料及模塊。

二、技術(shù)參數(shù)

•  交流電源：三相五線 AC 380 V ± 10% 50Hz ；

•  溫度： -10 ～ 50 ℃；環(huán)境濕度：≤ 90 ％無水珠凝結(jié)；

•  外形尺寸：長×寬×高≤ 1300mm × 750mm × 1700mm ；

•  整機(jī)功耗：≤ 1.0 kVA ；

•  安全保護(hù)措施：實(shí)訓(xùn)臺(tái)桌面采用高絕緣、高強(qiáng)度、耐高溫的高密度板。具有接地保護(hù)、漏電保護(hù)功能，安全性符合相關(guān)的國標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。采用高絕緣的安全型插座及帶絕緣護(hù)套的高強(qiáng)度安全型實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線

三、功能特點(diǎn)

本設(shè)備總體結(jié)構(gòu)：

本設(shè)備裝置采用鋁合金導(dǎo)軌式實(shí)訓(xùn)臺(tái)，模塊采用標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)構(gòu)和工具材料放置抽屜及模塊存儲(chǔ)箱，互換性強(qiáng)。

本實(shí)訓(xùn)臺(tái)架由實(shí)訓(xùn)屏（含電源控制屏）、實(shí)訓(xùn)桌、實(shí)訓(xùn)儲(chǔ)物柜三大部分組成。實(shí)訓(xùn)臺(tái)架以經(jīng)氧化處理的高材質(zhì) 40mm × 80mm 鋁合金作為設(shè)備主要框架材料；實(shí)訓(xùn)臺(tái)架采用鋁合金的本體顏色，電源箱體采用麻灰色 1.2mm 鋼板制作。實(shí)訓(xùn)屏底部裝電源控制屏，電源控制屏的面板布局從左至右依次為電源指示和電源控制單元、時(shí)間管理器（含電源保護(hù)）單元、指示燈和按鈕單元、選擇開關(guān)和蜂鳴器及繼電器單元、儀表單元、直流電源單元、七段數(shù)碼管單元，電源控制屏的左右兩側(cè)分別裝有一個(gè)兩插插座，將外部電源進(jìn)線端裝在電源控制屏的左側(cè)（采用航空插連接結(jié)構(gòu)）；實(shí)訓(xùn)屏上部采用三根不銹鋼型材組成通用實(shí)訓(xùn)模塊固定結(jié)構(gòu)，左側(cè)一次可擺放 4 個(gè)實(shí)訓(xùn)模塊，根據(jù)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容的需要調(diào)換實(shí)訓(xùn)模塊；右側(cè)為網(wǎng)孔板設(shè)計(jì)，方便學(xué)生自行操作。實(shí)訓(xùn)桌桌面采用 25mm 麻灰色高密度層壓板封邊特制，有效提高絕緣等級(jí)。實(shí)訓(xùn)儲(chǔ)物柜采用標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)和抽屜式，左側(cè)有 3 層抽屜，用于存放工具以及實(shí)訓(xùn)資料；右側(cè)的雙拉門式設(shè)計(jì)，可同時(shí)存放 8 個(gè)通用實(shí)訓(xùn)模塊。實(shí)訓(xùn)儲(chǔ)物柜的位置可根據(jù)需要靈活調(diào)整，底部裝有 4 個(gè)導(dǎo)向輪，方便實(shí)訓(xùn)臺(tái)架移動(dòng)，儲(chǔ)物柜的外形尺寸為： 1090mm × 500mm × 600mm 。

本設(shè)備的 PLC 模塊的 I/O 端子、變頻器的接線端子及其他附件元器件與安全插座連接，使用帶安全插頭的導(dǎo)線進(jìn)行電路連接，既保證學(xué)生基本技能的訓(xùn)練、形成和鞏固，又保證電路連接的快速、安全和可靠。

本設(shè)備各個(gè)模塊的功能特點(diǎn)：

交流電源控制單元：三相四線 380V 交流電源經(jīng)空氣開關(guān)后給裝置供電，本裝置設(shè)有供電和通電指示，設(shè)有帶燈保險(xiǎn)絲保護(hù)，啟停開關(guān)控制、同時(shí)具有漏電告警指示及告警復(fù)位，及具有急停開關(guān)。提供三相四線 380V 、單相 220V 電源各一組（安全插座），提供 2 組三插 AC200V 插座，由啟停開關(guān)控制輸出，并設(shè)有保險(xiǎn)絲保護(hù)。

定時(shí)器兼報(bào)警記錄儀：定時(shí)器兼報(bào)警記錄儀，平時(shí)作時(shí)鐘使用，具有設(shè)定時(shí)間、定時(shí)報(bào)警、切斷電源等功能；還可自動(dòng)記錄由于接線或操作錯(cuò)誤所造成的過流告警次數(shù)。

直流電源、直流電壓 / 電流表、邏輯電平輸出及指示等：直流電壓： 0 ～± 10V 可調(diào)輸出；直流電流： 4 ～ 20mA 可調(diào)輸出；直流數(shù)字電壓表 / 電流表：電壓表量程 0 ～ 30V 、精度 0.5 級(jí)，電流表量程 0 ～ 30mA 、精度 0.5 級(jí)；同時(shí)設(shè)有邏輯電平輸出（點(diǎn)動(dòng)、黃綠紅三種顏色開關(guān)）、邏輯電平指示（黃綠紅三種顏色指示）、 LED 數(shù)碼管、選擇開關(guān)、蜂鳴器、直流 24V 繼電器、直流電壓輸出： 24V/6A 、 12V/2A 各一組（具有保險(xiǎn)絲保護(hù)）。

•  PLC 模塊： DC/DC/ 繼電器 14DI,10DO,2 點(diǎn) AI ， 2AQ ， 24VDC,6 個(gè)高速計(jì)數(shù)器，可通過信號(hào)板擴(kuò)展 2 路高速脈沖輸出， 2 個(gè)以太網(wǎng)端口。

•  變頻器模塊： 220VA,0.75W, 操作面板可與變頻器分離安裝，具有矢量控制。

•  三相異步電動(dòng)機(jī)模塊：采用的電動(dòng)機(jī)為三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)，為變頻器調(diào)速使用 , 固定底座。

配套電氣控制整體解決軟件

1 、軟件介紹：

軟件提供直觀的設(shè)計(jì)、動(dòng)畫演示、模擬和分析電路。和用戶友好的環(huán)境。它與控制系統(tǒng)、傳感器與執(zhí)行機(jī)構(gòu)的交互極其方便。用它做設(shè)計(jì)、仿真模擬、調(diào)試以至維修及故障判別會(huì)非常有用，可大大提高效率。教師能夠在較短的時(shí)間內(nèi)向?qū)W生呈現(xiàn)更多的內(nèi)容 , 提高學(xué)生理解概念和排除故障，更好的理解理論知識(shí)，吸收應(yīng)用知識(shí)。

除了上述實(shí)現(xiàn)的基本的功能外，用戶還可以自定義宏，元件庫以及模板，用標(biāo)準(zhǔn)的組件、靈活的繪圖工具來實(shí)現(xiàn)用戶的理論教學(xué)仿真。同時(shí)通過仿真教學(xué)軟件自帶動(dòng)態(tài)的，實(shí)時(shí)的可視化仿真。在仿真過程中，組件采用動(dòng)畫的方式呈現(xiàn)，線和管路根據(jù)實(shí)時(shí)的狀態(tài)采用色標(biāo)方式呈現(xiàn)。在仿真構(gòu)成中用戶也可以修改，斷開線路和管路進(jìn)行測量或更換部件的解決系統(tǒng)故障、實(shí)時(shí)進(jìn)行整個(gè)回路。仿真過程中可以幫助老師解釋系統(tǒng)當(dāng)前操作和對(duì)課堂講解的理論知識(shí)探究，同時(shí)允許堅(jiān)持系統(tǒng)參數(shù)的變化，例如壓力、流量、位移、任一點(diǎn)上的電流電壓等。仿真可被設(shè)定為多種模式進(jìn)行控制仿真的速度。同時(shí)也可以通過剖面圖動(dòng)畫仿真，進(jìn)一步深入了解其機(jī)構(gòu)。

在仿真教學(xué)軟件中也可以進(jìn)行建立虛擬的被控對(duì)象，通過外部接口，外部設(shè)備與其通信操作。同時(shí)老師也可以對(duì)其仿真的組件進(jìn)行設(shè)置故障，輔助更好的進(jìn)行教學(xué)實(shí)驗(yàn)。

軟件要求與供應(yīng)商現(xiàn)有的實(shí)訓(xùn)設(shè)備進(jìn)行進(jìn)一步的整合，融合進(jìn)入供應(yīng)商的實(shí)訓(xùn)設(shè)備的課程體系中，開發(fā)自動(dòng)化生動(dòng)課堂，點(diǎn)破理論與實(shí)際設(shè)備應(yīng)用中的教學(xué)界限，學(xué)生在理論中學(xué)習(xí)，在虛擬實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行直接驗(yàn)證，最后到實(shí)際設(shè)備中得到成果。

2 、軟件參數(shù)

（ 1 ）系統(tǒng)功能：

在自動(dòng)化仿真軟件圍繞仿真、動(dòng)畫、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的三大功能來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的仿真教學(xué)。目前已經(jīng)建立好的模塊有：

? ☆液壓 & 比例液壓

? ☆氣動(dòng)

? ☆電氣控制

? 電工

? ☆ PLC 邏輯梯形圖

? ☆順序功能圖

? 電工單線圖

? 數(shù)字電子技術(shù)

? ☆ 2 d / 3 d 人機(jī)界面 (HMI)

? ☆控制面板

? 機(jī)械連接

? ☆ OPC 客戶端 & OPC 服務(wù)器

? ☆創(chuàng)建教學(xué)用視聽材料

用戶通過這些模塊可以靈活的選擇使用仿真，科研，教學(xué)，演示。本次采購的為其中的電氣技術(shù)軟件培訓(xùn)整體解決方案包。

（ 2 ）用戶對(duì)象：

該軟件適合中、高等院校進(jìn)行教學(xué)課程設(shè)計(jì)、教師備課、教師與學(xué)生互動(dòng)、學(xué)生考核、培訓(xùn)等教學(xué)活動(dòng)。通過軟件實(shí)現(xiàn)在課堂中驗(yàn)證所學(xué)理論，以全彩方式動(dòng)態(tài)展示系統(tǒng)行為，加強(qiáng)對(duì)不同系統(tǒng)相互作用的理解，直觀地測試所有類型的系統(tǒng)，使多種系統(tǒng)集成展示更便利，在虛擬系統(tǒng)上加強(qiáng)教學(xué)和學(xué)習(xí)，容易地集成到課程內(nèi)容中，可以容易地被老師和學(xué)生使用 。

（ 3 ）系統(tǒng)環(huán)境：

? 硬件運(yùn)行環(huán)境

CPU: Intel Core 2 雙核 1.83 GHz 或相當(dāng)。

內(nèi)存 : 2 GB 或多于系統(tǒng)所需量。

顯卡 : 顯存 512 MB 或更高， 最低屏幕分辨率 1024 x 768 。

硬盤空間 : 3 GB 可用空間

? 軟件運(yùn)行環(huán)境

操作系統(tǒng)： Windows Vista SP2 、 7 SP1 、 8 or 8.1 專業(yè)版 （ 32 位 or 64 位）

（ 4 ）系統(tǒng)特點(diǎn)

（一）功能庫選型：

1 、液壓與氣動(dòng)模塊

（ 1 ）液壓庫

其符合 ISO 1219 - 1 和 1219 - 2 標(biāo)準(zhǔn) , 液壓庫 ( 工業(yè)和比例 ) 提供了所需的所有組件符號(hào)來創(chuàng)建移動(dòng)和工業(yè)液壓系統(tǒng)和功能。 組件是預(yù)先配置的。此外仿真性能曲線等參數(shù) , 外部負(fù)載、泄漏、粘度、熱特性可以根據(jù)需要配置。

（ 2 ）氣動(dòng)庫

氣動(dòng)庫包括所有的符號(hào)創(chuàng)造必要的氣動(dòng)，電控氣動(dòng)和邏輯氣動(dòng)所需要的組件。與液壓庫一樣，氣動(dòng)元件的參數(shù)也可以根據(jù)用戶需求配置。

2 、電氣控制模塊

電氣控制庫元可以與其他的所有組件之間進(jìn)行交互，在自動(dòng)化仿真環(huán)境里組成電控系統(tǒng)。其集成 IEC 和 JIC 標(biāo)準(zhǔn)。

3 、電工電子模塊

（ 1 ）電工庫

電工庫提供了一個(gè)廣泛的組件創(chuàng)建的交流和直流電路，從基礎(chǔ)到高級(jí)的應(yīng)用。它支持 IEC 和 NEMA 標(biāo)準(zhǔn)。

電機(jī)軟啟動(dòng)器和變頻驅(qū)動(dòng)器，它提供了符合制造商實(shí)際模型，比如組件， Allen Brad Ley ?，等真實(shí)摩西構(gòu)建的組件。配電柜和接線盒工具可以快速實(shí)現(xiàn)和設(shè)計(jì)相關(guān)功能模組。并支持安裝導(dǎo)軌與管路設(shè)計(jì)組件。

（ 2 ）數(shù)字電路庫

數(shù)字電子電路圖庫提供完備的標(biāo)準(zhǔn)配件，包含反相器、邏輯門、觸發(fā)器、計(jì)數(shù)器、移位寄存比較器、開關(guān)、 LED 、 7 段數(shù)碼管顯示、解碼器、多路傳輸器等，從簡單到復(fù)雜的邏輯元件一一俱全。

可編程控制器與傳感器應(yīng)用模塊

（ 1 ） PLC 邏輯庫

仿真軟件提供三種 PLC 邏輯梯形圖編程： Allen Brad Ley ?， IEC61131-3 。很容易創(chuàng)建和模擬控制一個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)的一部分。

（ 2 ）功能圖（ SFC/GRAFCET ）庫

順序功能圖庫是實(shí)現(xiàn)控制結(jié)構(gòu)的首選工具。除了使用宏步驟外， Famic 自動(dòng)化仿真軟件也支持使用等級(jí)封裝步驟來建立。

5 、供配電模塊

這個(gè)元件庫為各電壓等級(jí)的發(fā)電、輸電和配電提供了采用單線的方式表示設(shè)計(jì)組件。

6 、 2D/3D 人機(jī)界面 (HMI) 模塊

該模塊提供了便攜課時(shí)強(qiáng)的設(shè)計(jì)工具，可以形象的設(shè)計(jì)動(dòng)畫和控制面板，通過 Automation Studio ?提供的 3D 編輯器可以實(shí)現(xiàn) 3D 動(dòng)畫的仿真。支持 STEP, STL 以及 IGES 三種格式 3D 零件的導(dǎo)入 . 在仿真中實(shí)現(xiàn)各種機(jī)器設(shè)備的操作行為與過程。

7 、機(jī)械連接

使用機(jī)械管理器、機(jī)械機(jī)構(gòu)可以與流體動(dòng)力執(zhí)行機(jī)構(gòu)來模擬和動(dòng)畫效果。

（二）軟件的特色：

1 、 OPC 客戶端與 OPC 服務(wù)器

軟件提供 OPC 客戶端和 OPC 服務(wù)器模塊。 OPC 客戶端是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的軟件接口 , 允許軟件?交換數(shù)據(jù)與任何公司或其他控制設(shè)備的 OPC 服務(wù)器是可用的 , 反之亦然。

2 、使用現(xiàn)場總線 (CAN BUS) 連接虛擬設(shè)備

軟件可以與任何兼容 OPC/CAN BUS 的控制設(shè)備進(jìn)行通信。

3 、導(dǎo)出功能

在軟件中允許用戶導(dǎo)出 SFC.GRAFCET 到 XML 格式或者到，并且支持用戶下載到 PLC 中，這是其他仿真軟件所不具備的。

4 、故障診斷

創(chuàng)建組件故障或啟動(dòng)一個(gè)預(yù)定義組件故障可以訓(xùn)練學(xué)生排除故障的能力，學(xué)生在“假設(shè)”的場景中學(xué)習(xí)快速查找和解決系統(tǒng)潛在問題�？梢栽O(shè)置兩種條件自動(dòng)或手動(dòng)。

5 、教學(xué)視頻課件制作

用戶在仿真自動(dòng)化平臺(tái)提供的工作流程管理里面制作相對(duì)應(yīng)的教學(xué)課件，方便老師進(jìn)行教學(xué)管理，理論講解。

6 、創(chuàng)建用戶自定義宏和模板

選用標(biāo)準(zhǔn)組件，靈活的繪圖工具，以及分組功能，用戶可以創(chuàng)建自定義自己的庫和模板。

（三）其他要求：

投標(biāo)時(shí)提供該軟件的彩色界面截圖。

投標(biāo)時(shí)投標(biāo)人自行準(zhǔn)備演示實(shí)體軟件及相關(guān)演示設(shè)備，演示標(biāo)注☆部分的內(nèi)容（不接受 PPT 等文本文稿的演示），為了確保軟件正版，演示時(shí)需連接加密狗。不能提供現(xiàn)場演示的投標(biāo)將被視為無效投標(biāo)。

PLC 仿真系統(tǒng)軟件

PLC 仿真系統(tǒng)軟件采用 RS-232 串行口通訊協(xié)議，采用 FLASH 動(dòng)畫進(jìn)行仿真。該軟件必須與 PLC 、 PLC 仿真模塊配套使用。要求提供軟件界面截圖，以及國家計(jì)算機(jī)軟件著作權(quán)登記號(hào)。

軟件包括四層電梯控制、郵件分揀、鐵塔之光、自控軋鋼機(jī)、交通燈控制、步進(jìn)電機(jī)控制、電鍍生產(chǎn)性控制、自動(dòng)送料裝車系統(tǒng)、水塔水位自動(dòng)控制、多種液體混合、三相電機(jī)順序控制、全自動(dòng)洗衣機(jī)控制、小車運(yùn)動(dòng)控制、機(jī)械手搬運(yùn)控制、加工中心選刀控制等十幾種仿真模塊。

•  實(shí)訓(xùn)室管理系統(tǒng)及軟件

•  本管理系統(tǒng)包含 LED 終端、信息無線發(fā)射器、 LED 終端信息無線接收器

•  處理器： ARM7

•  存儲(chǔ)容量： 8M bit 電源：交流 220V 50HZ

•  支持 RS232 、 USB 通信、波特率支持 9600 、 115200

•  環(huán)境溫度： -30 ℃ ~70 ℃

•  軟件支持 WINDOWS2000 、 NT 、 xp 、 vista 和 win7

•  功能顯示：圖文、字幕、數(shù)字時(shí)間、支持軟件強(qiáng)制開關(guān)機(jī)和定時(shí)開關(guān)機(jī)、多種顯示方式和退出方式、十余種流水跑邊模式、支持 0-15 級(jí)手動(dòng)亮度調(diào)節(jié)、單紅色、 LED 終端為全戶外屏，防雨。

•  信息無線發(fā)射器：

•  輸入電壓： DC5~12V 溫度范圍： -40 ℃ ~85 ℃ 無線協(xié)議： Zigebee2007 接收靈敏度： -110dBm

•  串口格式： 8-N-1 ， 8-ODD-1 ， 8-EVEN-1 以上三種可選。

•  串口速率： 2400,4800,9600,19200,38400,57600,115200bps 可選

•  無線頻率： 2.4G ，用戶可通過串口指令更改頻道（ 2405-2480MHz ，步長： 5MHz ） 11-26 頻道

•  傳輸距離：可視，開闊，傳輸距離 1600 米

•  工作電流：發(fā)射： 150mA （最大）， 100mA （平均），接收： 55mA （最大），待機(jī)： 45mA （最大）

•  可配置節(jié)點(diǎn)： Coordinator ， Router 接口： USB B 型 母頭

•  LED 終端信息無線接收器： 輸入電壓： DC5~12V 溫度范圍： -40 ℃ ~85 ℃ 無線協(xié)議： Zigebee2007

•  接收靈敏度： -110dBm 串口格式： 8-N-1 ， 8-ODD-1 ， 8-EVEN-1 以上三種可選。

•  串口速率： 2400,4800,9600,19200,38400,57600,115200bps 可選

•  無線頻率： 2.4G ，用戶可通過串口指令更改頻道（ 2405-2480MHz ，步長： 5MHz ） 11-26 頻道

•  傳輸距離：可視，開闊，傳輸距離 1600 米 工作電流：發(fā)射： 150mA （最大）， 100mA （平均），接收： 55mA （最大），待機(jī)： 45mA （最大） 主芯片： CC2530F256 ， 256K FLASH

•  可配置節(jié)點(diǎn)： Coordinator ， Router 接口： RS232 ，電源

•  功能：通過計(jì)算機(jī)軟件發(fā)布信息，

•  信息以無線方式（無需 WIFI/3G/4G 網(wǎng)絡(luò)）傳輸至 LED 終端并顯示發(fā)布的內(nèi)容，也可通過 U 盤直接將發(fā)布信息傳輸至 LED 終端。 ( 投標(biāo)現(xiàn)場提供樣機(jī)演示 , 不演示及演示不滿足參數(shù)視為不響應(yīng)招標(biāo)文件。 )

四、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目

本設(shè)備基本實(shí)訓(xùn)包含 PLC 、變頻器的基本操作與編程以及相互之間通訊實(shí)訓(xùn)。實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目如下：

自動(dòng)送料裝車系統(tǒng)  

水塔水位自動(dòng)控制  

交通燈自控與手控  

全自動(dòng)洗衣機(jī)

電機(jī)控制  

多種液體混合

步進(jìn)電機(jī)

自控成型機(jī)  

自控軋鋼機(jī)  

郵件分揀機(jī)  

鐵塔之光

四層電梯控制  

電鍍生產(chǎn)線控制

變頻器功能參數(shù)設(shè)置與操作；

外部端子點(diǎn)動(dòng)控制；

變頻器控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)；

多段速度選擇變頻調(diào)速；

變頻器無級(jí)調(diào)速；

基于外部模擬量（電壓 / 電流）控制方式的變頻調(diào)速；

瞬時(shí)停電起動(dòng)控制；

PLC 、變頻調(diào)速控制；

PLC 控制變頻器外部端子的電機(jī)正反轉(zhuǎn)；

PLC 控制變頻器外部端子的電機(jī)運(yùn)行時(shí)間控制；

基于 PLC 數(shù)字量控制方式的多段速；