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一、設備概述

LG-JD02A型 機電一體化實訓工作站采用“模塊化”的設計理念，標準化電路接口、氣路接口和機械接口?？傮w由工作臺、電氣控制掛板、環(huán)形輸送分揀應用模塊等構成。 工作站包含實訓平臺、控制掛板、應用模塊、電腦桌組成，實訓平臺采用優(yōu)質鋁型材做骨架，鋁型材立柱與實訓桌面連接。左右兩側及后面封裝優(yōu)質鋼板，正面設計儲物柜與抽屜。
  機電一體化實訓工作站主體工作臺分為實訓電源區(qū)、控制對象實訓區(qū)、控制掛板實訓區(qū)、工具耗材存放區(qū)三個區(qū)域，控制對象實訓區(qū)可以放置任意機電類的模塊化應用模塊作為控制對象設備，控制掛板區(qū)可以放置模塊化的PLC控制掛板，用戶根據專業(yè)課程和實訓需求配置外圍設備，滿足用戶學校不同層次，不同專業(yè)的教學及培訓要求。

二、設備特點

1、知識技能全面性
    設備涉及PLC應用技術、觸摸屏應用技術、通信應用技術、交流伺服應用技術、交流變頻應用技術、電力電子應用技術、傳感器應用技術、氣動控制技術、機械裝調技術等機電一體化知識性能。
2、實訓教學功能相結合
    設備組合靈活，模塊擴展方便，增加減少各功能模塊，不影響其它模塊的安裝與接線。可以進行更加靈活的題目輸出。設備有多個工作單元，每個單元側重于不同的知識與技能，方便教學展開，同時高度模塊化的設計，又讓設備的維修與維護變得相當簡單更方便于教學實訓。
3、組合靈活性
    可靈活搭配，模塊化的設計，可以模塊裝調，位置靈活調整，總裝連接迅速方便；單元中自由組合模塊連接進行實訓

三、設備技術參數(shù)

1、工作電源：三相五線 AC380V±10% 50HZ 
2、電源輸出：AC380V/AC220V/DC24V
3、工作站尺寸：L1800*W750*H1600mm
4、環(huán)境濕度：≤90％無水珠凝結
5、環(huán)境溫度：－10℃～40 ℃
6、智能化云控制系統(tǒng)
（1）電氣系統(tǒng)
1）額定電壓與頻率：支持AC 220V（適合單相和兩相電路）及AC 400V（三相和四相電路），適應不同電壓等級的電氣系統(tǒng)，額定頻率為50Hz或60Hz，滿足全球多數(shù)電網需求。
2）極數(shù)：提供2P（兩極）和4P（四極）版本，適用于不同類型的電路配置。
3）額定電流：覆蓋10A至100A廣泛范圍，滿足不同負載需求。
4）殼架等級額定電流：100A，表明設備框架能承受的最大電流。
5）短路分斷能力：具備3kA或6kA的額定短路分斷能力，確保在短路時迅速切斷故障電流，保護線路和設備安全。
6）功耗低：最大功耗≤0.9W，有助于節(jié)能減排。
7）過載與短路保護：微斷云控智能斷路器首先是一個傳統(tǒng)的電氣保護設備，內置有熱磁脫扣器。當電路中電流超過額定值（過載）或瞬間產生巨大電流（短路）時，熱元件和磁元件會分別響應電流的熱效應和磁效應，導致脫扣機構動作，從而迅速斷開電路，保護電氣設備免受損害。
8）漏電保護：通過內置的漏電保護模塊，實時監(jiān)測電路的剩余電流（即流入與流出電流的差值）。一旦剩余電流達到預設值（如30mA或100mA），漏電保護會在極短時間內（<0.1秒）動作，切斷電路，防止人體觸電事故。
9）機械壽命：≥10000次開關操作，保證長期使用下的穩(wěn)定性能。
10）電氣壽命：>6000次操作，確保電氣性能的持久可靠。
（2）智能化控制功能
1）本地控制：微斷云控智能斷路器保留了手動控制接口，用戶可以直接通過斷路器上的物理按鈕進行電路的通斷操作，或者連接外部控制信號線，實現(xiàn)自動化控制。
2）遠程控制：通過集成的通信模塊（如Wi-Fi、4G/LTE等），微斷云控智能斷路器能夠接入互聯(lián)網。用戶通過手機APP、或電腦網頁等遠程控制平臺，向云服務器發(fā)送控制指令。云服務器接收到指令后，通過安全的通信協(xié)議轉發(fā)給相應的智能斷路器，使其執(zhí)行開關操作。
故障診斷與報警：內置的傳感器和微處理器能夠實時監(jiān)測電路狀態(tài)和設備本身的工作狀況。一旦檢測到異常（如過溫、短路后未復位等），信息會被上傳至云端，云平臺隨即向用戶發(fā)送報警通知，提示進行維修或檢查。
3）Wi-Fi連接：支持Wi-Fi連接，方便用戶通過智能手機等設備遠程控制和監(jiān)控。
4）場景聯(lián)動：兼容智能家居系統(tǒng)，可與其他智能設備聯(lián)動，實現(xiàn)自動化場景設置，如離開模式自動關閉非必要電器。
5）語音控制：與小愛音箱等智能音箱配合，支持語音指令控制，提高操作便利性。
6）多人控制：通過網絡連接，允許多個用戶授權后共同控制，便于多成員間共享管理權限。
（3）物聯(lián)網與云計算功能
1）云平臺：云端服務器是整個系統(tǒng)的大腦，負責數(shù)據的收集、存儲、分析與處理。所有連接的智能斷路器狀態(tài)數(shù)據匯總至云端，用戶可以在任何時間、地點通過互聯(lián)網訪問這些數(shù)據，查看設備狀態(tài)、歷史記錄和報警信息。
2）數(shù)據分析與優(yōu)化：借助云計算能力，云平臺能夠對收集來的大量數(shù)據進行深度分析，識別用電模式，預測潛在問題，甚至根據用戶習慣提供用電效率建議。此外，系統(tǒng)能夠通過固件更新持續(xù)優(yōu)化斷路器的性能和功能。
（4） 安全與隱私
1）在實現(xiàn)遠程控制和數(shù)據傳輸?shù)倪^程中，微斷云控系統(tǒng)采用加密通信技術，確保數(shù)據傳輸?shù)陌踩院陀脩綦[私的保護，防止非法入侵和數(shù)據泄露。
2）微斷云控智能斷路器通過融合傳統(tǒng)電氣保護技術與現(xiàn)代信息技術，實現(xiàn)了對電路的智能化、遠程化管理，提高了電氣系統(tǒng)的安全性和運維效率。
★投標時提供智能物聯(lián)網系統(tǒng)應用軟件著作權證書原件備查。
7、安全保護功能：安全保護措施：急停按鈕、具有接地保護、漏電保護、過流保護功能，安全性符合相關的國家標準。采用高絕緣的安全型插口及帶絕緣護套的高強度安全型實驗導線。
四、工作臺
1、主桌體
主桌體采用優(yōu)質鋁型材做骨架，由 6630R 鋁型材立柱與實訓桌面連接。左右兩側及后面封裝優(yōu)質鋼板，外表面噴涂彩色環(huán)氧聚塑，整機既堅固耐用，又美觀大方。采用25mm厚高密度纖維板外貼防火板，PVC 截面封邊，桌邊鴨嘴型設計。桌面具有耐磨、耐熱、耐污、耐煙灼、耐火、耐菌、防霉、抗靜電及易清潔等特點。桌體下部兩側設有儲物空間和3個抽屜。桌子的底部采用帶剎車的萬向輪，移動和固定兩相宜，方便調整設備的擺放位置。 
2、網孔板 
網孔板采用1.5mm優(yōu)質不銹鋼板折彎成型，兩側安裝有拉手。網孔采用橢圓長孔加工，整體設計規(guī)范、合理，使各類元器件在任何角度、任何方位都能輕松裝配、調整。 網孔板傾斜角度符合人體力學。
3、電源控制屏 
采用優(yōu)質鋼板做骨架，經過機械加工成型，外表面靜電噴彩色環(huán)氧塑粉，堅固耐用，美觀大方。操作面板文字 符號采用現(xiàn)代彩色 UV 打印技術處理，使面板標識清晰且經久耐用。面板部件包括總電源通斷開關、電源指示燈、電源安全插座輸出、控制變壓器安全插座交流電輸出、直流電源插座輸出。
4、電氣控制掛板
（1）功能：電氣控制掛板安裝于主桌體上，采用可拆卸式斜面放置，掛板上會安裝有PLC模塊、觸摸屏、變頻器、步進驅動器、伺服系統(tǒng)與低壓電器元件（斷路器、熔斷器、中間繼電器、交流接觸器、開關電源、工業(yè)交換機等）。掛板上下兩端安裝有鋁制拉手，方便掛板裝卸。 
（2）電氣掛板結構：采用1.5mm冷軋鋼板折彎成型，表面靜電噴塑處理。
（3）保護功能：具有過流、過壓、欠壓等保護。
5、電腦桌
電腦桌采用優(yōu)質Q235冷軋鋼板折彎焊接加中纖板臺面組裝而成，包括臺面、鍵盤抽屜、主體架等部分，桌腿安裝4個萬向輪，方便實訓活動時因編程線不夠長度而需要移動電腦桌。
6、產品配件包
配件包是由設備安裝、調試、實訓所需要的配件、配線、耗材等組成，包括PLC編程線、通訊線、空氣壓縮機、排插座、物料、安裝耗材等。

四、環(huán)形輸送分揀應用模塊

1、功能：該任務模擬生產線自動化控制，變頻器控制輸送帶電機實現(xiàn)調速功能；通過光纖、光電、金屬、RFID等多種傳感器檢測，PLC控制多種氣缸動作完成上料、分揀、 搬運、入倉等多種功能，端口采用全開放設計。 
2、結構：模型底板由8mm 厚鋼板噴塑而成，裝有四個黑色鑄鋁拉手，方便搬運。底板上方有環(huán)形輸送帶、氣動機械手、搬運龍門架、分揀機構、變頻電機、伺服電機、 多種傳感器及氣缸等組成。
3、三相交流減速電機
（1）型號：4IK25GN-S3/4GN50K
（2）額定電壓：380V
（3）功率：25W  
（4）減速比:1:50
4、伺服電機
（1）額定功率： 0.1kW
（2）額定轉矩： 0.32Nm
（3）額定電流： 1.3A
（4）額定轉速： 3000
（5）電壓： 220V
（6）編碼器類型： 23bit多圈絕對值編碼器
5、步進電機
(1) YK42XQ47-02A
(2) 額定電壓：3V
(3) 額定電流：2A
(4) 步角距：1.8°
(5) 電機長度：49mm
(6) 保持轉矩：0.48N.m
(7) 電機線數(shù)：4線
(8) 步距精度：5% 
(9) 絕緣電阻:100MΩ Min 500VDC
(10) 耐壓:500V AC 1minute
(11) 徑向跳動：最大0.02mm(450g負載）
(12) 軸向跳動：最大0.08mm(450g負載）
6、數(shù)字光纖傳感器
（1）型號：FM-E31
（2）電源電壓：12V至24VDC±10%
（3）控制輸出：NPN型
（4）保護電路：電源具有逆電極保護、輸出具有過流保護、過電壓保護功能
（5）輸出功能：LIGHT-ON/DARK-ON(開關選擇）
（6）延時功能：斷開延時計時器/開啟延時計時器/單次計時器
（7）響應時間：50μs（HIGH SPEED)/250μs（FINF)1ms(SUOER)/16ms(MEGA)。
7、光纖頭
(1) 型號：FN-D076
(2) 檢測距離：20至190mm
(3) 最小彎曲半徑：R20。
8、金屬傳感器
(1) 型號：E2E-X10ME1
(2) 檢測頭尺寸：M18
(3) 檢測距離：10mm±10%,
(4) 設定距離：0-8mm,
(5) 電源電壓：DC12-24V,
(6) 輸出NPN格式；
9、圓柱型光電傳感器
(1) 型號：UE-11D,
(2) 控制輸出：NPN型，
(3) 檢測范圍：11cm，
(4) 反應時間：最遲1.5ms，
(5) 電源電壓：12V至24VDC±10%。 
10、工業(yè)RFID讀寫器：
(1) 可支持達至1.5W射頻功率；
(2) 感應距離可達20cm
(3) 顏色：黑色+不銹鋼；
(4) 外形長：82mm；
(5) 前端直徑：32mm；
(6) 調整距離外徑：35/38mm；
(7) 線長：1500mm；

五、主要元器件選型

1、可編程控制器：西門子 S7-1200 主機 1214C/DC/DC/DC
2、觸摸屏：昆侖通態(tài)TPC7032KT
3、變頻器系統(tǒng)：西門子V20
4、伺服系統(tǒng)：SD300
5、空氣壓縮機：TY-12L
6、步進驅動器：YKE2305M、步進電機：YK42HB47-02A

六、設備配置清單

七、配套系統(tǒng)軟件課件

1、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)?！锿稑藭r現(xiàn)場演示以下.1-1.4項功能視頻。
主要功能：
1.1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。
（2）故障內容有相應文字顯示。
（3）對故障進行語音報警。
1.2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。
（2）對故障進行語音報警。
（3）保護閥值可進行現(xiàn)場設置。
1.3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。
1.4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）對應的“過壓相”進行文字顯示。
（3）語音播報“線路過壓，請注意”。
1.5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）對應的“過流相”進行文字提示。
（3）語音播報“線路過流，請注意”
1.6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”。
1.7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）高壓保護電壓設置：
①設置范圍<300V，輸入1A;
②動作時間：2-5S，輸入單位0.1S
（4）欠壓保護電壓設置：
①設置范圍：>154V，輸入單位1V
②動作時間：2-5S，輸入單位0.1S
(5)過流保護電流設置：
①設置范圍：<20A,輸入單位0.01A;
②動作時間：0.5-2S，輸入單位0.1S
2、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)網技術應用用于自動化遠程控制。設備端運行狀態(tài)、數(shù)據參數(shù)等上傳至云平臺。物聯(lián)網系統(tǒng)的傳感層、傳輸層和應用層關聯(lián)掌握數(shù)據與分析數(shù)據。
(1)電壓、電流等模擬量數(shù)據顯示。
(2)輸入開關監(jiān)控，輸出開關等數(shù)字量控制。
(3)遠程控制啟停狀態(tài)，給定輸出電壓值的。
(4)顯示輸入輸出電壓值的歷史數(shù)據
(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)值或者開關量可以自由設定，如當模擬量輸入超過設定電壓時產生報警，通過物聯(lián)網自動化應用軟件將報警信號上傳到云平臺，通過云平臺向設置的終端推送報警信號，每臺設備可對應多個終端設備。
(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)據顯示畫面：畫面顯示輸入電壓數(shù)值，輸出電壓監(jiān)控，開關狀態(tài)輸入，開關控制輸出，以及云端連接二維碼。
(9)聯(lián)網設置界面：設置現(xiàn)場數(shù)據連接云平臺后臺數(shù)據庫管理。
★需提供云智能實驗室安全管理系統(tǒng)軟件著作權證書原件備查，并現(xiàn)場演示1-3項功能視頻。
3、PLC編程教學課件資源
（1）S7-1200PLC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應用技術人才培養(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）控制單元的程序設計、指令編寫、硬件選型和設計、課后思考與練習等內容。模塊至少包括：八路搶答器、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、電動機組的啟停控制、HMI控制液體混合、G120變頻器的電機控制。
（4）小型自動化生產線的設計
課件資源具有產品的搬運、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。具體的項目設計要求如下：
1）本設計的要求使用通過觸摸屏與控制臺按鈕操作，控制生產線的自動運行。生產線通電以后，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，生產線開始按順序運行，供料單元開始工作，電機驅動轉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到右側限位；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，根據工件的顏色、材料進行分揀；分揀結束后，供料臺回到供料位置，等待下一次運行。
（5）用戶手冊：包括與S7-1200、有關硬件、軟件和通信的手冊，數(shù)量不少于二十多種。
★課件資源提供詳細的配件實物圖片及參數(shù)功能介紹、硬件組成圖解、程序指令、程序設計、氣動原理圖、電氣原理圖、硬件組態(tài)等，圖文并茂。投標時提供內容相對應的不少于十張的課件截圖。
4、工業(yè)自動化控制實訓系統(tǒng)
以三維仿真交互技術和三維動畫視覺表現(xiàn)及多媒體數(shù)字技術為核心，能進行三維電路分析、電氣電路模擬電路考核、綜合技能虛擬實訓、電氣基礎訓練、元器件識別檢測。
1、軟件模擬線路故障根據故障現(xiàn)象使用各種虛擬儀表進行排故
2、學員根據電路圖自己布局電氣設備并連接線路，自動檢測線路錯誤。
3、電機及電氣三維元件裝配
4、元器件檢測
5、電氣電路仿真
6、自動門仿真
7、升降機仿真
8、機床電氣實訓排故實訓
9、儀器儀表的使用萬用表、雙蹤示波器、信號發(fā)生器、頻譜儀、鉗形表
10、機械手仿真
★需提供工業(yè)自動化控制實訓系統(tǒng)軟件著作權原件備查。

八、可開展實訓項目

1.觸摸屏指示燈對象實驗
2.觸摸屏開關對象實驗
3.觸摸屏數(shù)據顯示實驗
4.觸摸屏數(shù)據輸入實驗
5.伺服外部接線實訓
6.伺服參數(shù)設置實訓
7.伺服位置控制實訓
8.伺服速度控制實訓
10.步進電機位置控制實訓
11.基于觸摸屏PLC控制的三相異步電動機Y/△啟動控制
12.PLC 控制電動機點動和自鎖控制
13.PLC 控制電動機手動正反轉控制
14.PLC 控制電動機帶延時正反轉控制
15.PLC 控制電動機星/三角啟動自動控制
16.變頻器功能參數(shù)設置與操作
17.變頻器報警與保護功能
18.外部端子點動控制
19.變頻器控制電機正反轉
20.多段速度選擇變頻調速
21.變頻器無級調速
22.基于外部模擬量(電壓/電流）控制方式的變頻調速
24.觸摸屏、PLC、伺服電機綜合控制
26.觸摸屏與PLC通訊控制
27.觸摸屏、變頻器與PLC綜合控制
28.自動化設備安裝與調試
29.機械手控制系統(tǒng)模塊機械安裝
30.機械手控制系統(tǒng)模塊電氣連接
31.機械手控制系統(tǒng)模塊編程調試
32.機械手控制系統(tǒng)模塊人機界面設計與測試
33.機械手控制系統(tǒng)模塊故障診斷與排除
34.自動送料系統(tǒng)的安裝與調試
35.機械手控制系統(tǒng)的安裝與調試