機(jī)電一體化控制綜合實(shí)訓(xùn)平臺, 

機(jī)電一體化控制綜合實(shí)訓(xùn)平臺

 一、技術(shù)參數(shù)

1、工作電源：單相三線～220V±10% 50Hz

2、工作環(huán)境：溫度-10℃～+40℃ 相對濕度＜85%(25℃) 海拔＜4000m

3、外形尺寸：約1200mm×750mm×1100mm

4、安全保護(hù)：具有漏電壓、漏電流保護(hù)，安全符合標(biāo)準(zhǔn)

二、產(chǎn)品要求

1、實(shí)訓(xùn)平臺包含實(shí)訓(xùn)桌（型材結(jié)構(gòu)）、網(wǎng)孔板、可編程控制器、雙軸運(yùn)動(dòng)功能模塊、軌跡描繪機(jī)構(gòu)、交流伺服電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器、控制按鈕盒、編程軟件、工控組態(tài)軟件等部分。同時(shí)，計(jì)算機(jī)顯示器固定在實(shí)訓(xùn)裝置上，配有計(jì)算機(jī)主機(jī)架。

2、實(shí)訓(xùn)裝置的執(zhí)行機(jī)構(gòu)使用直線導(dǎo)軌，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)高精度滾珠絲杠，可實(shí)現(xiàn)雙軸同步傳動(dòng)和單軸獨(dú)立傳動(dòng)，具有高精密定位功能和平面復(fù)雜軌跡運(yùn)行功能，可完成各種高精度、高難度平面運(yùn)行軌跡描繪。

三、主要配置

1、PLC主機(jī)：晶體管輸出，24VDC供電，18輸入12輸出。

2、伺服電機(jī)：伺服電機(jī) 1FL6，高性能磁性材料，結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，整個(gè)電機(jī)(包括連接器)的防護(hù)等級為IP65，轉(zhuǎn)矩波紋低，運(yùn)行平穩(wěn)，具有較高額定轉(zhuǎn)速，具有 300% 過載能力，具有很高加速度，可旋轉(zhuǎn)和快速脫離連接器，帶增量式編碼器/20 位值編碼器，帶/不帶抱閘和光軸/導(dǎo)向鍵。

3、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器：S-1FL6，電源AC380V，額定功率0.4KW，調(diào)試簡單、性能、穩(wěn)定可靠等特性，位置控制，速度控制，扭矩控制。

4、滾珠絲桿1套。

6、電容式接近開關(guān)2套；電感式接近開關(guān)2套；霍爾接近開關(guān)2套；光電開關(guān)2套

7、編碼器：供電電壓：DC24V；輸出方式：AB脈沖；輸出類型：NPN

8、步進(jìn)電機(jī)：扭矩1.8N.m；四線單軸

9、步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器：供電電壓DC24V，H橋雙極恒相流驅(qū)動(dòng)，大3A的八種輸出電流可選；大128的七種細(xì)分模式可選；輸入信號光電隔離；標(biāo)準(zhǔn)共陽單脈沖接口；脫機(jī)保持功能。

10、配有1個(gè)7英寸觸摸屏；DC24V供電，彩色觸摸屏,配有通信下載編程電纜。高清：800X480分辨率；真彩：65535色數(shù)字真彩，豐富的圖形庫；可靠：抗干擾性能達(dá)到工業(yè)III級標(biāo)準(zhǔn)，采用LED背光不黑屏；配置：ARM9內(nèi)核、400M主頻、64M內(nèi)存、64M存儲空間；環(huán)保：低功耗，整機(jī)功耗6W；

11、控制終端：I3/4G/500G/19.5寸。

四、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目

1、可編程控制器高級指令編程

2、運(yùn)行定位特殊功能模塊應(yīng)用技術(shù)

3、單軸定位運(yùn)動(dòng)控制

4、二維雙軸定位運(yùn)動(dòng)控制

5、直線插補(bǔ)技術(shù)應(yīng)用

6、基于PLC控制基礎(chǔ)上的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)軌跡繪制

7、觸摸屏實(shí)驗(yàn)

1）觸摸屏的安裝及供電線路連接

  2）觸摸屏組態(tài)界面制作

  3）觸摸屏與PLC通訊實(shí)驗(yàn)

五、軟件資源包

1、PLC虛擬現(xiàn)實(shí)仿真系統(tǒng)軟件

(1)軟件技術(shù)要求：

本軟件可作為PLC 編程相關(guān)系列教學(xué)輔助類軟件，能在具有物理屬性的3D環(huán)境中進(jìn)行虛擬設(shè)備的設(shè)計(jì)創(chuàng)建及仿真調(diào)試。仿真運(yùn)行具有高度的人機(jī)交互性，界面中的鼠標(biāo)可以作為用戶的雙手進(jìn)行各種與實(shí)際環(huán)境中相同的操作。

軟件在電腦屏幕上構(gòu)建了3D虛擬環(huán)境，全面展現(xiàn)各種復(fù)雜的整體工藝流程。軟件以實(shí)際生產(chǎn)設(shè)備為基礎(chǔ)，從而在計(jì)算機(jī)中構(gòu)建的虛擬設(shè)備，控制端相同，都是用實(shí)際的PLC進(jìn)行編程，學(xué)生就可先在虛擬環(huán)境中進(jìn)行PLC編程調(diào)試訓(xùn)練，而不用擔(dān)心會損毀設(shè)備或者造成其他危害。

PLC虛擬現(xiàn)實(shí)仿真系統(tǒng)軟件創(chuàng)建完成的虛擬設(shè)備必須具有以下三種模式進(jìn)行實(shí)時(shí)地仿真運(yùn)行：

1）采用實(shí)物PLC硬件直接連接電腦虛擬控制端進(jìn)行編程控制；

2）使用軟件虛擬控制端自身的虛擬PLC進(jìn)行編程控制；

3）使用其他虛擬PLC軟件，以TCP/IP通訊方式連接虛擬控制端進(jìn)行PLC編程控制。

(2)軟件實(shí)現(xiàn)的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目

1）材料分揀實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)

2）四層電梯

3）門禁系統(tǒng)

4）交通燈實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)

要求軟件界面的實(shí)物對象與設(shè)備配套的實(shí)物對象*一致，便于學(xué)生按照虛擬實(shí)物編程訓(xùn)練，然后用調(diào)試好的程序控制真實(shí)的實(shí)物對象，不用擔(dān)心損毀設(shè)備或者造成其他危害。

要求此軟件能夠替代實(shí)物模型，含有虛擬主機(jī)、虛擬接線端子、虛擬機(jī)械結(jié)構(gòu)等，要求能真實(shí)模擬實(shí)物模型，要求軟件完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中的四種對象虛擬接線、編程、調(diào)試，節(jié)約建設(shè)實(shí)物模型資金。

為了保證產(chǎn)品質(zhì)量和性能。中標(biāo)后公示期內(nèi)提供軟件到學(xué)校演示，并提供PLC虛擬現(xiàn)實(shí)仿真系統(tǒng)軟件著作權(quán)證書，不符合招標(biāo)技術(shù)要求，虛假響應(yīng)招標(biāo)視為廢標(biāo)處理。

2、電機(jī)實(shí)驗(yàn)開發(fā)教學(xué)系統(tǒng)軟件

要求在該裝置設(shè)備上,可以仿真模擬電機(jī)的運(yùn)行特性實(shí)驗(yàn)，具體實(shí)驗(yàn)如下：直流發(fā)電機(jī)實(shí)驗(yàn)、直流電動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)、三相鼠籠異步電動(dòng)機(jī)工作特性實(shí)驗(yàn)、三相異步電機(jī)變頻調(diào)速實(shí)驗(yàn)、三相同步發(fā)電機(jī)運(yùn)行特性實(shí)驗(yàn)、三相同步發(fā)電機(jī)的并聯(lián)運(yùn)行實(shí)驗(yàn)等，滿足了電機(jī)的主要課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

虛仿真軟件必須要求基于MATLAB設(shè)計(jì)，便于學(xué)生二次開發(fā)設(shè)計(jì)。用戶通過填寫電機(jī)運(yùn)行的相關(guān)參數(shù)，運(yùn)行仿真計(jì)算即可自動(dòng)生成各種電機(jī)特性曲線，學(xué)生可自己研究和設(shè)計(jì)，既滿足基本教學(xué)同時(shí)也可作為電工研究創(chuàng)新平臺使用。

為了保證產(chǎn)品質(zhì)量和性能，中標(biāo)后公示期內(nèi)提供軟件到學(xué)校演示，并提供電機(jī)實(shí)驗(yàn)開發(fā)教學(xué)系統(tǒng)軟件評測報(bào)告和軟件著作權(quán)證書，不符合招標(biāo)技術(shù)要求，虛假響應(yīng)視為廢標(biāo)處理。

六、基于快速控制原型的XY運(yùn)動(dòng)控制平臺

（整個(gè)實(shí)驗(yàn)室配1套，用于創(chuàng)新設(shè)計(jì)和綜合訓(xùn)練，中標(biāo)后提供樣機(jī)演示）

（一）平臺基本要求指標(biāo)                                                                                                                                  

1.由快速控制原型系統(tǒng)、伺服驅(qū)動(dòng)器和工業(yè)級的高精度直線電機(jī)模組組成。

2.滿足單軸電機(jī)各種運(yùn)動(dòng)模式控制試驗(yàn)和兩軸運(yùn)動(dòng)軌跡或同步控制試驗(yàn)課程的需要。

3.自動(dòng)生成代碼，在線觀測記錄數(shù)據(jù)，在線修改參數(shù)，底層源代碼開源，支持對實(shí)物對象的控制。

4.高精度編碼器，可對比開環(huán)控制、半閉環(huán)控制、全閉環(huán)控制效果。

5.機(jī)械本體要模塊化設(shè)計(jì)，可根據(jù)設(shè)計(jì)自行組態(tài)采用不同執(zhí)行電機(jī)和控制不同軸數(shù)的應(yīng)用系統(tǒng)。

（二）主要性能指標(biāo)

1.直線電機(jī)XY平臺模塊

Y軸行程: 500mm       X 軸行程: 500mm

Y 軸驅(qū)動(dòng)力: 30N       X 軸驅(qū)動(dòng)力: 30N

Y 軸運(yùn)動(dòng)速度:1.5m/sec  X 軸運(yùn)動(dòng)速度:1.5m/sec

Y 軸分辨率: 0.075cm   X 軸分辨率:0.075cm

2.主控板參數(shù)指標(biāo)

主控板采用TI TMS320F28335 型號芯片。主控板引出80引腳接口的硬件資源，便于二次開發(fā)，包括18路PWM（其中包括6路HRPWM（高精度）），2組eQEP模塊，6通道eCAP,12位12通道ADC，1組UART，1組RS232，1組CAN，1組SPI,1組I2C；帶板載仿真器。

3.驅(qū)動(dòng)板參數(shù)指標(biāo)

（1）24V-48VDC供電

（2）持續(xù)電流 10A，峰值 20A

（3）通訊總線或PWM占空比控制，支持位置、速度和力矩模式

（4）RS485（默認(rèn)）、RS232、CAN總線（可選）

（5）具備欠壓、過壓、過載、過流、堵轉(zhuǎn)、Hall或編碼器異常報(bào)警等功能

（6）梯形加減速曲線，可以結(jié)合客戶的需求提供對應(yīng)的功能定制服務(wù)

（7）支持以下三種編碼器

光電編碼器的速度、位置控制

采用HALL或HALL和編碼器的速度和位置閉環(huán)

采用磁編碼器的速度、位置閉環(huán)控制

（8）可外接制動(dòng)電阻，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定控制穿梭車等高負(fù)載的產(chǎn)品

（9）長寬高12cm*8cm*2cm

（三）支持實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1、運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)

2、運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)PID控制實(shí)驗(yàn)

3、伺服電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器認(rèn)知調(diào)試實(shí)驗(yàn)

4、二維運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)

5、二維軌跡插補(bǔ)算法研究

6、XY平臺運(yùn)動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)

（四）軟件資源

1.必須是采用基于MBD的開發(fā)方式；

2.MATLAB/Simulink軟件和軟件工具箱：運(yùn)行于Windows操作系統(tǒng)；

3.IO模塊庫：集成于Matlab Simulink環(huán)境中，提供IO模塊的配置；

4.實(shí)時(shí)代碼生成組件TI Target：集成于Matlab Simulink環(huán)境中，實(shí)現(xiàn)由Matlab Simulink模型自動(dòng)生成TI DSP目標(biāo)代碼；

5.編碼器模塊庫，同時(shí)可支持3路編碼器信號采集；                                      6.PWM模塊庫，PWM模塊可獨(dú)立工作也可工作在互補(bǔ)模式；                               

7.ADC模塊庫，同時(shí)可支持18路模擬信號的采集，其中6路為16位精度，12路為12為精度；                                                                          

8.DAC模塊庫，同時(shí)支持4路模擬量信號輸出，范圍在正負(fù)10V，精度為16位；

9.提供的通信模塊包括：SCI通信模塊，SPI通信模塊，IIC通信模塊，CAN通信模塊

10.提供包含各個(gè)模塊的C代碼工程軟件包：sci_echoback，spi_loopback，xintf_run_from，gpio_toggle，eqep_freqcal，epwm_up_aq，ecap_apwm，ecan_a_to_b_xmit，adc_soc，cpu_timer，fpu_software，i2c_eeprom，watchdog

11.監(jiān)控軟件：

支持實(shí)時(shí)修改采樣時(shí)間，變量修改，波形動(dòng)態(tài)顯示，曲線對比，歷史曲線回看（截圖證明）；能在同一屏幕顯示四個(gè)不同窗口信息，也可隨時(shí)調(diào)用單一窗口信息；

系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)10個(gè)變量實(shí)時(shí)顯示，且變量能夠隨輸入值的變化而變化，范圍涵蓋機(jī)器人領(lǐng)域、汽車航空領(lǐng)域、物流電子類等不同類別的場景參數(shù)，能實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)保存，數(shù)據(jù)回顯等；

能完成不同維度通道的15個(gè)變量在線實(shí)時(shí)修改，變量參數(shù)可自定義，函數(shù)庫中涵蓋機(jī)器人、汽車航空類、物流電子類等不同類別的場景參數(shù)，能實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)保存，數(shù)據(jù)回顯等；

（五）控制終端工作站

1.處理器：CPU型號i5-7200U以上，速度2.5GHz以上

2.內(nèi)存：內(nèi)存容量8GB

3.硬盤：1T以上機(jī)械硬盤

4.顯卡：AMD R5以上顯卡

5.顯示器：屏幕尺寸大于14英寸

6.屏幕規(guī)格：比例寬屏16：9

（六）其它關(guān)鍵要求

1.軟件部分必須支持matlab，可以生成在DSP上可直接執(zhí)行的C語言代碼，用戶可自由修改C代碼；