機電一體化控制綜合實訓平臺, 

機電一體化控制綜合實訓平臺

 一、技術參數(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：具有漏電壓、漏電流保護，安全符合標準

二、產(chǎn)品要求

1、實訓平臺包含實訓桌（型材結(jié)構(gòu)）、網(wǎng)孔板、可編程控制器、雙軸運動功能模塊、軌跡描繪機構(gòu)、交流伺服電機及驅(qū)動器、控制按鈕盒、編程軟件、工控組態(tài)軟件等部分。同時，計算機顯示器固定在實訓裝置上，配有計算機主機架。

2、實訓裝置的執(zhí)行機構(gòu)使用直線導軌，傳動機構(gòu)高精度滾珠絲杠，可實現(xiàn)雙軸同步傳動和單軸獨立傳動，具有高精密定位功能和平面復雜軌跡運行功能，可完成各種高精度、高難度平面運行軌跡描繪。

三、主要配置

1、PLC主機：晶體管輸出，24VDC供電，18輸入12輸出。

2、伺服電機：伺服電機 1FL6，高性能磁性材料，結(jié)構(gòu)堅固，整個電機(包括連接器)的防護等級為IP65，轉(zhuǎn)矩波紋低，運行平穩(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/導向鍵。

3、伺服電機驅(qū)動器：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2套；電感式接近開關2套；霍爾接近開關2套；光電開關2套

7、編碼器：供電電壓：DC24V；輸出方式：AB脈沖；輸出類型：NPN

8、步進電機：扭矩1.8N.m；四線單軸

9、步進驅(qū)動器：供電電壓DC24V，H橋雙極恒相流驅(qū)動，大3A的八種輸出電流可選；大128的七種細分模式可選；輸入信號光電隔離；標準共陽單脈沖接口；脫機保持功能。

10、配有1個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：抗干擾性能達到工業(yè)III級標準，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，整機功耗6W；

11、控制終端：I3/4G/500G/19.5寸。

四、實訓項目

1、可編程控制器高級指令編程

2、運行定位特殊功能模塊應用技術

3、單軸定位運動控制

4、二維雙軸定位運動控制

5、直線插補技術應用

6、基于PLC控制基礎上的復雜運動軌跡繪制

7、觸摸屏實驗

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通訊實驗

五、軟件資源包

1、PLC虛擬現(xiàn)實仿真系統(tǒng)軟件

(1)軟件技術要求：

本軟件可作為PLC 編程相關系列教學輔助類軟件，能在具有物理屬性的3D環(huán)境中進行虛擬設備的設計創(chuàng)建及仿真調(diào)試。仿真運行具有高度的人機交互性，界面中的鼠標可以作為用戶的雙手進行各種與實際環(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)各種復雜的整體工藝流程。軟件以實際生產(chǎn)設備為基礎，從而在計算機中構(gòu)建的虛擬設備，控制端相同，都是用實際的PLC進行編程，學生就可先在虛擬環(huán)境中進行PLC編程調(diào)試訓練，而不用擔心會損毀設備或者造成其他危害。

PLC虛擬現(xiàn)實仿真系統(tǒng)軟件創(chuàng)建完成的虛擬設備必須具有以下三種模式進行實時地仿真運行：

1）采用實物PLC硬件直接連接電腦虛擬控制端進行編程控制；

2）使用軟件虛擬控制端自身的虛擬PLC進行編程控制；

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行PLC編程控制。

(2)軟件實現(xiàn)的實訓項目

1）材料分揀實訓系統(tǒng)

2）四層電梯

3）門禁系統(tǒng)

4）交通燈實訓系統(tǒng)

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

要求此軟件能夠替代實物模型，含有虛擬主機、虛擬接線端子、虛擬機械結(jié)構(gòu)等，要求能真實模擬實物模型，要求軟件完成實驗項目中的四種對象虛擬接線、編程、調(diào)試，節(jié)約建設實物模型資金。

為了保證產(chǎn)品質(zhì)量和性能。中標后公示期內(nèi)提供軟件到學校演示，并提供PLC虛擬現(xiàn)實仿真系統(tǒng)軟件著作權(quán)證書，不符合招標技術要求，虛假響應招標視為廢標處理。

2、電機實驗開發(fā)教學系統(tǒng)軟件

要求在該裝置設備上,可以仿真模擬電機的運行特性實驗，具體實驗如下：直流發(fā)電機實驗、直流電動機實驗、三相鼠籠異步電動機工作特性實驗、三相異步電機變頻調(diào)速實驗、三相同步發(fā)電機運行特性實驗、三相同步發(fā)電機的并聯(lián)運行實驗等，滿足了電機的主要課程實驗教學。

虛仿真軟件必須要求基于MATLAB設計，便于學生二次開發(fā)設計。用戶通過填寫電機運行的相關參數(shù)，運行仿真計算即可自動生成各種電機特性曲線，學生可自己研究和設計，既滿足基本教學同時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，中標后公示期內(nèi)提供軟件到學校演示，并提供電機實驗開發(fā)教學系統(tǒng)軟件評測報告和軟件著作權(quán)證書，不符合招標技術要求，虛假響應視為廢標處理。

六、基于快速控制原型的XY運動控制平臺

（整個實驗室配1套，用于創(chuàng)新設計和綜合訓練，中標后提供樣機演示）

（一）平臺基本要求指標                                                                                                                                  

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

2.滿足單軸電機各種運動模式控制試驗和兩軸運動軌跡或同步控制試驗課程的需要。

3.自動生成代碼，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.機械本體要模塊化設計，可根據(jù)設計自行組態(tài)采用不同執(zhí)行電機和控制不同軸數(shù)的應用系統(tǒng)。

（二）主要性能指標

1.直線電機XY平臺模塊

Y軸行程: 500mm       X 軸行程: 500mm

Y 軸驅(qū)動力: 30N       X 軸驅(qū)動力: 30N

Y 軸運動速度:1.5m/sec  X 軸運動速度: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

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)動板參數(shù)指標

（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）、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的功能定制服務

（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）可外接制動電阻，實現(xiàn)穩(wěn)定控制穿梭車等高負載的產(chǎn)品

（9）長寬高12cm*8cm*2cm

（三）支持實驗內(nèi)容

1、運動控制系統(tǒng)基礎實驗

2、運動控制系統(tǒng)PID控制實驗

3、伺服電機及驅(qū)動器認知調(diào)試實驗

4、二維運動控制應用系統(tǒng)開發(fā)

5、二維軌跡插補算法研究

6、XY平臺運動控制實驗

（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.實時代碼生成組件TI Target：集成于Matlab Simulink環(huán)境中，實現(xiàn)由Matlab Simulink模型自動生成TI DSP目標代碼；

5.編碼器模塊庫，同時可支持3路編碼器信號采集；                                      6.PWM模塊庫，PWM模塊可獨立工作也可工作在互補模式；                               

7.ADC模塊庫，同時可支持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，同時支持4路模擬量信號輸出，范圍在正負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：

支持實時修改采樣時間，變量修改，波形動態(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不同窗口信息，也可隨時調(diào)用單一窗口信息；

系統(tǒng)能實現(xiàn)10個變量實時顯示，且變量能夠隨輸入值的變化而變化，范圍涵蓋機器人領域、汽車航空領域、物流電子類等不同類別的場景參數(shù)，能實時數(shù)據(jù)保存，數(shù)據(jù)回顯等；

能完成不同維度通道的15個變量在線實時修改，變量參數(shù)可自定義，函數(shù)庫中涵蓋機器人、汽車航空類、物流電子類等不同類別的場景參數(shù)，能實時數(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；