柔性自动化生产线实训平台_工业自动化实训设备

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柔性自动化生产线实训平台

一、产品概述：

LG-MPS06型模块式柔性自动化生产线实训系统是一种最为典型的机电一体化、自动化类产品，它是为职业院校、教育培训机构等而研制的，它适合机械制造及其自动化、机电一体化、电气工程及自动化、控制工程、测控技术、计算机控制、自动化控制等相关专业的教学和培训。它接近工业生产制造现场基础上双针对实训教学进行了专门设计，强化了各种控制和工程实践能力。系统包含了机电一体化专业中的气动、电机驱动与控制、PLC、变频器、触摸屏、传感器等多种控制技术，适合相关专业学生进行工程实践、课程设计及初上岗位的工程技术人员进行培训。

参考图

二、技术参数：

1、输入电源：单相三线AC220V ±10% 50Hz

2、工作环境：环境温度范围为-5℃～+40℃ 相对湿度＜85%（25℃）海拔＜4000m

3、装置容量：＜1.5kVA

4、设备外型尺寸：2820mm×1720mm×1400mm

5、单站工作台尺寸：860mm×470mm×1400mm

三、系统组成：

（一）上料检测单元

由料斗、回转台、货台、螺旋导料机构、直流减速电机（10W/24V 5r/m）、光电开关、电气安装板等组成。主要完成将工件从回传上料台依次送到搬运工位。

主要技术指标：

名称	型号规格	数量	参考图
工作台	860mm×470mm	1
供电电源/工作电压	AC220V 50Hz /DC24V 2A	1
工作气压	0.5MPa
PLC模块	西门子S7-1200 CPU1214C 数字量14 点输入/10 点输出，模拟量 2 路输入2 路输出，1 个以太网通信端口	1
直流减速电机	10W/24V 5r/m	1
检测传感器	光电漫反射检测距离50-300mm、磁感式	4

实训内容：

1、第一站传感器实验

2、第一站机械安装调试实验

3、电气回路实验

4、PLC基本指令学习和实际应用实验

5、第一站上料程序控制实验

6、第一站系统故障检测实验

7、第一、二站联网程序控制实验

（二）搬运、传送带站

传送带站

由输送带、检测机构、推料气缸、分拣料槽、交流电动机、变频器、同步带轮、光电传感器、色标传感器等组成，主要完成对工件的输送及分拣。

主要技术指标：

名称	型号规格	数量	参考图
工作台	860mm×470mm	1
供电电源/工作电压	AC220V 50Hz/DC24V 2A	1
工作气压	0.5MPa
PLC模块	西门子S7-1200 CPU1214C 数字量14 点输入/10 点输出，模拟量 2 路输入2 路输出，1 个以太网通信端口	1
变频器	V20 0.37KW 220V	1
不回转气缸	行程 100mm	1
旋转气缸	90°	2
标准气缸		4
传送带	电机、皮带套件	1
检测传感器	光电、光纤、磁感式、色标	15

实训内容：

1、第二站气动元件和回路学习

2、第二站传感器实验

3、第二站机械安装调试实验

4、电气回路实验

5、PLC基本指令学习和实际应用实验

6、第二站工件传送程序控制实验

7、第二站系统故障检测实验

8、第二、三站联网程序控制实验

（三）加工单元

由旋转工作台、平面推力轴承、直流减速电机（10W/24V 5r/m）、刀具库（3种刀具）、升降式加工系统、加工组件、检测组件、光电传感器、转台到位传感器、步进电机、步进电机驱动器、电气挂板等组成。主要完成物料加工和深度的检测。工件在旋转平台上被检测及加工。旋转平台由直流电机驱动。平台的定位由继电器回路完成，通过电感式传感器检测平台的位置。工件在平台并行完成检测及钻孔的加工。在进行钻孔加工时，夹紧执行件夹紧工件。加工完的工件，通过电气分支送到下一个工作站。

主要技术指标：

名称	型号规格	数量	参考图
工作台面	860mm×470mm	1
供电电源/工作电压	AC220V 50Hz/DC24V 2A	1
工作气压	0.5Mpa
PLC模块	西门子S7-1200 CPU1214C 数字量14 点输入/10 点输出，模拟量 2 路输入2 路输出，1 个以太网通信端口	1
直流减速电机	10W/24V 5r/m	1
步进电机	三相2.8A 步距角1.2°	1
步进电机驱动器	DM556 DC18-50V供电 ,10000脉冲/圈	1
双导杆气缸	行程：40mm	1
单杆气缸	行程：50mm	2
检测传感器	光电、电感、磁感式	8

实训内容：

1、第三站气动元件学习

2、第三站传感器实验

3、第三站机械安装调试实验

4、电气回路实验

5、PLC基本指令学习和实际应用实验

6、第三站多工位工作台程序控制实验

7、第三站系统故障检测实验

8、第三、四站联网程序控制实验

（四）搬运单元

由机械手、直线移动机构、无杆气缸、薄型气缸、单杆气缸、平行气夹、工业导轨、电气安装板等组成，主要完成对工件的提取及搬运。提取装置上的气爪手将工件从前一站提起，并将工件根据前站的工件信息结果传送到下一单元。本工作单元可以与其他工作单元组合并定义其他的分类标准，工件可以被直接传输到下一个工作单元。

主要技术指标：

名称	型号规格	数量	参考图
工作台	860mm×470mm	1
供电电源/工作电压	AC220V 50Hz/DC24V 2A	1
工作气压	0.5MPa
PLC模块	西门子S7-1200 CPU1214C 数字量14 点输入/10 点输出，模拟量 2 路输入2 路输出，1 个以太网通信端口	1
直线滑台	行程：600mm	1
单杆气缸	行程：30mm	1
不回转气缸	行程：50mm	1
平行气夹	缸径:16mm	1
步进电机驱动器	64细分 DM556	1
步进电机	1.5A 角距：1.8度	1
检测传感器	磁感式	8

实训内容：

1、第四站气动元件和回路学习

2、第四站传感器实验

3、第四站机械安装调试实验

4、电气回路实验

5、PLC基本指令学习和实际应用实验

6、第四站机械手搬运程序控制实验

7、第四站系统故障检测实验

8、第四、五站联网程序控制实验

（五）分类仓储单元

由步进电机、步进电机驱动器、滚株丝杆、立体库、推料气缸、电感传感器、电磁阀、电气安装板等组成。主要完成对成品工件分类存储。

主要技术指标：

名称	型号规格	数量	参考图
工作台面	860mm× 470mm	1
供电电源/工作电压	AC220V 50Hz/DC24V 2A	1
工作气压	0.5MPa
PLC模块	西门子S7-1200 CPU1214C 数字量14 点输入/10 点输出，模拟量 2 路输入2 路输出，1 个以太网通信端口	1
伺服控制器	SG-15A	2
伺服电机	60SY	2
单杆气缸	行程：50mm	1
滚珠丝杆	行程≥370mm	2

实训内容：

1、第五站气动元件和回路学习

2、第五站机械安装调试实验

3、电气回路实验

4、PLC基本指令学习和实际应用实验

5、第五站工件分类程序控制实验

6、第五站系统故障检测实验

7、第五和主控站联网程序控制实验

8、全部五站联网程序控制实验

9、步进电机驱动控制实验

（六）主控单元：

主要完成监视各分站的工作状态并协调各站运行，完成工业控制网络的集成。总线结构采用工业以太网通信，使各站之间的控制信息和状态数据能够实时相互交换。

1、主要技术指标：

名称	规格	数量	单位
触摸屏	昆仑通态TPC7062TI 7英寸	1	台
西门子S7-1500主机	CPU 1511-1 PN	1	台
	存储卡：4 MB	1	台
	S7-1500 安装导轨：160 mm	1	台
	PM1507：额定输入电压 120 V / 230 V AC 自适应，输出24 V / 3 A	1	台
工业交换机	台湾 MOXA EDS-208 8端口	2	台

（七）MCGS工业组态监控软件：

当5个单元全部进入联网状态时，管理员能够通过组态监控机中各种组态按钮方便的控制整个系统的运行、停止等。每个单元的工作状态以及工件的材质、颜色等在监控画面上也能够清楚的看到。

（八）配件

序号	名称	规格	数量	单位	备注
	工件	白色工件	12	只
		蓝色、红色工件	8	只
		黑色工件	12	只
	PLC编程电缆		5	套
	PLC编程软件	博图V13 MCGS	1	套
	配套工具	工具箱：十字长柄螺丝刀，大、中、小号一字螺丝刀，中、小号十字螺丝刀，剥线钳，尖嘴钳，剪刀，电烙铁，镊子，活动扳手，内六角扳手（9把）	1	套
	配套光盘	使用手册、程序等	1	套
	空气压缩机	静音空气压缩机	1	台	静音

（九）实验室智能电源管理系统

实训室总体智能电源管理系统由主电路、控制电路、检测保护电路、显示电路、语音报警电路等组成，整个实验室配置一套管理系统。

主要功能：

1、上电系统自测

（1）主电路及控制电路上电后对线路系统进行输入电压的过压、欠压；线路对地漏电；输出负载过流的检测，任一故障存在电源输出断开。（需提供演示）

（2）故障内容有相应文字显示。

（3）对故障进行语音报警。（需提供演示）

2、运行检测保护

（1）输入过压、欠压、输出过流、漏电，任一故障出现将自动跳闸，实施保护。（需提供演示）

（2）对故障进行语音报警。（需提供演示）

（3）保护阀值可进行现场设置。（需提供演示）

3、漏电功能测试

（1）按下漏电测试按钮，装置会自动提供一个漏电测试信号，使保护器跳闸。

（2）重新进行上电进入自己检测状态，文字显示“开机检测中....”，无故障情况下，实训室智能电源管理系统恢复供电。

4、过压保护

（1）运行中，出现输入过压，实训室智能电源管理系统将跳闸。

（2）对应的“过压相”进行文字显示。

（3）语音播报“线路过压，请注意”。

5、过流保护

（1）运行中，三相电源中任一相出现过流，实训室智能电源管理系统将跳闸。

（2）对应的“过流相”进行文字提示。

（3）语音播报“线路过流，请注意”

6、漏电保护

（1）运行中，三相中任一相出现漏电，实训室智能电源管理系统将跳闸。

（2）对“漏电”进行文字显示。

（3）语音播报“线路漏电，请注意”。

7、电源监控

（1）可对各相电压进行数值显示及曲线显示，显示精度±5V

（2）可对各相电流进行数值显示及曲线显示，显示精度±0.1A

（3）高压保护电压设置：

①设置范围<300V，输入1A;

②动作时间：2-5S，输入单位0.1S

（4）欠压保护电压设置：

①设置范围：>154V，输入单位1V

②动作时间：2-5S，输入单位0.1S

(5)过流保护电流设置：

①设置范围：<20A,输入单位0.01A;

②动作时间：0.5-2S，输入单位0.1S

（十）云智能实验室安全管理系统

本平台将无线传输、信息处理等物联网技术应用用于自动化远程控制。设备端运行状态、数据参数等上传至云平台。物联网系统的传感层、传输层和应用层关联掌握数据与分析数据。

（1）电压、电流等模拟量数据显示。（需提供演示）

（2）输入开关监控，输出开关等数字量控制。（需提供演示）

（3）远程控制启停状态，给定输出电压值的。（需提供演示）

（4）显示输入输出电压值的历史数据。

（5）可按照日期、日间进行查询历史数进行查询。

（6）报警信号为PLC主机模拟量采集数值或者开关量可以自由设定，如当模拟量输入超过设定电压时产生报警，通过物联网自动化应用软件将报警信号上传到云平台，通过云平台向设置的终端推送报警信号，每台设备可对应多个终端设备

（7)通过手机端可以实现远程控制PLC的输出及监视PLC的输入状态变化。

(8)数据显示画面：画面显示输入电压数值，输出电压监控，开关状态输入，开关控制输出，以及云端连接二维码。

(9)联网设置界面：设置现场数据连接云平台后台数据库管理。

（10）为保证软件正版，需提供云智能实验室安全管理系统软件著作权证书复印件原件备查。

六、配套软件要求

★1、PLC编程软件:博图V14、MCGS

2、PLC控制编程仿真软件

1）软件特点：

（1）软件以西门子PLC为原型，实现基本指令、应用指令以及顺序控制指令的仿真模拟。

（2）软件通过实训要求，了解实训目的和控制要求。

（3）实训器件采用三维仿真实物组件，让学生了解控制实验中所需的元件。

（4）通过器件库，学生可进行器件布局，对各控制回路进行模拟接线。

（5）通过I/O分配布置，将鼠标移到I/O分配地址资源相应部分能查看到相对应的实物。

（6）通过符号库，选择正确的符号放置有T型图正确位置，实现接线仿真。

（7）在原理图中进行模拟仿真连接电路，按步骤连接正确后才能进行下一条的接线操作。

（8）接线完成实现通电运行，通过鼠标进行上电运行，软件会以动画形式进行动作演示。

2）软件仿真项目

（1）双面铣床控制

（2）工业洗衣机控制

（3）皮带运输线控制

（4）电镀生产线控制

（5）运料小车控制

（6）音乐喷泉控制

（7）简易机械手控制

（8）大小球传送装置控制

（9）循环彩灯控制

（10）停车场车位控制

（11）小推车控制

（12）三层电梯控制

（13）电动机启停控制

（14）电动机正反转控制

（15）电动机循环正反转控制

（16）可逆运行反接制动控制

（17）三速电机控制

（18）星角降压启动控制

（19）数码管点亮控制

（20）交通灯控制

（21）恒压供水系统控制

★投标时提供PLC控制编程仿真软件著作权证书原件备查。

2、智能制造生产线虚拟仿真系统

通过本系统软件了解组成智能制造生产线的电气、气动、PLC等元件的工作原理并对机电系统的设计、分析进行虚拟仿真。通过选择元件利用符合绘制二维回路图或利用三维模型在系统内实现智能制造的动作而进行虚拟仿真。本系统不仅实现工厂的三维仿真使虚拟现实仿真更加逼真，而且把通过仿真验证的控制逻辑单元可用作监视及控制模块，使能够实现并行工程及软件、硬件的并行设计。

仿真基本模块包括：

反馈控制和顺序控制系统
指示灯的与门(AND)控制
物品传送装置
单向气缸控制
双缸联动控制
带式输送装置系统
滚筒式输送装置系统
指示灯顺序闪烁回路
自动控制标记打印操作控制
电梯控制
气压控制移动装置
工业机器人控制
带式传送带实习装置
气压传动流水线实验装置

▲正版软件，投标时提供智能制造生产线虚拟仿真系统软件著作权证书复印件加盖厂家公章备查并现场演示。

★3、教学课件资源

（1）PLC的认知：S7-1200PLC简介、S7-1200PLC工作原理及运行模式、S7-1200PLC特点、S7-1200PLC扩展功能、PLC应用技术人才培养；

（2）TIA 博图软件的使用：TIA 博图集成软件开发平台、TIA 博图集成软件简介、入门实例；

（3）实训项目示范：八路抢答器编程、三相异步电机的星三角降压启动、运料小车往返控制、十字路口交通灯的控制、电动机组的启停控制、HMI控制液体混合、变频器的电机控制。

（4）小型自动化生产线的设计：该系统具有产品的搬运、检测和传输分拣功能，整个系统由送料单元、机械手搬运单元、步进电机多点定位输送单元和传送带输送分拣单元等组成。具体的项目设计要求如下：

1）本设计的要求使用通过触摸屏与控制台按钮操作，控制生产线的自动运行。生产线通电以后，系统自行检测初始状态是否满足运行条件，如不满足则自行复位或手动调整，若满足则触摸屏显示准备就绪；

2）在准备就绪的情况下，按下启动按钮，生产线开始按顺序运行，供料单元开始工作，电机驱动转盘将工件送到物料台上；电机运行10秒后，若物料台光电开关没有检测到物料，说明已没有物料，开始报警；若检测到物料，则一号搬运机械手开始动作；

3）物料台有料，一号机械手臂伸出并下降夹取工件，夹取到工件后机械手上升缩回并旋转到右侧限位；然后机械手伸出下降将工件放到步进电机输送单元的供料台上，一号搬运机械手恢复到初始状态，等待下一次运行；

4）当步进电机输送单元传感器检测到供料台工件后，步进电机前往高度检测单元进行检测；到达后通过超声波传感器进行高度检测，检测完毕后；步进电机运行到二号搬运机械手位置；

5）到达二号搬运机械手位置后；二号搬运机械手伸出、爪夹取工件，机架台上升，旋转到右限位，伸出手臂，机架台下降，手爪放松，将工件放到传送带上，同时二号搬运机械手复位；

6）当传送带单元传感器检测到工件时，传送带开始工作，根据工件的颜色、材料进行分拣；分拣结束后，供料台回到供料位置，等待下一次运行。

四、实训项目：

1、了解传感器的应用

2、观察气动元件的应用

3、掌握PLC控制技术

模块式柔性自动化生产线实训系统八个工作站各自都有一套PLC主机，可分成八个完全独立的工作站进行实训，在对各单元生产工艺和电气控制系统的构成熟悉后，通过PLC编程可完成：

1）系统故障检测

2）工件上料程序控制

3）工件搬运程序控制

4）工件检测程序控制

5）工件搬运安装程序控制

6）工件安装程序控制

7）工件分类程序控制

8）多工作工位程序控制

9）工作单元联网程序控制

10）步进电机驱动控制

11）机械手搬运控制

12）成废品分拣控制

13）变频调速控制

14）传输带控制等

4、电气控制系统安装调试

5、机械系统安装调试

6、电机驱动调试

7、系统维护和故障检测技术

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