LG-JD02A型机电一体化实训工作站_机电一体化实训工作站

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LG-JD02A型机电一体化实训工作站

品牌：理工伟业咨询电话：010-82827827 82827835

一、设备概述

LG-JD02A型 机电一体化实训工作站采用“模块化”的设计理念，标准化电路接口、气路接口和机械接口。总体由工作台、电气控制挂板、环形输送分拣应用模块等构成。工作站包含实训平台、控制挂板、应用模块、电脑桌组成，实训平台采用优质铝型材做骨架，铝型材立柱与实训桌面连接。左右两侧及后面封装优质钢板，正面设计储物柜与抽屉。
机电一体化实训工作站主体工作台分为实训电源区、控制对象实训区、控制挂板实训区、工具耗材存放区三个区域，控制对象实训区可以放置任意机电类的模块化应用模块作为控制对象设备，控制挂板区可以放置模块化的PLC控制挂板，用户根据专业课程和实训需求配置外围设备，满足用户学校不同层次，不同专业的教学及培训要求。

二、设备特点

1、知识技能全面性
设备涉及PLC应用技术、触摸屏应用技术、通信应用技术、交流伺服应用技术、交流变频应用技术、电力电子应用技术、传感器应用技术、气动控制技术、机械装调技术等机电一体化知识性能。
2、实训教学功能相结合
设备组合灵活，模块扩展方便，增加减少各功能模块，不影响其它模块的安装与接线。可以进行更加灵活的题目输出。设备有多个工作单元，每个单元侧重于不同的知识与技能，方便教学展开，同时高度模块化的设计，又让设备的维修与维护变得相当简单更方便于教学实训。
3、组合灵活性
可灵活搭配，模块化的设计，可以模块装调，位置灵活调整，总装连接迅速方便；单元中自由组合模块连接进行实训

三、设备技术参数

1、工作电源：三相五线 AC380V±10% 50HZ
2、电源输出：AC380V/AC220V/DC24V
3、工作站尺寸：L1800*W750*H1600mm
4、环境湿度：≤90％无水珠凝结
5、环境温度：－10℃～40 ℃
6、智能化云控制系统
（1）电气系统
1）额定电压与频率：支持AC 220V（适合单相和两相电路）及AC 400V（三相和四相电路），适应不同电压等级的电气系统，额定频率为50Hz或60Hz，满足全球多数电网需求。
2）极数：提供2P（两极）和4P（四极）版本，适用于不同类型的电路配置。
3）额定电流：覆盖10A至100A广泛范围，满足不同负载需求。
4）壳架等级额定电流：100A，表明设备框架能承受的最大电流。
5）短路分断能力：具备3kA或6kA的额定短路分断能力，确保在短路时迅速切断故障电流，保护线路和设备安全。
6）功耗低：最大功耗≤0.9W，有助于节能减排。
7）过载与短路保护：微断云控智能断路器首先是一个传统的电气保护设备，内置有热磁脱扣器。当电路中电流超过额定值（过载）或瞬间产生巨大电流（短路）时，热元件和磁元件会分别响应电流的热效应和磁效应，导致脱扣机构动作，从而迅速断开电路，保护电气设备免受损害。
8）漏电保护：通过内置的漏电保护模块，实时监测电路的剩余电流（即流入与流出电流的差值）。一旦剩余电流达到预设值（如30mA或100mA），漏电保护会在极短时间内（<0.1秒）动作，切断电路，防止人体触电事故。
9）机械寿命：≥10000次开关操作，保证长期使用下的稳定性能。
10）电气寿命：>6000次操作，确保电气性能的持久可靠。
（2）智能化控制功能
1）本地控制：微断云控智能断路器保留了手动控制接口，用户可以直接通过断路器上的物理按钮进行电路的通断操作，或者连接外部控制信号线，实现自动化控制。
2）远程控制：通过集成的通信模块（如Wi-Fi、4G/LTE等），微断云控智能断路器能够接入互联网。用户通过手机APP、或电脑网页等远程控制平台，向云服务器发送控制指令。云服务器接收到指令后，通过安全的通信协议转发给相应的智能断路器，使其执行开关操作。
故障诊断与报警：内置的传感器和微处理器能够实时监测电路状态和设备本身的工作状况。一旦检测到异常（如过温、短路后未复位等），信息会被上传至云端，云平台随即向用户发送报警通知，提示进行维修或检查。
3）Wi-Fi连接：支持Wi-Fi连接，方便用户通过智能手机等设备远程控制和监控。
4）场景联动：兼容智能家居系统，可与其他智能设备联动，实现自动化场景设置，如离开模式自动关闭非必要电器。
5）语音控制：与小爱音箱等智能音箱配合，支持语音指令控制，提高操作便利性。
6）多人控制：通过网络连接，允许多个用户授权后共同控制，便于多成员间共享管理权限。
（3）物联网与云计算功能
1）云平台：云端服务器是整个系统的大脑，负责数据的收集、存储、分析与处理。所有连接的智能断路器状态数据汇总至云端，用户可以在任何时间、地点通过互联网访问这些数据，查看设备状态、历史记录和报警信息。
2）数据分析与优化：借助云计算能力，云平台能够对收集来的大量数据进行深度分析，识别用电模式，预测潜在问题，甚至根据用户习惯提供用电效率建议。此外，系统能够通过固件更新持续优化断路器的性能和功能。
（4）安全与隐私
1）在实现远程控制和数据传输的过程中，微断云控系统采用加密通信技术，确保数据传输的安全性和用户隐私的保护，防止非法入侵和数据泄露。
2）微断云控智能断路器通过融合传统电气保护技术与现代信息技术，实现了对电路的智能化、远程化管理，提高了电气系统的安全性和运维效率。
★投标时提供智能物联网系统应用软件著作权证书原件备查。
7、安全保护功能：安全保护措施：急停按钮、具有接地保护、漏电保护、过流保护功能，安全性符合相关的国家标准。采用高绝缘的安全型插口及带绝缘护套的高强度安全型实验导线。
四、工作台
1、主桌体
主桌体采用优质铝型材做骨架，由 6630R 铝型材立柱与实训桌面连接。左右两侧及后面封装优质钢板，外表面喷涂彩色环氧聚塑，整机既坚固耐用，又美观大方。采用25mm厚高密度纤维板外贴防火板，PVC 截面封边，桌边鸭嘴型设计。桌面具有耐磨、耐热、耐污、耐烟灼、耐火、耐菌、防霉、抗静电及易清洁等特点。桌体下部两侧设有储物空间和3个抽屉。桌子的底部采用带刹车的万向轮，移动和固定两相宜，方便调整设备的摆放位置。
2、网孔板
网孔板采用1.5mm优质不锈钢板折弯成型，两侧安装有拉手。网孔采用椭圆长孔加工，整体设计规范、合理，使各类元器件在任何角度、任何方位都能轻松装配、调整。网孔板倾斜角度符合人体力学。
3、电源控制屏
采用优质钢板做骨架，经过机械加工成型，外表面静电喷彩色环氧塑粉，坚固耐用，美观大方。操作面板文字符号采用现代彩色 UV 打印技术处理，使面板标识清晰且经久耐用。面板部件包括总电源通断开关、电源指示灯、电源安全插座输出、控制变压器安全插座交流电输出、直流电源插座输出。
4、电气控制挂板
（1）功能：电气控制挂板安装于主桌体上，采用可拆卸式斜面放置，挂板上会安装有PLC模块、触摸屏、变频器、步进驱动器、伺服系统与低压电器元件（断路器、熔断器、中间继电器、交流接触器、开关电源、工业交换机等）。挂板上下两端安装有铝制拉手，方便挂板装卸。
（2）电气挂板结构：采用1.5mm冷轧钢板折弯成型，表面静电喷塑处理。
（3）保护功能：具有过流、过压、欠压等保护。
5、电脑桌
电脑桌采用优质Q235冷轧钢板折弯焊接加中纤板台面组装而成，包括台面、键盘抽屉、主体架等部分，桌腿安装4个万向轮，方便实训活动时因编程线不够长度而需要移动电脑桌。
6、产品配件包
配件包是由设备安装、调试、实训所需要的配件、配线、耗材等组成，包括PLC编程线、通讯线、空气压缩机、排插座、物料、安装耗材等。

四、环形输送分拣应用模块

1、功能：该任务模拟生产线自动化控制，变频器控制输送带电机实现调速功能；通过光纤、光电、金属、RFID等多种传感器检测，PLC控制多种气缸动作完成上料、分拣、搬运、入仓等多种功能，端口采用全开放设计。
2、结构：模型底板由8mm 厚钢板喷塑而成，装有四个黑色铸铝拉手，方便搬运。底板上方有环形输送带、气动机械手、搬运龙门架、分拣机构、变频电机、伺服电机、多种传感器及气缸等组成。
3、三相交流减速电机
（1）型号：4IK25GN-S3/4GN50K
（2）额定电压：380V
（3）功率：25W
（4）减速比:1:50
4、伺服电机
（1）额定功率： 0.1kW
（2）额定转矩： 0.32Nm
（3）额定电流： 1.3A
（4）额定转速： 3000
（5）电压： 220V
（6）编码器类型： 23bit多圈绝对值编码器
5、步进电机
(1) YK42XQ47-02A
(2) 额定电压：3V
(3) 额定电流：2A
(4) 步角距：1.8°
(5) 电机长度：49mm
(6) 保持转矩：0.48N.m
(7) 电机线数：4线
(8) 步距精度：5%
(9) 绝缘电阻:100MΩ Min 500VDC
(10) 耐压:500V AC 1minute
(11) 径向跳动：最大0.02mm(450g负载）
(12) 轴向跳动：最大0.08mm(450g负载）
6、数字光纤传感器
（1）型号：FM-E31
（2）电源电压：12V至24VDC±10%
（3）控制输出：NPN型
（4）保护电路：电源具有逆电极保护、输出具有过流保护、过电压保护功能
（5）输出功能：LIGHT-ON/DARK-ON(开关选择）
（6）延时功能：断开延时计时器/开启延时计时器/单次计时器
（7）响应时间：50μs（HIGH SPEED)/250μs（FINF)1ms(SUOER)/16ms(MEGA)。
7、光纤头
(1) 型号：FN-D076
(2) 检测距离：20至190mm
(3) 最小弯曲半径：R20。
8、金属传感器
(1) 型号：E2E-X10ME1
(2) 检测头尺寸：M18
(3) 检测距离：10mm±10%,
(4) 设定距离：0-8mm,
(5) 电源电压：DC12-24V,
(6) 输出NPN格式；
9、圆柱型光电传感器
(1) 型号：UE-11D,
(2) 控制输出：NPN型，
(3) 检测范围：11cm，
(4) 反应时间：最迟1.5ms，
(5) 电源电压：12V至24VDC±10%。
10、工业RFID读写器：
(1) 可支持达至1.5W射频功率；
(2) 感应距离可达20cm
(3) 颜色：黑色+不锈钢；
(4) 外形长：82mm；
(5) 前端直径：32mm；
(6) 调整距离外径：35/38mm；
(7) 线长：1500mm；

五、主要元器件选型

1、可编程控制器：西门子 S7-1200 主机 1214C/DC/DC/DC
2、触摸屏：昆仑通态TPC7032KT
3、变频器系统：西门子V20
4、伺服系统：SD300
5、空气压缩机：TY-12L
6、步进驱动器：YKE2305M、步进电机：YK42HB47-02A

六、设备配置清单

序号	物料名称	规格型号	单位	数量	备注
(一)环形输送分拣
1	伺服电机		1	台
2	伺服驱动器		1	台
3	步进电机	57步进电机	1	台
4	步进驱动器		1	台
5	三相异步电机		1	台
6	电磁阀		1	台
7	气缸		1	台
（二）控制挂板配
1	触摸屏	TPC7032Kt	套	1
2	交换机	8口	个	1
3	开关电源	DC24V	个	1
4	漏电开关	2P+N	个	1
5	PLC系统	西门子 S7-1200 主机 1214C/DC/DC/DC	个	1
（三）工作台
1	电源控制屏		套	1
2	型材主桌体		套	1
（四）辅助设备资源
1	培训资源包		套	1
2	电脑桌	6006001100mm	张	1
3	凳子	座直径:32CM宽度:40CM座高:45CM 白色	张	1
4	空气压缩机		套	1	一室配一套
（五）产品配件包
1	网络跳线	8P 3M 蓝色	条	1
2	USB数据线	A型公插头转B型公插头 3M 蓝色	条	1
3	工业级电源插座	3位10A 线长2米	个	1

七、配套系统软件课件

1、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。★投标时现场演示以下.1-1.4项功能视频。
主要功能：
1.1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。
（2）故障内容有相应文字显示。
（3）对故障进行语音报警。
1.2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。
（2）对故障进行语音报警。
（3）保护阀值可进行现场设置。
1.3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。
1.4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”。
1.5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”
1.6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”。
1.7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
2、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。
(2)输入开关监控，输出开关等数字量控制。
(3)远程控制启停状态，给定输出电压值的。
(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。
★需提供云智能实验室安全管理系统软件著作权证书原件备查，并现场演示1-3项功能视频。
3、PLC编程教学课件资源
（1）S7-1200PLC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）控制单元的程序设计、指令编写、硬件选型和设计、课后思考与练习等内容。模块至少包括：八路抢答器、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、G120变频器的电机控制。
（4）小型自动化生产线的设计
课件资源具有产品的搬运、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。
（5）用户手册：包括与S7-1200、有关硬件、软件和通信的手册，数量不少于二十多种。
★课件资源提供详细的配件实物图片及参数功能介绍、硬件组成图解、程序指令、程序设计、气动原理图、电气原理图、硬件组态等，图文并茂。投标时提供内容相对应的不少于十张的课件截图。
4、工业自动化控制实训系统
以三维仿真交互技术和三维动画视觉表现及多媒体数字技术为核心，能进行三维电路分析、电气电路模拟电路考核、综合技能虚拟实训、电气基础训练、元器件识别检测。
1、软件模拟线路故障根据故障现象使用各种虚拟仪表进行排故
2、学员根据电路图自己布局电气设备并连接线路，自动检测线路错误。
3、电机及电气三维元件装配
4、元器件检测
5、电气电路仿真
6、自动门仿真
7、升降机仿真
8、机床电气实训排故实训
9、仪器仪表的使用万用表、双踪示波器、信号发生器、频谱仪、钳形表
10、机械手仿真
★需提供工业自动化控制实训系统软件著作权原件备查。

八、可开展实训项目

1.触摸屏指示灯对象实验
2.触摸屏开关对象实验
3.触摸屏数据显示实验
4.触摸屏数据输入实验
5.伺服外部接线实训
6.伺服参数设置实训
7.伺服位置控制实训
8.伺服速度控制实训
10.步进电机位置控制实训
11.基于触摸屏PLC控制的三相异步电动机Y/△启动控制
12.PLC 控制电动机点动和自锁控制
13.PLC 控制电动机手动正反转控制
14.PLC 控制电动机带延时正反转控制
15.PLC 控制电动机星/三角启动自动控制
16.变频器功能参数设置与操作
17.变频器报警与保护功能
18.外部端子点动控制
19.变频器控制电机正反转
20.多段速度选择变频调速
21.变频器无级调速
22.基于外部模拟量(电压/电流）控制方式的变频调速
24.触摸屏、PLC、伺服电机综合控制
26.触摸屏与PLC通讯控制
27.触摸屏、变频器与PLC综合控制
28.自动化设备安装与调试
29.机械手控制系统模块机械安装
30.机械手控制系统模块电气连接
31.机械手控制系统模块编程调试
32.机械手控制系统模块人机界面设计与测试
33.机械手控制系统模块故障诊断与排除
34.自动送料系统的安装与调试
35.机械手控制系统的安装与调试

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