柔性自动化生产线实验台

一、设备基础简介：

ZR-MPS06型 模型块式柔性自动化生产线实训系统是一种最为经典型的机电一体化、自动化类设备，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、计算机数值控制、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实行了专门设计，强化了各种控制和工程实践能力。系统含有了机电一体化专业中的气动、电动机驱动与控制、PLC、变频器、触摸屏、传感器等多种控制技术，适合相关专业学员实行工程实践、课程设计及初上岗位的工程技术人员实行培训。

参考图

二、技术功能数值：

1、写入电源：一相三线AC220V ±10% 50Hz

2、作业环境：环境温度（℃）界限为-5℃～+40℃ 相对湿度＜85%（25℃）海拔＜4000m

3、装置容量（KV）：＜1.5kVA

4、设备外型尺寸：2820mm×1720mm×1400mm

5、单站作业台尺寸：860mm×470mm×1400mm

三、系统构成：

（一）上料检验测试单元

由料斗、回转台、货台、螺旋导料机构、直线DC减慢速度电动机（10W/24V 5r/m）、光电开关、电气装配板等构成。主要完成将工件从回传上料台依次送到搬运工位。

主要技术功能数值参考规格：

名称	型号规格	数量	参考图
作业台	860mm×470mm	1
供电电源/作业电压（V）	AC220V 50Hz /DC24V 2A	1
作业气压	0.5MPa
PLC模型块	西门子S7-1200 CPU1214C 数字量14 点写入/10 点输出，模仿量 2 路写入2 路输出，1 个以太网通信端口	1
直线DC减慢速度电动机	10W/24V 5r/m	1
检验测试传感器	光电漫反射 检验测试距离50-300mm、磁感式	4

实训内容：

1、第一站传感器实训

2、第一站机械装配调节测试实训

3、电气线路实训

4、PLC基础指令学习掌控把握和实际应用实训

5、第一站上料程序控制实训

6、第一站系统故障检验测试实训

7、第一、二站联网程序控制实训

（二）搬运、传送带站

传送带站

由输送带、检验测试机构、推料气缸、分拣料槽、交流AC电动机、变频器、同步带轮、光电传感器、色标传感器等构成，主要完成对工件的输送及分拣。

主要技术功能数值参考规格：

名称	型号规格	数量	参考图
作业台	860mm×470mm	1
供电电源/作业电压（V）	AC220V 50Hz/DC24V 2A	1
作业气压	0.5MPa
PLC模型块	西门子S7-1200 CPU1214C 数字量14 点写入/10 点输出，模仿量 2 路写入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	电动机、皮带套件	1
检验测试传感器	光电、光纤、磁感式、色标	15

实训内容：

1、第二站气动元件和线路学习掌控把握

2、第二站传感器实训

3、第二站机械装配调节测试实训

4、电气线路实训

5、PLC基础指令学习掌控把握和实际应用实训

6、第二站工件传送程序控制实训

7、第二站系统故障检验测试实训

8、第二、三站联网程序控制实训

（三）加工单元

由旋转作业台、平面推力轴承、直线DC减慢速度电动机（10W/24V 5r/m）、刀具库（3种刀具）、升降式加工系统、加工结合套件、检验测试结合套件、光电传感器、转台到位传感器、步进电动机、步进电动机驱动器、电气挂板等构成。主要完成物料加工和深度的检验测试。工件在旋转平台上被检验测试及加工。旋转平台由直线DC电动机驱动。平台的定位由继电器线路完成，经过电感式传感器检验测试平台的位置。工件在平台并行完成检验测试及钻孔的加工。在实行钻孔加工时，夹紧执行件夹紧工件。加工完的工件，经过电气分支送到下一个作业站。

主要技术功能数值参考规格：

名称	型号规格	数量	参考图
作业台面	860mm×470mm	1
供电电源/作业电压（V）	AC220V 50Hz/DC24V 2A	1
作业气压	0.5Mpa
PLC模型块	西门子S7-1200 CPU1214C 数字量14 点写入/10 点输出，模仿量 2 路写入2 路输出，1 个以太网通信端口	1
直线DC减慢速度电动机	10W/24V 5r/m	1
步进电动机	三相2.8A 步距角1.2°	1
步进电动机驱动器	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
检验测试传感器	光电、电感、磁感式	8

实训内容：

1、第三站气动元件学习掌控把握

2、第三站传感器实训

3、第三站机械装配调节测试实训

4、电气线路实训

5、PLC基础指令学习掌控把握和实际应用实训

6、第三站多工位作业台程序控制实训

7、第三站系统故障检验测试实训

8、第三、四站联网程序控制实训

（四）搬运单元

由机械手、直线位移机构、无杆气缸、薄型气缸、单杆气缸、平行气夹、工业导轨、电气装配板等构成，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，并将工件按照前站的工件信息成果传送到下一单元。本作业单元可以与其他作业单元结合并定义其他的分类标准，工件可以被直接传输到下一个作业单元。

主要技术功能数值参考规格：

名称	型号规格	数量	参考图
作业台	860mm×470mm	1
供电电源/作业电压（V）	AC220V 50Hz/DC24V 2A	1
作业气压	0.5MPa
PLC模型块	西门子S7-1200 CPU1214C 数字量14 点写入/10 点输出，模仿量 2 路写入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
步进电动机驱动器	64细分 DM556	1
步进电动机	1.5A 角距：1.8度	1
检验测试传感器	磁感式	8

实训内容：

1、第四站气动元件和线路学习掌控把握

2、第四站传感器实训

3、第四站机械装配调节测试实训

4、电气线路实训

5、PLC基础指令学习掌控把握和实际应用实训

6、第四站机械手搬运程序控制实训

7、第四站系统故障检验测试实训

8、第四、五站联网程序控制实训

（五）分类仓储单元

由步进电动机、步进电动机驱动器、滚株丝杆、立体库、推料气缸、电感传感器、电磁阀、电气装配板等构成。主要完成对成品工件分类存储。

主要技术功能数值参考规格：

名称	型号规格	数量	参考图
作业台面	860mm× 470mm	1
供电电源/作业电压（V）	AC220V 50Hz/DC24V 2A	1
作业气压	0.5MPa
PLC模型块	西门子S7-1200 CPU1214C 数字量14 点写入/10 点输出，模仿量 2 路写入2 路输出，1 个以太网通信端口	1
伺服控制器	SG-15A	2
伺服电动机	60SY	2
单杆气缸	行程：50mm	1
滚珠丝杆	行程≥370mm	2

实训内容：

1、第五站气动元件和线路学习掌控把握

2、第五站机械装配调节测试实训

3、电气线路实训

4、PLC基础指令学习掌控把握和实际应用实训

5、第五站工件分类程序控制实训

6、第五站系统故障检验测试实训

7、第五和主控站联网程序控制实训

8、全部五站联网程序控制实训

9、步进电动机驱动控制实训

（六）主控单元：

主要完成监视各分站的作业状态并协调各站运行，完成工业控制互联网的包括。总线构造应用工业以太网通信，使各站之间的控制信息和状态数值能够就地实时相互交换。

1、主要技术功能数值参考规格：

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 装配导轨：160 mm	1	台
	PM1507：规格限定写入电压（V） 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工业组态监控系统：

当5个单元全部进入联网状态时，管理员能够经过组态监控机中各种组态按钮便利的控制整个系统的运行、停止等。每个单元的作业状态以及工件的材料、颜色等在监控画面上也能够清楚的看到。

（八）备品备件

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编程系统	博图V13 MCGS	1	套
	配套工量具	工量具箱：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）实训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子回路、控制电子回路、检验测试保护电子回路、显露电子回路、语音报警电子回路等构成，整个实训室配备一套管理系统。

主要功能：

1、上电系统自测

（1）主电子回路及控制电子回路上电后对线路系统实行写入电压（V）的过压、欠压；线路对地漏电；输出负载过流的检验测试，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露。

（3）对故障实行语音报警。（需提供演示）

2、运行检验测试保护

（1）写入过压、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）对故障实行语音报警。（需提供演示）

（3）保护阀值可实行现场设定。（需提供演示）

3、漏电功能测量试验

（1）按下漏电测量试验按钮，装置会自动提供一个漏电测量试验信号，使保护器跳闸。

（2）重新实行上电进入自己检验测试状态，文字显露"开机检验测试中...."，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，出现写入过压，实训室智能电源管理系统将跳闸。

（2）对应的"过压相"实行文字显露。

（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"实行文字提醒。

（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"实行文字显露。

（3）语音播报"线路漏电，请注意"。

7、电源监控

（1）可对各相电压（V）实行数值显露及弯曲线显露，显露精确度±5V

（2）可对各相电流（A）实行数值显露及弯曲线显露，显露精确度±0.1A

（3）高压保护电压（V）设定：

①设定界限<300V，写入1A;

②动作时间：2-5S，写入单位0.1S

（4）欠压保护电压（V）设定：

①设定界限：>154V，写入单位1V

②动作时间：2-5S，写入单位0.1S

(5)过流保护电流（A）设定：

①设定界限：<20A,写入单位0.01A;

②动作时间：0.5-2S，写入单位0.1S

（十）云智能实训室安全管理系统

本平台将无线传输、信息处置整理等物联网技术应用用来自动化远程控制。设备端运行状态、数值功能数值等上传至云平台。物联网系统的传感层、传输层和应用层关联掌控把握数值与解析数值。

（1）电压（V）、电流（A）等模仿量数值显露。（需提供演示）

（2）写入开关监控，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（V）值的。（需提供演示）

（4）显露写入输出电压（V）值的历史数值。

（5）可按照日期、日间实行查询历史数实行查询。

（6）报警信号为PLC主机模仿量收集数值或者开关量可以自由设定，如当模仿量写入超过设定电压（V）时产生报警，经过物联网自动化应用系统将报警信号上传到云平台，经过云平台向设定的终端推送报警信号，每台设备可对应多个终端设备

（7)经过手机端可以完成远程控制PLC的输出及监视PLC的写入状态改变。

(8)数值显露画面：画面显露写入电压（V）数值，输出电压（V）监控，开关状态写入，开关控制输出，以及云端连接二维码。

(9)联网设定界面：设定现场数值连接云平台后台数值库管理。

（10）为保证系统正版，需提供云智能实训室安全管理系统系统著作权证书复印件原件备查。

六、配套系统要求

★1、PLC编程系统:博图V14、MCGS

2、PLC控制编程拟真系统

1）系统特别点：

（1）系统以西门子PLC为原型，完成基础指令、应用指令以及顺序控制指令的拟真模仿。

（2）系统经过实训要求，理解实训目的和控制要求。

（3）实训器件应用三维（3D）拟真实物结合套件，让学员理解控制实训中所需的元件。

（4）经过器件库，学员可实行器件布置，对各控制线路实行模仿接线。

（5）经过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）经过符文号库，选用正确的符文号存放有T型图正确位置，完成接线拟真。

（7）在原理图中实行模仿拟真连接电子回路，按步骤连接正确后才能实行下一条的接线实操。

（8）接线完成完成通电运行，经过鼠标实行上电运行，系统会以动画形式实行动作演示。

2）系统拟真项目

（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）可逆运行反接限制动作控制

（17）三速电动机控制

（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控制编程拟真系统著作权证书原件备查。

2、智能制造生产线虚拟拟真系统

经过本系统系统理解构成智能制造生产线的电气、气动、PLC等元件的作业原理并对机电系统的设计、解析实行虚拟拟真。经过选用元件运用符合测绘制作二维线路图或运用三维（3D）模型在系统内完成智能制造的动作而实行虚拟拟真。本系统不仅完成工厂的三维（3D）拟真使虚拟现实拟真更加逼真，而而且把经过拟真检验的控制逻辑单元可用作监视及控制模型块，使能够完成并行工程及系统、硬件的并行设计。

拟真基础模型块含有概括：

1. 反馈控制和顺序控制系统
2. 指示灯的与门(AND)控制
3. 物品传送装置
4. 单向气缸控制
5. 双缸联动控制
6. 带式输送装置系统
7. 滚筒式输送装置系统
8. 指示灯顺序闪烁线路
9. 自动控制标记打印实操控制
10. 电梯控制
11. 气压控制位移装置
12. 工业机器人控制
13. 带式传送带实习装置
14. 气压传动流水线实训装置

▲正版系统，投标时提供智能制造生产线虚拟拟真系统系统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作业原理及运行模式、S7-1200PLC特别点、S7-1200PLC拓展功能、PLC应用技术人才培养；

（2）TIA 博图系统的使用：TIA 博图包括系统研发平台、TIA 博图包括系统简介、入门实例；

（3）实训内容示范：八路抢答器编程、三相异步电动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、变频器的电动机控制。

（4）小型自动化生产线的设计：该系统设定有设备的搬运、检验测试和传输分拣功能，整个系统由送料单元、机械手搬运单元、步进电动机多点定位输送单元和传送带输送分拣单元等构成。具体的项目设计要求如下：

1）本设计的要求使用经过触摸屏与控制台按钮实操，控制生产线的自动运行。生产线通电以后，系统自行检验测试初始状态是否适用运行条件，如不适用则自行复位或手动调节，若适用则触摸屏显露准备就绪；

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，供料单元开始作业，电动机驱动转盘将工件送到物料台上；电动机运行10秒后，若物料台光电开关没有检验测试到物料，说明已没有物料，开始报警；若检验测试到物料，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动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）当步进电动机输送单元传感器检验测试到供料台工件后，步进电动机前往高度检验测试单元实行检验测试；到达后经过超声波传感器实行高度检验测试，检验测试完毕后；步进电动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验测试到工件时，传送带开始作业，按照工件的颜色、材料实行分拣；分拣结束后，供料台回到供料位置，等待下一次运行。

四、实训内容：

1、理解传感器的应用

2、查看气动元件的应用

3、掌控把握PLC控制技术

模型块式柔性自动化生产线实训系统八个作业站各自全部有一套PLC主机，可分成八个完全单独的作业站实行实训，在对各单元生产工序技艺和电气控制系统的包括熟悉后，经过PLC编程可完成：

1）系统故障检验测试

2）工件上料程序控制

3）工件搬运程序控制

4）工件检验测试程序控制

5）工件搬运装配程序控制

6）工件装配程序控制

7）工件分类程序控制

8）多作业工位程序控制

9）作业单元联网程序控制

10）步进电动机驱动控制

11）机械手搬运控制

12）成废品分拣控制

13）变频调节速度控制

14）传输带控制等

4、电气控制系统装配调节测试

5、机械系统装配调节测试

6、电动机驱动调节测试

7、系统维护和故障检验测试技术