ZRJS-02型 物流仓储及工业机器人自动化实训系统

一、系统应用背景
ZRJS-02型 物流仓储及工业机器人自动化实训系统是对生产物流活动实行计划、组织、指挥、协调、控制和监督，使各项物流活动完成最佳协调与协作。以工业工程知识点为对象，与信息流、物流、资金流有机集合，贯穿了现代管理技术、自动化技术、系统工程技术及现代信息技术。紧密集合生产实际和职业岗位的技能要求，按照职业教育的教学和实训要求研发的设备。
适合高职院校、职业学校、企业培训相关机电设备装配与维修、机电技术应用、电气运行与控制、电气技术应用、电子电器应用与维修、物流管理等专业和非机电类专业的《可编程控制器技术》、《传感器及PLC控制技术》、《PLC及其应用》的教学与技能实训。

二、系统构成
ZRJS-02型 物流仓储及工业机器人自动化实训系统（型材构造）、货料入口传输带、货料出口传输带、工业机器人、收料装置、堆垛机、自动化立体仓库、条形码识别系统[含有标签打印机、条码扫描器、条码扫描手持终端、普通PC机（用户自备），物流仓储自动化实训设备系统部分和连接口程序等、PLC控制系统及互联网通信连接口等模型块构成，系统全部应用工业元件，数控模型块化综合系统，含有PLC、变频器、机械手、分拣实训系统、传送带、各种传感器（电感式传感器、电容式传感器、色标传感器、称重传感器及常见光电传感器等）、条码扫描平台、气缸、为滚珠丝杆、步进电动机及驱动器、直线DC减慢速度电动机及工件等，全部传感器、执行器、控制器连接口开放。
三、系统特别点及功能
1、本系统由下料装置、传送带、送料器、电磁阀、气缸、机械手、收料装置、光电传感器、颜色传感器等构成。应用工业元件，全部传感器、执行器、控制器连接口开放，系统内部含有互联网连接口可构成PLC互联网，含有PLC、传感器、变频调节速度、步进电动机、工业互联网、气动等技术的综合应用自动化实训系统。
2、实训时系统硬件接线部分由学员来完成。设定有误实操保护电子回路，保证在误实操情况下不会损坏元件，供学员反复实训。
3、小型执行元件，使整个系统的构造紧凑、造型美观大方、结合式模型块构造设计，方便运输及实训室的多台布置。
4、传感器种类齐全，有光电传感器、电容传感器、色标传感器、称重传感器等。
5、系统控制方法多样性，有位置控制、PLC控制、计算机数值控制、直线DC调节速度控制、变频调节速度控制等。
6、设定有视频监控系统，对整个工业现场实行全方位的监控和管理。
7、库房管理-条形码识别系统：对每一件物品实行编码，生成与实物一一对应的条码符文号，便包括了物品管理的基础条件。在库房管理的入库、拣货、盘点、出库、维修等环节，使用条码认识阅读设备扫描条码，可以及时准确地记录物品的流转情况，保证账面信息与实物信息的统一。在上架、拣货、盘点环节，可以使用位移数值收集终端，完成对上述业务实操的便捷、快速及准确的处置整理。
8、装置配备有2台西门子V20变频器，驱动交流AC电动机加、减慢速度运行，对传送系统调节速度控制。
9、该装置内设定有互联网通信连接口，构成PLC系统互联网，并完成互联网技术系统实训。
四、技术功能数值参考规格：
1、写入电源：一相三线～220V±10% 50Hz
2、作业环境：温度（℃）-10℃～+40℃ 相对湿度＜85%(25℃) 海拔＜4000m
3、装置容量（KV）：≤1000VA
4、整机尺寸：2400mm×700mm×1400mm
5、安全保障功能：设定有接地保护、漏电保护功能，安全性符合相关的国标标准。
五、系统配备功能数值
1、实训系统装配平台（型材构造），各站位置可在平台上自由调节。系统全部应用工业元件，全部传感器、执行器、控制器连接口开放，系统内部含有互联网连接口可构成PLC互联网，含有PLC、传感器、变频调节速度、步进电动机、工业互联网、气动等技术的综合应用实训系统。
2、货料入口传输带：主要采用进货识别系统、下料框、传送带、传感器（电感式传感器、电容式传感器、色标传感器及常见光电传感器，完成货物的识别、检验测试）、变频器、工件等构成，电气控制部分由PLC完成。
3、货料出口传输带：传送带、传感器（电感式传感器、电容式传感器、光电传感器、条码扫描平台等，完成货物的识别、检验测试）、变频器、气缸、工件等构成，电气控制部分由PLC完成。
4、工业机器人：

（1）IRB 1200-5/0.9本体
轴数：6
荷重：5kg
作业界限：900mm
重复定位精确度：0.025mm
防护等级标配：IP40
防护等级选配：IP67
装配方法：随意角度
本体重量（kg）：54kg
能耗：0.38kw
（2）紧凑型IRC5控制器
电源写入：200V/230V 50-60Hz
尺寸：710*449*442mm
重量（kg）：30kg
防护等级：IP20
（3）FlexPendant示教器
重量（kg）：1kg
支持：彩色触摸屏、操纵杆，紧急停、支持惯用左/右手变换，支持U盘、热插拔、恢复程序，支持USB储物器，带时间标记登录，支持远程服务。
5、收料装置：接收由机械手搬运过来的物料，存放在料斗内，内附称重传感器及超重报警系统，测量界限为0～600g,反馈模仿量输出为0～5V，可以计算物品的重量（kg），按照体积的大小可估计物料的密度和材料，在物料超过测量界限时警报，上述功能由PLC完成。
6、堆垛机：将生产线上送来的合格成品按检验测试站送来的分类信息，准确地分类到仓库不一样的仓位中去。定位执行机构含有概括竖轴和横轴均为滚珠丝杆传动，传动平稳，步进电动机及驱动器控制。直线DC减慢速度电动机对工件实行入库传送作业，完成对工件的分类准确入库，电气控制部分由PLC完成。
7、自动化立体仓库：主要采用1排5×5层立体货架，各种光电传感器等构成。

8、条形码识别系统：一套单独的基于条码技术的库房管理系统，整个系统含有概括系统部分、硬件部分和连接口程序。系统部分含有概括 PC 端系统和硬件设备需要标签打印机、条码扫描器、条码扫描手持终端、普通PC机（用户自备）等，本系统经过数值连接口可完成与物流管理系统、物流配送管理系统等其它系统的数值交换。
9、PLC控制系统：含1台S7-1500PLC主站，主站上配备有2块I/O模型块和1块电源模型块，可以完成单一主站PLC的组态、编程、试验等功能，CPU 1516-3 PN/DP、数字量写入模型块DI32×24VDC、数字量输出模型块DQ32×24VDC、电源模型块60W 120/230AC/DC。S7-1500模仿量写入模型块、S7-1500模仿量输出模型块、搭建工业以太互联网，配备1台交换机，连接PLC、子站、变频器、阀岛、扫码器等，完成工业以太互联网组态、编程、通讯试验，配备1台触摸屏（HMI），经过以太互联网完成proface组态系统的研发与运行试验。1台ET200从站，装配备有2块I/O模型块，完成车间底层Profinet互联网的全部组态、编程试验，从站型号IM 155-6PN ST、从站数字量写入DI 8×24VDC ST、数字量输出DQ 8×24VDC/0.5A ST。ET 200SP模仿量写入、输出模型块。
10、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。
（2）写入开关监控，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（V）值的。
（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。
★提供时提供云智能实训室安全管理系统并现场演示（1）-（4）项功能。
11、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。★投标时演示11.1-11.4项功能视频。
主要功能：
11.1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。
（2）故障内容有相应文字显露。
（3）对故障实行语音报警。
11.2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。
（2）对故障实行语音报警。
（3）保护阀值可实行现场设定。
11.3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。
11.4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"。
11.5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"
11.6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"。
11.7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
六、工业机器人离线编程系统：
（1）拟真系统支持ABB、KUKA，Fanuc、安川、新松、埃夫特、广州数控、熊猫、斯陶比尔、UR（优傲）、傲博等多种机器人，提供50种以上的各品牌机器人模型和大量生产线结合套件库；
（2）支持多种格式的三维（3D）CAD模型，可导入拓展名为step、igs、stl等格式；
（3）可经过导入CAD模型快速生成动作结合套件，并对结合套件特征树实行实操和修改;
（4）支持关节型机器人、Delta（空间三自由度并联机构机器人）、SCARA（平面关节型机器人）、直角坐标等各种构造的机器人；
（5）允许经过专用的模板和程序语言定制各种机器人和自动化工量具的动作控制。算法支持含有3-5轴的通用机床、3-6个旋转轴的串联，并联，双臂，AGV小车，等机器人及生产线上对应的工装夹具，传送带，变位机，导轨等辅助设备；
（6）提供工业机器人虚拟教学模型块，能够经过虚拟示教器对机器人的手动实操以及程序代码的自动运行，也能直连客户指定的实际示教器；
（7）提供强大的API功能支持，允许开展大量机器人机构的自动化应用。可实行拟真和应用来程序机器人取放物体和应用来复杂的多机器人同步动作等；
（8）含有丰富的轨迹调节优化工量具包，如碰撞查验、工业机器人可达性、姿态奇异点、轴超限等；
（9）支持多机器人同步动作拟真，能够完成5个及以上机器人与外部轴的同步 动作；
（10）设定有自动化生产线拟真功能，含有码垛机、AGV小车、串联机器人在内的功能模型块；
（11）真实的模仿效果（如焊接火花效果、喷漆上色效果、雕刻效果）；
（12）提供多视角的查看，并可完成动作视角镜头追踪；
（13）支持虚拟传感器的建模与拟真，支持视觉，激光距离，力传感等传感器的拟真，效果接近真实传感器的效果；
（14）场景中的物理实体设定有真实世界中的物体的物理效果，可以实行碰撞检验测试并具备刚体动作的效果，具备设定重力，摩擦系数等功能数值能力，并能按照这些功能数值模仿物体的真实动作效果，用户可以按照真实世界中的逻辑对场景实行建模，减少了建模的复杂性。
（15）设定有离线编程功能，支持ABB，三菱，Fanuc，安川，川崎等品牌机器人的代码；
（16）可生成拟真动作视频（AVI或者Mp4格式）并导出。
正版系统，需提供工业机器人离线编程系统著作权证书原件备查，并提供不少于十张的系统截图。
七、PLC控制编程拟真系统
1、系统特别点：
（1）系统以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
需提供PLC控制编程拟真系统著作权证书原件备查。
八、电气控制技能实训拟真系统
（1）应适用来电气控制及电工培训，拟真系统应收集有电拖专业里最基础、最重要的18种电子回路，电动机反接限制动作控制电子回路、三相电动机机械限制动作控制电子回路、时间继电器自动控制电动机Y-Δ降压起动电子回路、接触器自动控制电动机Y-Δ降压起动电子回路、自耦补偿控制的电动机降压起动控制电子回路、生产机械行程控制电子回路、双重联锁电动机可逆控制电子回路、有过载保护的电动机单向运行电气控制电子回路、直线DC电动机的正反转控制电子回路、直线DC电动机的限制动作控制电子回路、直线DC电动机调节速度控制电子回路、钻床电气控制电子回路、平面磨床控制电子回路、车床电气控制电子回路、绕线式电动机运行控制电子回路、电动葫芦控制电子回路、接触器控制的双速电动机调节速度电子回路、能耗制控制电子回路。每种线路分为元件构造、原理解析、实际接线、课堂练习四大模型块。系统还含有概括安全用电常识，常用电工工量具，常用实验连接线连接，手工焊接工序技艺等；电工仪表：含有概括万能表，电能表，钳型电流（A）表，直线DC电桥，配电板等；电动机与变压器：含有概括三相异步电动机，单机异步电动机，伺服电动机，步进电动机，直线DC电动机等；低压电器；含有概括交流AC接触器：继电器，低压断路器，熔断器，起动器，主令电器等；照明电子回路装配：含有概括荧光灯，两地控制灯。系统形式上有多媒体演示动画课件和自学型交互课件，视频部分在大型的一流企业实景拍摄，所使用的设备与工序技艺流程，皆为生产车间现在正在使用的生产技术。情景模仿系统支持多媒体播放，让你切身实际的感受仪表器具的使用方法、注意事项，能够身临其境地感受到实操仪表器具的逼真效果。
需提供电气控制技能实训拟真系统著作权原件备查。
九、教学课件资源
1、工业机器人课程资源
（1）工业机器人的基础简介：工业机器人的定义、发展与应用、基础构成及技术功能数值、工业机器人的分类；
（2）工业机器人的机械系统：工业机器人的1轴构造、工业机器人的2轴构造、工业机器人的3轴构造、工业机器人的4轴构造、工业机器人的5轴构造、工业机器人的6轴构造、工业机器人的机身构造、工业机器人的行走构造、工业机器人的驱动装置和传动单元；
（3）工业机器人的动作学与动力学：工业机器人的连杆功能数值和齐次坐标变换矩阵。
（4）工业机器人的控制系统：工业机器人控制装置、工业机器人驱动装置、工业机器人检验测试装置；
（5）工业机器人的编程：工业机器人的编程方法、工业机器人的示教编程、工业机器人的编程语言、工业机器人的语言系统构造和基础功能、常用工业机器人编程语言、工业机器人的离线编程、工业机器人的离线编程拟真系统及编程示例；
（6）工业机器人的经典型应用：焊接机器人的应用、搬运机器人的应用、码垛机器人的应用、涂装机器人的应用、装配机器人的应用；
（7）提供汽车生产线工业机器人应用的高清视频。
2、PLC编程教学课件资源
（1）S7-1200PLC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）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。模型块至少含有概括：八路抢答器、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、G120变频器的电动机控制。
（4）小型自动化生产线的设计
课件资源设定有设备的搬运、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。
（5）用户手册：含有概括与S7-1200、有关硬件、系统和通信的手册，数量不少于二十多种。
★课件资源提供详细的备品备件实物图片及功能数值功能简介、硬件构成图解、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。
十、实训内容
（1）PLC基础技能编程实训
1. PLC基础指令编程练习
2. PLC高级指令编程练习
3. PLC控制步进电动机练习
（2）变频调节速度应用实训
4. 变频器功能功能数值设定与实操
5. 变频器报警与保护功能
6. 变频器无极调节速度
7. PID变频调节速度控制
8. PLC控制变频器多段速调节速度
9. PLC控制变频器开环调节速度
（3）传感器检验测试应用实训
10. 光电传感器应用
11. 电感传感器应用
12. 电容传感器应用
13. 颜色传感器应用
14. 多种传感器结合的综合应用
（4）综合功能应用实训
15. 机械原理与机械传动综合应用
16. 系统维护和故障检验测试培训
17. 皮带传输与传感器检验测试应用
18. 机械手动作控制
19. 单个作业站控制
20. 多个作业站联机作业
21. 完成货物的识别、检验测试、搬运、分拣、入库、管理等过程
22.生产线控制系统
23.计算机数值监控系统
24.组态系统监控