机电一体化控制综合实训平台, 

机电一体化控制综合实训平台

 一、技术参数

1、工作电源：单相三线～220V±10% 50Hz

2、工作环境：温度-10℃～+40℃ 相对湿度＜85%(25℃) 海拔＜4000m

3、外形尺寸：约1200mm×750mm×1100mm

4、安全保护：具有漏电压、漏电流保护，安全符合国家标准

二、产品要求

1、实训平台包含实训桌（型材结构）、网孔板、可编程控制器、双轴运动功能模块、轨迹描绘机构、交流伺服电机及驱动器、控制按钮盒、编程软件、工控组态软件等部分。同时，计算机显示器固定在实训装置上，配有计算机主机架。

2、实训装置的执行机构使用直线导轨，传动机构高精度滚珠丝杠，可实现双轴同步传动和单轴独立传动，具有高精密定位功能和平面复杂轨迹运行功能，可完成各种高精度、高难度平面运行轨迹描绘。

三、主要配置

1、PLC主机：晶体管输出，24VDC供电，18输入12输出。

2、伺服电机：伺服电机 1FL6，高性能磁性材料，结构坚固，整个电机(包括连接器)的防护等级为IP65，转矩波纹低，运行平稳，具有较高额定转速，具有 300% 过载能力，具有很高加速度，可旋转和快速脱离连接器，带增量式编码器/20 位值编码器，带/不带抱闸和光轴/导向键。

3、伺服电机驱动器：S-1FL6，电源AC380V，额定功率0.4KW，调试简单、性能、稳定可靠等特性，位置控制，速度控制，扭矩控制。

4、滚珠丝杆1套。

6、电容式接近开关2套；电感式接近开关2套；霍尔接近开关2套；光电开关2套

7、编码器：供电电压：DC24V；输出方式：AB脉冲；输出类型：NPN

8、步进电机：扭矩1.8N.m；四线单轴

9、步进驱动器：供电电压DC24V，H桥双极恒相流驱动，大3A的八种输出电流可选；大128的七种细分模式可选；输入信号光电隔离；标准共阳单脉冲接口；脱机保持功能。

10、配有1个7英寸触摸屏；DC24V供电，彩色触摸屏,配有通信下载编程电缆。高清：800X480分辨率；真彩：65535色数字真彩，丰富的图形库；可靠：抗干扰性能达到工业III级标准，采用LED背光不黑屏；配置：ARM9内核、400M主频、64M内存、64M存储空间；环保：低功耗，整机功耗6W；

11、控制终端：I3/4G/500G/19.5寸。

四、实训项目

1、可编程控制器高级指令编程

2、运行定位特殊功能模块应用技术

3、单轴定位运动控制

4、二维双轴定位运动控制

5、直线插补技术应用

6、基于PLC控制基础上的复杂运动轨迹绘制

7、触摸屏实验

1）触摸屏的安装及供电线路连接

  2）触摸屏组态界面制作

  3）触摸屏与PLC通讯实验

五、软件资源包

1、PLC虚拟现实仿真系统软件

(1)软件技术要求：

本软件可作为PLC 编程相关系列教学辅助类软件，能在具有物理属性的3D环境中进行虚拟设备的设计创建及仿真调试。仿真运行具有高度的人机交互性，界面中的鼠标可以作为用户的双手进行各种与实际环境中相同的操作。

软件在电脑屏幕上构建了3D虚拟环境，全面展现各种复杂的整体工艺流程。软件以实际生产设备为基础，从而在计算机中构建的虚拟设备，控制端相同，都是用实际的PLC进行编程，学生就可先在虚拟环境中进行PLC编程调试训练，而不用担心会损毁设备或者造成其他危害。

PLC虚拟现实仿真系统软件创建完成的虚拟设备必须具有以下三种模式进行实时地仿真运行：

1）采用实物PLC硬件直接连接电脑虚拟控制端进行编程控制；

2）使用软件虚拟控制端自身的虚拟PLC进行编程控制；

3）使用其他虚拟PLC软件，以TCP/IP通讯方式连接虚拟控制端进行PLC编程控制。

(2)软件实现的实训项目

1）材料分拣实训系统

2）四层电梯

3）门禁系统

4）交通灯实训系统

要求软件界面的实物对象与设备配套的实物对象*一致，便于学生按照虚拟实物编程训练，然后用调试好的程序控制真实的实物对象，不用担心损毁设备或者造成其他危害。

要求此软件能够替代实物模型，含有虚拟主机、虚拟接线端子、虚拟机械结构等，要求能真实模拟实物模型，要求软件完成实验项目中的四种对象虚拟接线、编程、调试，节约建设实物模型资金。

为了保证产品质量和性能。中标后公示期内提供软件到学校演示，并提供PLC虚拟现实仿真系统软件著作权证书，不符合招标技术要求，虚假响应招标视为废标处理。

2、电机实验开发教学系统软件

要求在该装置设备上,可以仿真模拟电机的运行特性实验，具体实验如下：直流发电机实验、直流电动机实验、三相鼠笼异步电动机工作特性实验、三相异步电机变频调速实验、三相同步发电机运行特性实验、三相同步发电机的并联运行实验等，满足了电机的主要课程实验教学。

虚仿真软件必须要求基于MATLAB设计，便于学生二次开发设计。用户通过填写电机运行的相关参数，运行仿真计算即可自动生成各种电机特性曲线，学生可自己研究和设计，既满足基本教学同时也可作为电工研究创新平台使用。

为了保证产品质量和性能，中标后公示期内提供软件到学校演示，并提供电机实验开发教学系统软件评测报告和软件著作权证书，不符合招标技术要求，虚假响应视为废标处理。

六、基于快速控制原型的XY运动控制平台

（整个实验室配1套，用于创新设计和综合训练，中标后提供样机演示）

（一）平台基本要求指标                                                                                                                                  

1.由快速控制原型系统、伺服驱动器和工业级的高精度直线电机模组组成。

2.满足单轴电机各种运动模式控制试验和两轴运动轨迹或同步控制试验课程的需要。

3.自动生成代码，在线观测记录数据，在线修改参数，底层源代码开源，支持对实物对象的控制。

4.高精度编码器，可对比开环控制、半闭环控制、全闭环控制效果。

5.机械本体要模块化设计，可根据设计自行组态采用不同执行电机和控制不同轴数的应用系统。

（二）主要性能指标

1.直线电机XY平台模块

Y轴行程: 500mm       X 轴行程: 500mm

Y 轴驱动力: 30N       X 轴驱动力: 30N

Y 轴运动速度:1.5m/sec  X 轴运动速度:1.5m/sec

Y 轴分辨率: 0.075cm   X 轴分辨率:0.075cm

2.主控板参数指标

主控板采用TI TMS320F28335 型号芯片。主控板引出80引脚接口的硬件资源，便于二次开发，包括18路PWM（其中包括6路HRPWM（高精度）），2组eQEP模块，6通道eCAP,12位12通道ADC，1组UART，1组RS232，1组CAN，1组SPI,1组I2C；带板载仿真器。

3.驱动板参数指标

（1）24V-48VDC供电

（2）持续电流 10A，峰值 20A

（3）通讯总线或PWM占空比控制，支持位置、速度和力矩模式

（4）RS485（默认）、RS232、CAN总线（可选）

（5）具备欠压、过压、过载、过流、堵转、Hall或编码器异常报警等功能

（6）梯形加减速曲线，可以结合客户的需求提供对应的功能定制服务

（7）支持以下三种编码器

光电编码器的速度、位置控制

采用HALL或HALL和编码器的速度和位置闭环

采用磁编码器的速度、位置闭环控制

（8）可外接制动电阻，实现稳定控制穿梭车等高负载的产品

（9）长宽高12cm*8cm*2cm

（三）支持实验内容

1、运动控制系统基础实验

2、运动控制系统PID控制实验

3、伺服电机及驱动器认知调试实验

4、二维运动控制应用系统开发

5、二维轨迹插补算法研究

6、XY平台运动控制实验

（四）软件资源

1.必须是采用基于MBD的开发方式；

2.MATLAB/Simulink软件和软件工具箱：运行于Windows操作系统；

3.IO模块库：集成于Matlab Simulink环境中，提供IO模块的配置；

4.实时代码生成组件TI Target：集成于Matlab Simulink环境中，实现由Matlab Simulink模型自动生成TI DSP目标代码；

5.编码器模块库，同时可支持3路编码器信号采集；                                      6.PWM模块库，PWM模块可独立工作也可工作在互补模式；                               

7.ADC模块库，同时可支持18路模拟信号的采集，其中6路为16位精度，12路为12为精度；                                                                          

8.DAC模块库，同时支持4路模拟量信号输出，范围在正负10V，精度为16位；

9.提供的通信模块包括：SCI通信模块，SPI通信模块，IIC通信模块，CAN通信模块

10.提供包含各个模块的C代码工程软件包：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.监控软件：

支持实时修改采样时间，变量修改，波形动态显示，曲线对比，历史曲线回看（截图证明）；能在同一屏幕显示四个不同窗口信息，也可随时调用单一窗口信息；

系统能实现10个变量实时显示，且变量能够随输入值的变化而变化，范围涵盖机器人领域、汽车航空领域、物流电子类等不同类别的场景参数，能实时数据保存，数据回显等；

能完成不同维度通道的15个变量在线实时修改，变量参数可自定义，函数库中涵盖机器人、汽车航空类、物流电子类等不同类别的场景参数，能实时数据保存，数据回显等；

（五）控制终端工作站

1.处理器：CPU型号i5-7200U以上，速度2.5GHz以上

2.内存：内存容量8GB

3.硬盘：1T以上机械硬盘

4.显卡：AMD R5以上显卡

5.显示器：屏幕尺寸大于14英寸

6.屏幕规格：比例宽屏16：9

（六）其它关键要求

1.软件部分必须支持matlab，可以生成在DSP上可直接执行的C语言代码，用户可自由修改C代码；