現代工業自動化綜合控制實訓平臺

一、設備概述

該裝置采用鋁木結構實訓臺，實訓臺架由實訓屏（含電源控制屏）、實訓桌、實訓儲物柜三大部分組成。實訓屏包括電源指示和控制單元、時間管理器（含電源保護）單元、指示燈和按鈕單元、選擇開關和蜂鳴器及繼電器單元、儀表單元、直流電源單元、七段數碼管單元，電源控制屏的左右兩側分別裝有一個兩插插座，將外部電源進線端裝在電源控制屏的左側（采用航空插連接結構）；實訓屏上部左側采用三根不銹鋼型材組成通用實訓模塊固定結構，一次可擺放 4 個實訓模塊，模塊采用標準化結構、互換性強，根據實訓內容的需要調換實訓模塊，右側采用網孔板方便學生自行接線操作；存儲柜用于存放工具材料及模塊。

二、技術參數

•  交流電源：三相五線 AC 380 V ± 10% 50Hz ；

•  溫度： -10 ～ 50 ℃；環境濕度：≤ 90 ％無水珠凝結；

•  外形尺寸：長×寬×高≤ 1300mm × 750mm × 1700mm ；

•  整機功耗：≤ 1.0 kVA ；

•  安全保護措施：實訓臺桌面采用高絕緣、高強度、耐高溫的高密度板。具有接地保護、漏電保護功能，安全性符合相關的國標標準。采用高絕緣的安全型插座及帶絕緣護套的高強度安全型實驗導線

三、功能特點

本設備總體結構：

本設備裝置采用鋁合金導軌式實訓臺，模塊采用標準化結構和工具材料放置抽屜及模塊存儲箱，互換性強。

本實訓臺架由實訓屏（含電源控制屏）、實訓桌、實訓儲物柜三大部分組成。實訓臺架以經氧化處理的高材質 40mm × 80mm 鋁合金作為設備主要框架材料；實訓臺架采用鋁合金的本體顏色，電源箱體采用麻灰色 1.2mm 鋼板制作。實訓屏底部裝電源控制屏，電源控制屏的面板布局從左至右依次為電源指示和電源控制單元、時間管理器（含電源保護）單元、指示燈和按鈕單元、選擇開關和蜂鳴器及繼電器單元、儀表單元、直流電源單元、七段數碼管單元，電源控制屏的左右兩側分別裝有一個兩插插座，將外部電源進線端裝在電源控制屏的左側（采用航空插連接結構）；實訓屏上部采用三根不銹鋼型材組成通用實訓模塊固定結構，左側一次可擺放 4 個實訓模塊，根據實訓內容的需要調換實訓模塊；右側為網孔板設計，方便學生自行操作。實訓桌桌面采用 25mm 麻灰色高密度層壓板封邊特制，有效提高絕緣等級。實訓儲物柜采用標準結構和抽屜式，左側有 3 層抽屜，用于存放工具以及實訓資料；右側的雙拉門式設計，可同時存放 8 個通用實訓模塊。實訓儲物柜的位置可根據需要靈活調整，底部裝有 4 個導向輪，方便實訓臺架移動，儲物柜的外形尺寸為： 1090mm × 500mm × 600mm 。

本設備的 PLC 模塊的 I/O 端子、變頻器的接線端子及其他附件元器件與安全插座連接，使用帶安全插頭的導線進行電路連接，既保證學生基本技能的訓練、形成和鞏固，又保證電路連接的快速、安全和可靠。

本設備各個模塊的功能特點：

交流電源控制單元：三相四線 380V 交流電源經空氣開關后給裝置供電，本裝置設有供電和通電指示，設有帶燈保險絲保護，啟停開關控制、同時具有漏電告警指示及告警復位，及具有急停開關。提供三相四線 380V 、單相 220V 電源各一組（安全插座），提供 2 組三插 AC200V 插座，由啟停開關控制輸出，并設有保險絲保護。

定時器兼報警記錄儀：定時器兼報警記錄儀，平時作時鐘使用，具有設定時間、定時報警、切斷電源等功能；還可自動記錄由于接線或操作錯誤所造成的過流告警次數。

直流電源、直流電壓 / 電流表、邏輯電平輸出及指示等：直流電壓： 0 ～± 10V 可調輸出；直流電流： 4 ～ 20mA 可調輸出；直流數字電壓表 / 電流表：電壓表量程 0 ～ 30V 、精度 0.5 級，電流表量程 0 ～ 30mA 、精度 0.5 級；同時設有邏輯電平輸出（點動、黃綠紅三種顏色開關）、邏輯電平指示（黃綠紅三種顏色指示）、 LED 數碼管、選擇開關、蜂鳴器、直流 24V 繼電器、直流電壓輸出： 24V/6A 、 12V/2A 各一組（具有保險絲保護）。

•  PLC 模塊： DC/DC/ 繼電器 14DI,10DO,2 點 AI ， 2AQ ， 24VDC,6 個高速計數器，可通過信號板擴展 2 路高速脈沖輸出， 2 個以太網端口。

•  變頻器模塊： 220VA,0.75W, 操作面板可與變頻器分離安裝，具有矢量控制。

•  三相異步電動機模塊：采用的電動機為三相鼠籠式異步電動機，為變頻器調速使用 , 固定底座。

配套電氣控制整體解決軟件

1 、軟件介紹：

軟件提供直觀的設計、動畫演示、模擬和分析電路。和用戶友好的環境。它與控制系統、傳感器與執行機構的交互極其方便。用它做設計、仿真模擬、調試以至維修及故障判別會非常有用，可大大提高效率。教師能夠在較短的時間內向學生呈現更多的內容 , 提高學生理解概念和排除故障，更好的理解理論知識，吸收應用知識。

除了上述實現的基本的功能外，用戶還可以自定義宏，元件庫以及模板，用標準的組件、靈活的繪圖工具來實現用戶的理論教學仿真。同時通過仿真教學軟件自帶動態的，實時的可視化仿真。在仿真過程中，組件采用動畫的方式呈現，線和管路根據實時的狀態采用色標方式呈現。在仿真構成中用戶也可以修改，斷開線路和管路進行測量或更換部件的解決系統故障、實時進行整個回路。仿真過程中可以幫助老師解釋系統當前操作和對課堂講解的理論知識探究，同時允許堅持系統參數的變化，例如壓力、流量、位移、任一點上的電流電壓等。仿真可被設定為多種模式進行控制仿真的速度。同時也可以通過剖面圖動畫仿真，進一步深入了解其機構。

在仿真教學軟件中也可以進行建立虛擬的被控對象，通過外部接口，外部設備與其通信操作。同時老師也可以對其仿真的組件進行設置故障，輔助更好的進行教學實驗。

軟件要求與供應商現有的實訓設備進行進一步的整合，融合進入供應商的實訓設備的課程體系中，開發自動化生動課堂，點破理論與實際設備應用中的教學界限，學生在理論中學習，在虛擬實驗室中進行直接驗證，最后到實際設備中得到成果。

2 、軟件參數

（ 1 ）系統功能：

在自動化仿真軟件圍繞仿真、動畫、系統的設計的三大功能來實現系統的仿真教學。目前已經建立好的模塊有：

? ☆液壓 & 比例液壓

? ☆氣動

? ☆電氣控制

? 電工

? ☆ PLC 邏輯梯形圖

? ☆順序功能圖

? 電工單線圖

? 數字電子技術

? ☆ 2 d / 3 d 人機界面 (HMI)

? ☆控制面板

? 機械連接

? ☆ OPC 客戶端 & OPC 服務器

? ☆創建教學用視聽材料

用戶通過這些模塊可以靈活的選擇使用仿真，科研，教學，演示。本次采購的為其中的電氣技術軟件培訓整體解決方案包。

（ 2 ）用戶對象：

該軟件適合中、高等院校進行教學課程設計、教師備課、教師與學生互動、學生考核、培訓等教學活動。通過軟件實現在課堂中驗證所學理論，以全彩方式動態展示系統行為，加強對不同系統相互作用的理解，直觀地測試所有類型的系統，使多種系統集成展示更便利，在虛擬系統上加強教學和學習，容易地集成到課程內容中，可以容易地被老師和學生使用 。

（ 3 ）系統環境：

? 硬件運行環境

CPU: Intel Core 2 雙核 1.83 GHz 或相當。

內存 : 2 GB 或多于系統所需量。

顯卡 : 顯存 512 MB 或更高， 最低屏幕分辨率 1024 x 768 。

硬盤空間 : 3 GB 可用空間

? 軟件運行環境

操作系統： Windows Vista SP2 、 7 SP1 、 8 or 8.1 專業版 （ 32 位 or 64 位）

（ 4 ）系統特點

（一）功能庫選型：

1 、液壓與氣動模塊

（ 1 ）液壓庫

其符合 ISO 1219 - 1 和 1219 - 2 標準 , 液壓庫 ( 工業和比例 ) 提供了所需的所有組件符號來創建移動和工業液壓系統和功能。 組件是預先配置的。此外仿真性能曲線等參數 , 外部負載、泄漏、粘度、熱特性可以根據需要配置。

（ 2 ）氣動庫

氣動庫包括所有的符號創造必要的氣動，電控氣動和邏輯氣動所需要的組件。與液壓庫一樣，氣動元件的參數也可以根據用戶需求配置。

2 、電氣控制模塊

電氣控制庫元可以與其他的所有組件之間進行交互，在自動化仿真環境里組成電控系統。其集成 IEC 和 JIC 標準。

3 、電工電子模塊

（ 1 ）電工庫

電工庫提供了一個廣泛的組件創建的交流和直流電路，從基礎到高級的應用。它支持 IEC 和 NEMA 標準。

電機軟啟動器和變頻驅動器，它提供了符合制造商實際模型，比如組件， Allen Brad Ley ?，等真實摩西構建的組件。配電柜和接線盒工具可以快速實現和設計相關功能模組。并支持安裝導軌與管路設計組件。

（ 2 ）數字電路庫

數字電子電路圖庫提供完備的標準配件，包含反相器、邏輯門、觸發器、計數器、移位寄存比較器、開關、 LED 、 7 段數碼管顯示、解碼器、多路傳輸器等，從簡單到復雜的邏輯元件一一俱全。

可編程控制器與傳感器應用模塊

（ 1 ） PLC 邏輯庫

仿真軟件提供三種 PLC 邏輯梯形圖編程： Allen Brad Ley ?， IEC61131-3 。很容易創建和模擬控制一個自動化系統的一部分。

（ 2 ）功能圖（ SFC/GRAFCET ）庫

順序功能圖庫是實現控制結構的首選工具。除了使用宏步驟外， Famic 自動化仿真軟件也支持使用等級封裝步驟來建立。

5 、供配電模塊

這個元件庫為各電壓等級的發電、輸電和配電提供了采用單線的方式表示設計組件。

6 、 2D/3D 人機界面 (HMI) 模塊

該模塊提供了便攜課時強的設計工具，可以形象的設計動畫和控制面板，通過 Automation Studio ?提供的 3D 編輯器可以實現 3D 動畫的仿真。支持 STEP, STL 以及 IGES 三種格式 3D 零件的導入 . 在仿真中實現各種機器設備的操作行為與過程。

7 、機械連接

使用機械管理器、機械機構可以與流體動力執行機構來模擬和動畫效果。

（二）軟件的特色：

1 、 OPC 客戶端與 OPC 服務器

軟件提供 OPC 客戶端和 OPC 服務器模塊。 OPC 客戶端是一個標準的軟件接口 , 允許軟件?交換數據與任何公司或其他控制設備的 OPC 服務器是可用的 , 反之亦然。

2 、使用現場總線 (CAN BUS) 連接虛擬設備

軟件可以與任何兼容 OPC/CAN BUS 的控制設備進行通信。

3 、導出功能

在軟件中允許用戶導出 SFC.GRAFCET 到 XML 格式或者到，并且支持用戶下載到 PLC 中，這是其他仿真軟件所不具備的。

4 、故障診斷

創建組件故障或啟動一個預定義組件故障可以訓練學生排除故障的能力，學生在“假設”的場景中學習快速查找和解決系統潛在問題。可以設置兩種條件自動或手動。

5 、教學視頻課件制作

用戶在仿真自動化平臺提供的工作流程管理里面制作相對應的教學課件，方便老師進行教學管理，理論講解。

6 、創建用戶自定義宏和模板

選用標準組件，靈活的繪圖工具，以及分組功能，用戶可以創建自定義自己的庫和模板。

（三）其他要求：

投標時提供該軟件的彩色界面截圖。

投標時投標人自行準備演示實體軟件及相關演示設備，演示標注☆部分的內容（不接受 PPT 等文本文稿的演示），為了確保軟件正版，演示時需連接加密狗。不能提供現場演示的投標將被視為無效投標。

PLC 仿真系統軟件

PLC 仿真系統軟件采用 RS-232 串行口通訊協議，采用 FLASH 動畫進行仿真。該軟件必須與 PLC 、 PLC 仿真模塊配套使用。要求提供軟件界面截圖，以及國家計算機軟件著作權登記號。

軟件包括四層電梯控制、郵件分揀、鐵塔之光、自控軋鋼機、交通燈控制、步進電機控制、電鍍生產性控制、自動送料裝車系統、水塔水位自動控制、多種液體混合、三相電機順序控制、全自動洗衣機控制、小車運動控制、機械手搬運控制、加工中心選刀控制等十幾種仿真模塊。

•  實訓室管理系統及軟件

•  本管理系統包含 LED 終端、信息無線發射器、 LED 終端信息無線接收器

•  處理器： ARM7

•  存儲容量： 8M bit 電源：交流 220V 50HZ

•  支持 RS232 、 USB 通信、波特率支持 9600 、 115200

•  環境溫度： -30 ℃ ~70 ℃

•  軟件支持 WINDOWS2000 、 NT 、 xp 、 vista 和 win7

•  功能顯示：圖文、字幕、數字時間、支持軟件強制開關機和定時開關機、多種顯示方式和退出方式、十余種流水跑邊模式、支持 0-15 級手動亮度調節、單紅色、 LED 終端為全戶外屏，防雨。

•  信息無線發射器：

•  輸入電壓： DC5~12V 溫度范圍： -40 ℃ ~85 ℃ 無線協議： Zigebee2007 接收靈敏度： -110dBm

•  串口格式： 8-N-1 ， 8-ODD-1 ， 8-EVEN-1 以上三種可選。

•  串口速率： 2400,4800,9600,19200,38400,57600,115200bps 可選

•  無線頻率： 2.4G ，用戶可通過串口指令更改頻道（ 2405-2480MHz ，步長： 5MHz ） 11-26 頻道

•  傳輸距離：可視，開闊，傳輸距離 1600 米

•  工作電流：發射： 150mA （最大）， 100mA （平均），接收： 55mA （最大），待機： 45mA （最大）

•  可配置節點： Coordinator ， Router 接口： USB B 型 母頭

•  LED 終端信息無線接收器： 輸入電壓： DC5~12V 溫度范圍： -40 ℃ ~85 ℃ 無線協議： Zigebee2007

•  接收靈敏度： -110dBm 串口格式： 8-N-1 ， 8-ODD-1 ， 8-EVEN-1 以上三種可選。

•  串口速率： 2400,4800,9600,19200,38400,57600,115200bps 可選

•  無線頻率： 2.4G ，用戶可通過串口指令更改頻道（ 2405-2480MHz ，步長： 5MHz ） 11-26 頻道

•  傳輸距離：可視，開闊，傳輸距離 1600 米 工作電流：發射： 150mA （最大）， 100mA （平均），接收： 55mA （最大），待機： 45mA （最大） 主芯片： CC2530F256 ， 256K FLASH

•  可配置節點： Coordinator ， Router 接口： RS232 ，電源

•  功能：通過計算機軟件發布信息，

•  信息以無線方式（無需 WIFI/3G/4G 網絡）傳輸至 LED 終端并顯示發布的內容，也可通過 U 盤直接將發布信息傳輸至 LED 終端。 ( 投標現場提供樣機演示 , 不演示及演示不滿足參數視為不響應招標文件。 )

四、實訓項目

本設備基本實訓包含 PLC 、變頻器的基本操作與編程以及相互之間通訊實訓。實訓項目如下：

自動送料裝車系統  

水塔水位自動控制  

交通燈自控與手控  

全自動洗衣機

電機控制  

多種液體混合

步進電機

自控成型機  

自控軋鋼機  

郵件分揀機  

鐵塔之光

四層電梯控制  

電鍍生產線控制

變頻器功能參數設置與操作；

外部端子點動控制；

變頻器控制電機正反轉；

多段速度選擇變頻調速；

變頻器無級調速；

基于外部模擬量（電壓 / 電流）控制方式的變頻調速；

瞬時停電起動控制；

PLC 、變頻調速控制；

PLC 控制變頻器外部端子的電機正反轉；

PLC 控制變頻器外部端子的電機運行時間控制；

基于 PLC 數字量控制方式的多段速；