西門子智能控制綜合實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)
西門子智能控制綜合實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)主要抽取典型工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用場景，由多個(gè)工藝工位構(gòu)成，涵蓋變頻器、伺服、步進(jìn)多種典型驅(qū)動(dòng)控制方式，氣動(dòng)、電動(dòng)多種執(zhí)行器形式，結(jié)合工業(yè)場景常見的功能結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，給學(xué)生提供一個(gè)貼近工業(yè)現(xiàn)場的驅(qū)動(dòng)控制應(yīng)用場景。
西門子智能控制綜合實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)是通過采用一套能自動(dòng)進(jìn)行供料、輸送、組裝、搬運(yùn)入庫的設(shè)備，組成連續(xù)、完全自動(dòng)化的模擬生產(chǎn)線，來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的模擬生產(chǎn)。它抽象自真實(shí)工業(yè)中的自動(dòng)化生產(chǎn)線，并將其應(yīng)用于學(xué)生應(yīng)用實(shí)踐類教學(xué)。
智能控制綜合實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)由供料、傳送、裝配、入庫，四個(gè)工藝場景組成。
智能控制綜合實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)詳細(xì)參數(shù)如下：
（一）典型產(chǎn)線控制對象
1、供料模塊
供料模塊主要完成物料的自動(dòng)供給功能。結(jié)構(gòu)上采用井式倉儲(chǔ)和直線雙軸氣缸結(jié)構(gòu)，可用于儲(chǔ)存和送料，需帶光纖傳感器和磁性開關(guān)，用于檢測倉庫物料狀態(tài)和直線氣缸動(dòng)作狀態(tài)，配有專用一體式端子座，輸入輸出信號(hào)及電源信號(hào)均在端子座上連接，使用20P集成電纜連接到PLC側(cè)的一體式端子座中，完全采用模塊化設(shè)計(jì)。模塊零件采用鋁合金材料銑削精加工制成，表面噴砂陽極氧化處理，有效地解決銹蝕、老化問題。井式倉儲(chǔ)筒采用透明亞克力制成。結(jié)構(gòu)的安裝和連接采用工業(yè)方式，可重復(fù)機(jī)械拆裝和電氣連接。
配有光纖傳感器1個(gè)、磁性開關(guān)2個(gè)、直線雙軸氣缸1個(gè)、單電控兩位五通氣先導(dǎo)式電磁閥1個(gè)、一體式端子座1個(gè)。
2、傳送帶模塊
傳送帶模塊主要完成物料的水平定向傳送。需采用平帶傳動(dòng)和同步齒形帶傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，使用變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)，傳送方向和傳送速度可隨控制要求進(jìn)行調(diào)整，配有檢測器并安裝于裝配位置和入庫位置上，用于檢測物料的到位情況，裝配位置使用直線氣動(dòng)進(jìn)行阻隔和定位，入庫位置使用限位零件進(jìn)行阻隔和定位。配有專用一體式端子座，輸入輸出信號(hào)及電源信號(hào)均在端子座上連接，使用20P集成電纜連接到PLC側(cè)的一體式端子座中，完全采用模塊化設(shè)計(jì)。模塊零件由鋁合金零件、鋁合金型材、不銹鋼軸類零件和冷軋鋼鈑金零件等組成，鋁合金零件銑削精加工制成，表面噴砂陽極氧化處理，有效地解決銹蝕、老化問題。模塊結(jié)構(gòu)的安裝和連接采用工業(yè)方式，可重復(fù)機(jī)械拆裝和電氣連接。
配有交流電機(jī)（含減速機(jī)）1個(gè)、接近傳感器2個(gè)、磁性開關(guān)1個(gè)、直線雙軸氣缸1個(gè)、單電控兩位五通氣先導(dǎo)式電磁閥1個(gè)、一體式端子座1個(gè)。
3、裝配模塊
裝配模塊主要完成物料的自動(dòng)供給和裝配。需采用擺動(dòng)懸臂和平面?zhèn)}庫結(jié)構(gòu)，需實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)存和送料功能，擺動(dòng)懸臂使用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，擺動(dòng)位置可精確控制，同時(shí)擺動(dòng)空間配有限位檢測器用于對擺動(dòng)懸臂的限位位置的檢測和保護(hù)，避免撞擊和過載，平面?zhèn)}庫內(nèi)配有檢測器用于檢測物料有無狀態(tài)。配有專用一體式端子座，輸入輸出信號(hào)及電源信號(hào)均在端子座上連接，使用20P集成電纜連接到PLC側(cè)的一體式端子座中，完全采用模塊化設(shè)計(jì)。模塊零件由鋁合金零件、鋁合金型材零件和冷軋鋼鈑金零件等組成，鋁合金零件銑削精加工制成，表面噴砂陽極氧化處理，有效地解決銹蝕、老化問題。模塊結(jié)構(gòu)的安裝和連接采用工業(yè)方式，可重復(fù)機(jī)械拆裝和電氣連接。
配有步進(jìn)電機(jī)1個(gè)、光電傳感器3個(gè)、接近傳感器1個(gè)、行程開關(guān)1個(gè)、磁性開關(guān)1個(gè)、直線單軸氣缸1個(gè)、氣動(dòng)吸盤1套、真空發(fā)生器1個(gè)、單電控兩位五通氣先導(dǎo)式電磁閥2個(gè)、一體式端子座1個(gè)。
4、入庫機(jī)械手
入庫機(jī)械手主要完成物料的自動(dòng)入庫功能。需采用全封閉式直線模組（具有防塵、防夾手、防異物進(jìn)入等功能）、直線單軸氣缸和氣動(dòng)手指組成結(jié)構(gòu)，使用伺服電機(jī)控制直線模組精確定位至平面?zhèn)}庫的工位中，配有光電傳感器對模組運(yùn)行限位進(jìn)行檢測和保護(hù)，避免撞擊和過載，平面?zhèn)}庫內(nèi)配有檢測器用于檢測物料有無狀態(tài)。配有專用一體式端子座，輸入輸出信號(hào)及電源信號(hào)均在端子座上連接，使用20P集成電纜連接到PLC側(cè)的一體式端子座中，完全采用模塊化設(shè)計(jì)。模塊零件由鋁合金零件、鋁合金型材零件和冷軋鋼鈑金零件等組成，鋁合金零件銑削精加工制成，表面噴砂陽極氧化處理，有效地解決銹蝕、老化問題。模塊結(jié)構(gòu)的安裝和連接采用工業(yè)方式，可重復(fù)機(jī)械拆裝和電氣連接。
平面?zhèn)}庫由鋁合金型材和鋁合金板搭建而成嵌入行程開關(guān)，用于檢測平面?zhèn)}庫內(nèi)是否已有物料或物料是否放置完好，倉格總數(shù)不少于2個(gè)。
配有全封閉式直線模組1套、伺服電機(jī)1個(gè)、光電傳感器3個(gè)、行程開關(guān)2個(gè)、磁性開關(guān)2個(gè)、直線單軸氣缸1個(gè)、直線導(dǎo)軌1條、氣動(dòng)手指1套、單電控兩位五通氣先導(dǎo)式電磁閥2個(gè)、一體式端子座1個(gè)。
5、信號(hào)指示燈
集紅色指示燈、黃色指示燈、綠色指示燈、蜂鳴器一體，安裝位置可隨意調(diào)整，用于顯示工作站的運(yùn)行狀態(tài)，根據(jù)控制程序的設(shè)計(jì)，可顯示運(yùn)行中、暫停中、停止中、故障告警中等狀態(tài)。
6、基礎(chǔ)平臺(tái)
基礎(chǔ)平臺(tái)采用激光切割、沖壓、折彎、焊接制成，基礎(chǔ)平臺(tái)底部配有可拆卸式網(wǎng)孔板，用于安裝各種電氣元件，基礎(chǔ)平臺(tái)板材采用冷軋鋼板，厚度規(guī)格≥2mm；配有4只福馬輪，方便設(shè)備移動(dòng)和位置固定，整體穩(wěn)固不易翻側(cè)，表面噴塑處理，具有防銹蝕功能，便于移動(dòng)運(yùn)輸。桌面由鋁型材拼接而成，臺(tái)面各種安裝模塊可以隨意調(diào)整安裝位置，臺(tái)面開過線孔用于桌面與下方控制板的信號(hào)、電源線纜敷設(shè),整體占地尺寸：657mm(W)×980mm(D)（允許偏差±5%）。
（二） 智能控制系統(tǒng)
1、電氣控制系統(tǒng)基礎(chǔ)平臺(tái)
平臺(tái)尺寸L800 ×W800 ×H1800mm（允許偏差±5%）；經(jīng)過激光切割、沖壓、折彎、焊接制成，冷軋鋼板厚度規(guī)格2mm、底板撐條5mm；配有4只萬向輪，整體穩(wěn)固不易翻側(cè)。
2、觸摸屏1套
顯示器：7寸TFT液晶顯示屏（LCD）、分辨率：800 x 480，集成≥1個(gè)工業(yè)以太網(wǎng)接口，≥1個(gè)USB接口；支持PROFINET、 EtherNet/IP、TCP/IP通訊協(xié)議。觸摸屏用戶內(nèi)存≥10M，支持配方內(nèi)存≥256 KB，支持配方數(shù)量≥50；帶有多個(gè)實(shí)體按鍵。。觸摸屏嵌入到基礎(chǔ)平臺(tái)中使用。
3、電氣控制系統(tǒng)1套
使用網(wǎng)孔板折彎制成，傾斜安裝在基礎(chǔ)平臺(tái)內(nèi)，利用手提把手可以輕松取下，單獨(dú)作為電氣回路的連接實(shí)訓(xùn)使用。
（1）PLC控制器1套： 直流DC 24V電源供電，DC24V數(shù)字量輸入和DC24V晶體管型數(shù)字量輸出。PLC本體帶≥1個(gè)工業(yè)以太網(wǎng)通訊口，≥14 通道DC24V直流數(shù)字量輸入，≥10通道DC24V晶體管直流數(shù)字量輸出，最高輸出電流≥0.5A， ≥2 通道模擬量輸入信號(hào)，支持0-10V DC 模擬量信號(hào)輸入。PLC 供電電源：直流 DC 20.4 - 28.8 V ，工作存儲(chǔ)區(qū)：≥75KB；PLC控制器布爾運(yùn)算速度≤0.08us/指令，移動(dòng)字執(zhí)行速度≤1.7us/ 指令，浮點(diǎn)運(yùn)算執(zhí)行速度≤2.3us/ 指令；PLC本體集成的數(shù)字量輸入支持≥5路高速計(jì)數(shù)器功能，單相：≥3 個(gè) 100 kHz 以及 ≥1 個(gè) 30 kHz 的時(shí)鐘頻率；正交相位：≥3 個(gè) 80 kHz 以及 ≥1 個(gè) 20 kHz 的時(shí)鐘頻率；PLC本體集成數(shù)字量輸出支持≥4路PTO/PWM高速脈沖輸出信號(hào)，最高頻率：≥100KHz。
（2）數(shù)字量輸入輸出模塊1塊：直流DC 24V電源供電，≥16通道數(shù)字量輸入，≥16通道數(shù)字量輸出，最高輸出電流≥0.5A。
（3）伺服驅(qū)動(dòng)器1臺(tái)：輸入電壓AC 200-240V，電壓波動(dòng)范圍≤+10/-15%，輸出電流1.2A; 響應(yīng)頻率0-330 Hz；伺服控制器本體集成≥4路數(shù)字量輸入，支持NPN/PNP類型DC24V直流數(shù)字量輸入信號(hào)輸入，≥2路數(shù)字量輸出，可輸出NPN/PNP類型DC24V直流數(shù)字量輸出信號(hào)；
（4）步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器1臺(tái)：直流24V供電，光耦隔離差分輸入兼容輸入電壓5V/24V，抗干擾能力強(qiáng)，具有過壓、欠壓、過流保護(hù)，最高響應(yīng)頻率200KHz，外置16檔等角度恒力矩細(xì)分，最高200細(xì)分，額定工作電流0.71A至3.0A。
（5）變頻器1臺(tái)：單相220V，0.37KW，采用V/F 控制方式，集成濾波器 C1 I/O，有效降低對外干擾，滿足精準(zhǔn)控制需求。
（6）配穩(wěn)壓電源、漏電開關(guān)、空氣開關(guān)、保險(xiǎn)器、接線端子座。
（7）緊湊型PLC控制器1套，DC24V數(shù)字量輸入和DC24V晶體管型數(shù)字量輸出。PLC控制器本體集成≥1個(gè)工業(yè)以太網(wǎng)通訊口，≥1個(gè) USB 端口，≥16通道直流數(shù)字量輸入信號(hào)，≥14 通道晶體管型輸出信號(hào),程序容量≥48k 步用戶程序；PLC控制器布爾運(yùn)算速度≤84 ns/指令，浮點(diǎn)運(yùn)算執(zhí)行速度≤100 ns/ 指令。
（8）觸摸屏1套
7英寸寬屏TFT,彩色液晶屏 65536色，分辨率800x480點(diǎn)，存儲(chǔ)用存儲(chǔ)器(ROM):15MB。
