机电一体化实训台(带视觉)
2021-08-17 14:48
一、 技术性能
1. 输入电源：单相220V±10% 50Hz
2. 工作环境：温度-10℃～+40℃ 相对湿度＜85%(25℃) 海拔＜4000m
3. 装置容量：＜1kVA
4. 重量：100kg左右
5. 外形尺寸：1600mm×1000mm×1500mm
6. 台面平铺2020欧标工业铝材、右侧台面铺400×1000mm软绝缘胶垫，中部抽拉式电气接线板。
7. 安全保护：具有漏电压、漏电流保护装置，安全符合国家标准
二、 基本配置及功能
实训装置包括电气接线模块、上料模块、输送线模块、视觉识别模块、三维模组控制模块、称重模块、RFID产品溯源模块、物料摆放模块、以上模块包含以下单元、S7-1200单元、485通信单元、工业视觉识别单元、RFID产品溯源单元、气动控制基本单元、变频调速单元、电工基础实训单元、触摸屏单元、以太网交换机、伺服系统控制单元等组成、温度检测变送单元。
1. S7-1200单元
S7-1200单元主要由主机1215C和信号转接板组成。
主机1215C,工作存储器125 KB；工作电源24VDC，自带DI14/DQ10，AI2/AQ2板载 DI14 x 24VDC 漏型/源型，板载 DQ10 x 24VDC 及 AI2 和 AQ2；板载 6 个高速计数器和 4 个脉冲输出；支持3 个用于串行通信的通信模块，8 个用于 I/O 扩展的信号模块；运行速度0.04 ms/1000 条指令；具有2 个 PROFINET 端口，用于编程、HMI 和 PLC 间数据通信。
扩展串口通信模块: 支持RS422/485通信
扩展RFID通信模块: 支持RF200及300系列通信
扩展IO:16x 24VDC/16x 24VDC
2.视觉识别单元
一、基本要求：
1、工业视觉检测系统包括相机、镜头、处理软件、光源等组成。工业视觉检测系统放置在输送线一测，对工件进行颜色，尺寸，标识等信息检测。
2、检测结果通过总控通讯，为后续摆放等作业做好准备。
3、具体参数：1/3" CMOS 成像仪:彩色；S接口/M12镜头: 8 mm； 成像模式: 640×480；光源: 白色漫射LED环形灯；通信和I/O: EtherNet/IP、PROFINET、SLMP、SLMP扫描仪、Modbus TCP、TCP/IP、RS-232；防护等级: IP65防护级外壳；工作电源: 24 VDC ±10%，照明开启时，最大功率：48 W (2.0 A)；工作温度: 0°C to 40°C (32°F to 104°F)；电源电压：+24 VDC（22-26 VDC），电流：最大500mA。
4、镜头：与上述参照对应的标准配置。
5、连接电缆与支架
二、软件要求
▲1、软件可进行曝光时间，白平衡设置，提供上述功能软件截图。
c.进行四点相机标定，能快速读取标定模板的像素值，可进行获取机器人对应的位置值。
▲2、可进行日志显示，并可以清楚历史日志，提供上述功能软件截图。
▲3、可进行至少8个模板匹配，即触发1次拍照，匹配模板1，模板1匹配成功，发出模板1数据；若模板1未能匹配成功，视觉返回s1,0,0,0数据给机器人，机器人发命令继续匹配模板，提供上述功能软件截图；
f.可进行发送可接收数据显示。
4、软件输出4个数据：类型、X、Y、旋转量
h.支持绘制的模板可以进行集合运算；
i.绘制模板可以使用长方形，圆形，自由绘制等方式进行绘制模板，提供上述功能软件截图；
▲5、在机器人视觉系统软件中，拍照的图像可以自由的拖动及放大，提供上述功能视频演示；
k.支持实时采集及单独拍照；
▲6、在机器人视觉系统软件中，有红色十字光标方便安装调节相机位置，提供上述功能软件截图。
▲7、提供视觉软件著作权证书复印件。
3、RFID识别单元
RFID射频单元采用西门子RF200系列，带集成天线的方型读写器（RS422）；50×50×30 mm（L×D×H） 、通信模块使用RF120C
标签使用MDS D127 螺纹式小尺寸标签，112 byte EEPROM
4. 触摸屏单元
触摸屏单元采用西门子KTP700 Basic 7寸彩色触摸屏，用于1200主机以太网通讯，控制和显示各单元的运行状态。
5. 以太网交换机
以太网交换机采用非网管型工业以太网 100MBIT/S交换机，自带5个双绞线端口，RJ45 接口；用于构建小型星形和总线形拓扑结构；自带LED诊断显示，供电电源DC 24V 。
IEC/EN 61000-4工业级防护，IP30防护，9.6-60VDC三冗余电源输入，多重保护。
6. 变频调速单元
变频调速单元采用西门子SINAMICS 系列V20变频器，单相220V供电，输出功率0.37KW。集成RS-485通讯接口，提供BOP操作面板；具有线性V/F控制、平方V/F控制、可编程多点设定V/F控制，磁通电流控制、直流转矩控制；集成4路数字量输入，2路模拟量输入；具备过电压、欠电压保护，变频器、电机过热保护，短路保护等。
7. 三维模组控制单元
三维丝杆或同步带控制单元主要由伺服驱动和步进驱动组成。
伺服驱动用于控制X轴，采用交流伺服驱动，工作电压AC220V，输出功率200W。采用数字信号处理器（DSP）作为控制核心，智能功率模块（IPM） 内部集成了驱动电路,同时具有过电压、过电流、过热、欠压等故障检测保护电路，具有较强的温度、湿度、振动等环境适应能力和很强的抗干扰的能力；支持位置、速度和力矩三种方式对伺服马达进行控制。
步进电机驱动用于控制Y轴，采用交流伺服驱动，工作电压DC24V，输出功率>=30W；内部集成控制电路和功率电路，具有自检线圈和短路保护等功能。
8. 温控箱变频控温模块
加热板通电加热，温度变送器检测加热板到达一定温度后，PLC控制系统控制台达变频器使电机旋转，带动扇叶加强空气流动，快速散热，使箱内环境温度稳定。
温变变送器：二线制输出，无需补偿导线；抗干扰能力强，远传性能好；结构简单，合理安装方便；小型化，安全可靠，使用寿命长；插头式温度变送器，量程0-100OC，电源24VDC，输出0-10V。
加热器：工作电压AC220V、持续功率30W-150W、外壳材质铝合金、尺寸160*100
9. 伺服系统控制单元
输入电源单相或三相AC220V，-15~+10%，50/60HZ，调速比1：5000，脉冲频率<500KHZ,控制输入：伺服使能、报警复位、紧急停止、指令脉冲禁止、脉冲偏差清除、零件速钳位、正向行程限位、反向行程限位、内部速度选择1等。控制输出：伺服准备好、定位完成、零偏差、零速度、报警检出、紧急停止检出，
三、实训项目
1. PLC认知实训（软硬件结构、系统组成、基本指令、接线、编程下载等）
(一).PLC虚拟控制应用实训
(二).PLC实物控制应用实训
14.视觉识别控制
15.RFID控制
16.长度定长控制
18.气动基本回路控制
19. 直线运动位置检测、定位控制
20. 步进电机定位控制
21. 步进电机的速度控制
22. 步进电机的正反转控制
23. 伺服电机定位控制
24. 伺服电机的速度控制
25. 伺服电机的正反转控制
26. 伺服电机和步进电机的综合控制
(三).PLC、变频器、触摸屏综合应用技能实训
27. 变频器功能参数设置与操作
28. 外部端子点动控制
29. 变频器控制电机正反转
30. 多段速度选择变频调速
31. 变频器无级调速
32. 外部模拟量方式的变频调速控制
33. 基于PLC的变频器外部端子的电机正反转控制
34. 基于PLC模拟量方式变频开环/闭环调速控制
35. 基于PLC通信方式的变频开环调速
36. 基于触摸屏控制方式的基本指令编程练习
37. 基于触摸屏控制方式的数码显示控制
(四).网络通讯综合实训
38. PLC与变频器RS485通讯实训
39. PLC、触摸屏与变频器通信控制
40. PLC主机之间PROFINET通讯实训
41. PLC、变频器、触摸屏组网综合应用实训
42、PLC与RFID通讯控制
43、PLC与工业相机通讯
1. 输入电源：单相220V±10% 50Hz
2. 工作环境：温度-10℃～+40℃ 相对湿度＜85%(25℃) 海拔＜4000m
3. 装置容量：＜1kVA
4. 重量：100kg左右
5. 外形尺寸：1600mm×1000mm×1500mm
6. 台面平铺2020欧标工业铝材、右侧台面铺400×1000mm软绝缘胶垫，中部抽拉式电气接线板。
7. 安全保护：具有漏电压、漏电流保护装置，安全符合国家标准
二、 基本配置及功能
实训装置包括电气接线模块、上料模块、输送线模块、视觉识别模块、三维模组控制模块、称重模块、RFID产品溯源模块、物料摆放模块、以上模块包含以下单元、S7-1200单元、485通信单元、工业视觉识别单元、RFID产品溯源单元、气动控制基本单元、变频调速单元、电工基础实训单元、触摸屏单元、以太网交换机、伺服系统控制单元等组成、温度检测变送单元。
1. S7-1200单元
S7-1200单元主要由主机1215C和信号转接板组成。
主机1215C,工作存储器125 KB；工作电源24VDC，自带DI14/DQ10，AI2/AQ2板载 DI14 x 24VDC 漏型/源型，板载 DQ10 x 24VDC 及 AI2 和 AQ2；板载 6 个高速计数器和 4 个脉冲输出；支持3 个用于串行通信的通信模块，8 个用于 I/O 扩展的信号模块；运行速度0.04 ms/1000 条指令；具有2 个 PROFINET 端口，用于编程、HMI 和 PLC 间数据通信。
扩展串口通信模块: 支持RS422/485通信
扩展RFID通信模块: 支持RF200及300系列通信
扩展IO:16x 24VDC/16x 24VDC
2.视觉识别单元
一、基本要求：
1、工业视觉检测系统包括相机、镜头、处理软件、光源等组成。工业视觉检测系统放置在输送线一测，对工件进行颜色，尺寸，标识等信息检测。
2、检测结果通过总控通讯，为后续摆放等作业做好准备。
3、具体参数：1/3" CMOS 成像仪:彩色；S接口/M12镜头: 8 mm； 成像模式: 640×480；光源: 白色漫射LED环形灯；通信和I/O: EtherNet/IP、PROFINET、SLMP、SLMP扫描仪、Modbus TCP、TCP/IP、RS-232；防护等级: IP65防护级外壳；工作电源: 24 VDC ±10%，照明开启时，最大功率：48 W (2.0 A)；工作温度: 0°C to 40°C (32°F to 104°F)；电源电压：+24 VDC（22-26 VDC），电流：最大500mA。
4、镜头：与上述参照对应的标准配置。
5、连接电缆与支架
二、软件要求
▲1、软件可进行曝光时间，白平衡设置，提供上述功能软件截图。
c.进行四点相机标定，能快速读取标定模板的像素值，可进行获取机器人对应的位置值。
▲2、可进行日志显示，并可以清楚历史日志，提供上述功能软件截图。
▲3、可进行至少8个模板匹配，即触发1次拍照，匹配模板1，模板1匹配成功，发出模板1数据；若模板1未能匹配成功，视觉返回s1,0,0,0数据给机器人，机器人发命令继续匹配模板，提供上述功能软件截图；
f.可进行发送可接收数据显示。
4、软件输出4个数据：类型、X、Y、旋转量
h.支持绘制的模板可以进行集合运算；
i.绘制模板可以使用长方形，圆形，自由绘制等方式进行绘制模板，提供上述功能软件截图；
▲5、在机器人视觉系统软件中，拍照的图像可以自由的拖动及放大，提供上述功能视频演示；
k.支持实时采集及单独拍照；
▲6、在机器人视觉系统软件中，有红色十字光标方便安装调节相机位置，提供上述功能软件截图。
▲7、提供视觉软件著作权证书复印件。
3、RFID识别单元
RFID射频单元采用西门子RF200系列，带集成天线的方型读写器（RS422）；50×50×30 mm（L×D×H） 、通信模块使用RF120C
标签使用MDS D127 螺纹式小尺寸标签，112 byte EEPROM
4. 触摸屏单元
触摸屏单元采用西门子KTP700 Basic 7寸彩色触摸屏，用于1200主机以太网通讯，控制和显示各单元的运行状态。
5. 以太网交换机
以太网交换机采用非网管型工业以太网 100MBIT/S交换机，自带5个双绞线端口，RJ45 接口；用于构建小型星形和总线形拓扑结构；自带LED诊断显示，供电电源DC 24V 。
IEC/EN 61000-4工业级防护，IP30防护，9.6-60VDC三冗余电源输入，多重保护。
6. 变频调速单元
变频调速单元采用西门子SINAMICS 系列V20变频器，单相220V供电，输出功率0.37KW。集成RS-485通讯接口，提供BOP操作面板；具有线性V/F控制、平方V/F控制、可编程多点设定V/F控制，磁通电流控制、直流转矩控制；集成4路数字量输入，2路模拟量输入；具备过电压、欠电压保护，变频器、电机过热保护，短路保护等。
7. 三维模组控制单元
三维丝杆或同步带控制单元主要由伺服驱动和步进驱动组成。
伺服驱动用于控制X轴，采用交流伺服驱动，工作电压AC220V，输出功率200W。采用数字信号处理器（DSP）作为控制核心，智能功率模块（IPM） 内部集成了驱动电路,同时具有过电压、过电流、过热、欠压等故障检测保护电路，具有较强的温度、湿度、振动等环境适应能力和很强的抗干扰的能力；支持位置、速度和力矩三种方式对伺服马达进行控制。
步进电机驱动用于控制Y轴，采用交流伺服驱动，工作电压DC24V，输出功率>=30W；内部集成控制电路和功率电路，具有自检线圈和短路保护等功能。
8. 温控箱变频控温模块
加热板通电加热，温度变送器检测加热板到达一定温度后，PLC控制系统控制台达变频器使电机旋转，带动扇叶加强空气流动，快速散热，使箱内环境温度稳定。
温变变送器：二线制输出，无需补偿导线；抗干扰能力强，远传性能好；结构简单，合理安装方便；小型化，安全可靠，使用寿命长；插头式温度变送器，量程0-100OC，电源24VDC，输出0-10V。
加热器：工作电压AC220V、持续功率30W-150W、外壳材质铝合金、尺寸160*100
9. 伺服系统控制单元
输入电源单相或三相AC220V，-15~+10%，50/60HZ，调速比1：5000，脉冲频率<500KHZ,控制输入：伺服使能、报警复位、紧急停止、指令脉冲禁止、脉冲偏差清除、零件速钳位、正向行程限位、反向行程限位、内部速度选择1等。控制输出：伺服准备好、定位完成、零偏差、零速度、报警检出、紧急停止检出，
三、实训项目
1. PLC认知实训（软硬件结构、系统组成、基本指令、接线、编程下载等）
(一).PLC虚拟控制应用实训
(二).PLC实物控制应用实训
14.视觉识别控制
15.RFID控制
16.长度定长控制
18.气动基本回路控制
19. 直线运动位置检测、定位控制
20. 步进电机定位控制
21. 步进电机的速度控制
22. 步进电机的正反转控制
23. 伺服电机定位控制
24. 伺服电机的速度控制
25. 伺服电机的正反转控制
26. 伺服电机和步进电机的综合控制
(三).PLC、变频器、触摸屏综合应用技能实训
27. 变频器功能参数设置与操作
28. 外部端子点动控制
29. 变频器控制电机正反转
30. 多段速度选择变频调速
31. 变频器无级调速
32. 外部模拟量方式的变频调速控制
33. 基于PLC的变频器外部端子的电机正反转控制
34. 基于PLC模拟量方式变频开环/闭环调速控制
35. 基于PLC通信方式的变频开环调速
36. 基于触摸屏控制方式的基本指令编程练习
37. 基于触摸屏控制方式的数码显示控制
(四).网络通讯综合实训
38. PLC与变频器RS485通讯实训
39. PLC、触摸屏与变频器通信控制
40. PLC主机之间PROFINET通讯实训
41. PLC、变频器、触摸屏组网综合应用实训
42、PLC与RFID通讯控制
43、PLC与工业相机通讯
