1. 要求智能制造虚拟仿真教学平台由智能控制系统、智能编程软件和虚拟仿真平台组成,在虚拟仿真平台中,可以创建多种智能制造工业场景,场景创建完成后,可由智能编程软件对智能控制系统编写控制程序,驱动虚拟仿真平台中设备进行虚拟仿真运动,验证智能制造场景场景创建的准确性。 1.1智能控制系统 1.1.1整体说明: (1) 智能控制系统由智能控制器、IO模块、按钮、电源装置和线缆等构成 (2) 具有PLC典型的实时性能和数据一致性,也适用于高级语言和基于模型的代码 (3) 可以快速轻松地集成开放源软件、应用程序和未来技术,具有无限的调整可能性 (4) 通过云连接和集成当前及未来的通信标准,实现智能联网 (5) 多名开发人员可使用不同的编程语言进行独立开发,快速开发应用 (6) 可以使用熟悉的编程工具,方便地进行工程设计 1.1.2智能PLC控制器 (1) PLC控制系统是一个底层开放的自动化控制系统,除满足IEC 61131-3标准语言编程外,要求支持Matlab simulink、C++/C#等高级语言编程,以及Java、Python程序设计; (2) 支持云计算,可直接连接云平台; (3) PLC控制器集成Web服务器、OPC UA服务器; (4) 可连接APP store,支持APP下载到控制器; (5) 支持多种IT协议,例如:http、https、FTP、FTPS、SNMP、SMTP、ISO、TCP、DCP等; (6) PLC控制器即可做为PROFINET控制器,也可做为PROFINET设备 (7) 程序内存:≥150KB (8) 数据内存:≥1MB 1.1.3模块安装支架 (1) 插槽数量:≥4个 (2) 本地总线传输速率: ≥100 Mbps (3) 保护等级: ≥IP20 (4) 安装类型:DIN导轨 (5) 运行温度范围:-25℃~60℃ 1.1.4模拟IO模块 (1) 模拟输入通道:≥4个 (2) 连接系统:2线制连接技术连接的传感器 (3) 电压范围:0 V-10 V (4) 数据格式:标准化表示形式 (5) 分辨率:12位 (6) 可以针对每个输入设置替换值特性 (7) 储存设备铭牌 1.1.5数字量输入模块 (1) 保护等级: IP20 (2) 数字输入:≥16个数字输入符合EN 61131-2 1类和3类的要求 (3) 额定电压:24 V DC (4) 额定电流:2.4 mA (5) 单线制连接技术连接的传感器 (6) 滤波时间< 1 ms (7) 储存设备铭 1.1.6数字量输出模块 (1) 6个数字量输出 (2) 额定电压:24 V DC (3) 额定电流:500 mA (4) 连接方式:单线制连接技术连接的执行器 (5) 储存设备铭牌 (6) 防护等级:IP20 (7) 数字输出通道:≥16个 1.1.7预装线缆 (1) 传输特征:CAT5 (2) 长度:≥1m 1.2智能编程软件 1.2.1 基本功能: (1) 符合IEC 61131-3的编程和自动化系统 (2) 规划自动化系统 (3) 设置硬件和网络参数 (4) 以网络为导向或完全图形化编程 (5) 基于Web的可视化 1.2.2支持的编程语言: (1) 编程符合IEC 61131-3标准 (2) 功能块图(FBD) (3) 梯形图(LAD) (4) 结构文本(STL) (5) 符号流程图(SCL) 1.2.3 可扩展功能 (1) 使用自动化模块和以对象为导向的编程,简化工程设计过程,编程完全整合到单一接口中,节省时间和成本 (2) 一个软件程序适合所有工程设计任务 (3) 用户界面经过优化,无需大量工作和培训 (4) 根据IEC 61131要求进行编程,可实现全球统一操作 (5) 安全的编程,通过IEC 61508认证 1.3智能制造虚拟仿真平台 1.3.1 软件基本功能要求: (1) 蕴含了工业机电系统自主搭建、PLC编程、PLC控制系统调试等诸多机电专业技术、电气自动化技术训练的“三维虚拟仿真实时交互式教学软件。 (2) 使用全三维虚拟仿真技术,全场景漫游,实时构建工业机电系统;仿真包含现实中物理规则仿真及逼真工业现场音效仿真。 (3) 无需编程,面向三维图形,通过鼠标拖拽三维元件,简单快捷地创建工业系统。 (4) 内置三维图形化的元件库,元件数不少于80个,并可扩充升级。 (5) 构建完成的虚拟工业系统可以作为被控对象被各种外部技术控制, 可连接各种型号PLC,不限规格、不限品牌、不限形式。 (6) 软件带有训练模式:由教师通过可加密的故障面板设置故障,然后由学生检测排除系统故障。 1.3.2 元件库中的主要元件参数 (1) EMITTER(发射器):货物发射器应用于场景中时,可以自动生产货箱和拍架,输出的货物种类,顺序,数量以及发射器所在位置和输出方向。可以自由设置。I/O点:1数字量输出。 (2) REMOVER(接收器):货物接收器接收场景中所有传送的货箱和拍架。I/O点:1数字量输出。 (3) BOXES(货箱):货箱分为小号、中号、大号三种不同规格,其质量也有所不同,分为8 kg、10kg、15kg。 (4) PALLETS(托盘):双面轻质量托盘,能够承受高重量货物,用于堆放和运输各种货物,分为黑色、棕色两种规格。 (5) BELT CONVEYOR(传送带):中等负载运行的传送带,适用于传送低负载货物,可以双向传送,其I/O点具有模拟量和数字量两种形式。I/O点:3数字量输出,1模拟量输出。速度:0.6m/s、3m/s。 (6) BELT CONVEYOR GATE(闸门式传送带):动力传送带式闸门适用于传送低负载货物,在传送带闸门上装有一个接近传感器,可以识别货物静止位置,能够双向传送,同时具有模拟量和数字量I/O点。I/O点:数字量2输入/3输出,模拟量1输入/1输出;速度:0.6m/s、3m/s;开度角:100°。 (7) STRAIGHT SPUR CONVEYOR(等腰梯形式传送带):等腰梯形式传送带通常用于合并连接两个低负载的传送带,构成三角形,有数字量和模拟量,可以双向传送货物,具有模拟量和数字量I/O点。I/O点:数字量2输出,模拟量1输出;速度:0.8m/s、3m/s。 (8) CONVEYOR SCALE(天平式传送带):高速天平式传送带,用于传输低负载货物,同时具有质量测量功能,根据不同的配置设定其测量能力略有不同。I/O点:数字量1输入/2输出;速度:0.6m/s; (9) ROLLER CONVEYOR(滚轴式运输机):滚轴式传送机通常用来运输重型货物,可以双向传输,具有数字量和模拟量I/O点。为了能够更好地控制货物的传送,在滚轴之间的缝隙允许插入其他部件。I/O点:数字量3输出,模拟量1输出;速度:0.45m/s、0.8m/s。 (10) LOADING CONVEYOR(装载运输机):重型装载运输机通常用于加载或卸载重型货物,它具有特殊设置,可以减缓塔式起重机前叉的负荷,具有数字量和模拟量,可以双向传输。I/O点:数字量3输出,模拟量1输出;速度:0.45m/s、0.8m/s。 (11) CHUTE CONVEYOR(滑台):斜道输送机,适用于低负载分拣,通常用于连接两个处理设备,用于积累货物或各层之间货物传输,在滑台上无法控制货物的传送位置。 (12) CHAIN TRANSFER(链条运输机):用于并行相邻传输机之间传送货物,可以实现直角传输,适合托盘的分拣工作。它是由一个重型焊接结构、滚轴及三条气动驱动链条组成,链条冲程为40mm、传输速度0.45m/s。I/O点:数字量4输出;链轨冲程:40mm;速度:0.45m/s。 (13) TURNTABLE(转台):重型转台,通常用于分拣重型货物,配备自由旋转滚子和预先安装传感器(旋转范围和货物位置)。转台分为单稳态和双稳态两种,可根据配置设定实现方向逆转。I/O点:数字量4输入/4输出;速度:0.45m/s;传感器检测范围:0-100mm。 (14) ALIGNERS(方位调整器):薄金属结构可以附加在传送带上,用于指引货物的运输方向。它们通常用于在高速传送期间货物错位,同时可以阻止货物滑落,共有三种不同结构。 (15) WHEEL ALIGNER(转盘定位仪):盘状定位器,使用在传送带之间(拐角处)移动货物,辅助货物改变运输方向。 (16) PIVOT ARM SORTER(旋转臂分拣):旋转臂分拣是一个45度角的机械臂分流器,通过一个齿轮电动机驱动,配有一个皮带用于帮助传送货物到下一个传送带,机械臂可以通过选择配置进行左右旋转。I/O点:数字量6输出;转速:5rad/s;速度:2m/s。 (17) POP UP WHEEL SORTER(凸轮分选机):凸轮为双排,气动驱动,轮子是通过聚氨酯皮带驱动。当凸轮弹出时,可以左右旋转45度,改变货物的运输方向;当凸轮未弹起,正常状态处于中心位置,可以通过旋转辊维持物料运输方向。I/O点:数字量3输出;凸轮半径:50mm,速度:2.5m/s,凸轮冲程:3mm。 (18) PUSHER(推杆):气动驱动推杆分选机,用于分选小负载货物,配有两个簧片传感器,测量前限位和后限位,有一个位移传感器,用来测量杆的位置。同时推杆分选机具有单稳态和双稳态,包含数字量和模拟量I/O点,还可以设置推杆的速度和位置。I/O点:数字量6输入/4输出,模拟量1输入/1输出; (19) STOP BLADE(挡板):挡板是一个气动驱动装置,单板上升是为了停止或累积货物,主要用于阻挡小负载货物。其停止功能经常与传送组件一起使用,例如传送带、推杆。使用挡板可以调整货物或监控货物,正常状态,挡板在下面,有输出时挡板推出。I/O点:数字量1输出;冲程:120mm。 (20) ROLLER STOP(滚轴挡板):滚轴挡板是一个气动驱动装置,当其被升起时用来停止或累积货物,最主要的是用来停止重型货物。通常滚轴挡板与传送组件配合使用,例如阻止货物之间的传输碰撞,它可以被安插在输送机滚轴的缝隙中,正常情况是在下面。I/O点:数字量1输出;冲程:100mm。 (21) CAPACITIVE SENSOR(电容式传感器):该传感器被用来检测靠近传感器的任何材料的货物,它配有一个发光二极管,如果在其检测范围内存在任何一个货物二极管就会发光指示。提供1个数字量或者模拟量信号。检测范围:0-100mm。 (22) INDUCTIVE SENSOR(电感式传感器):该传感器被用来检测靠近传感器的导电材料货物,它配有一个发光二极管,如果在其检测范围内存在一个导电性货物二极管就会发光指示。提供1个数字量或者模拟量信号。检测范围:0-100mm。 (23) DIFFUSE SENSOR(反射式传感器):它能够检测所有材质类型的货物,并配有一个发光二极管,如果在其检测范围内存在任何一个货物则其二极管将会发光指示,LED灯为红色(检测时),提供1个数字量信号,检测范围0-0.8m。 (24) RETROREFLECTIVE SENSOR + REFLECTOR(光电传感器):带反射板的反射传感器,不像其他的传感器,他需要一个反射镜,而且必须与反射镜对准,当传感器准确对准后自带的绿色LED灯将会发光指示,而黄色的LED灯为指示货物的检测状态,当有货物被检测到时光电传感器的光束将会被阻断。提供1个数字量信号,检测范围0-6000mm。 (25) LIGHT ARRAY(光阵):光阵由一组平行排列的光束组成,可以检测货物是否存在,它是由一个发射器和一个接收器组成,为确保这两个设备之间能够同步,要求两个设备必须彼此正面对准。当这两个设备对准后,绿色灯发光指示,如果发射器和接收器之间同步没有问题,所有光束能够被中断,提供9个数字量、或1个模拟量信号,模拟量数值为=(10/光束数量)*中断光束数量。 (26) POTENTIOMETER(电位计):用于生成一个与电位计旋钮相匹配的模拟值,值的范围可根据配置选择,0-10V、-10-+10V、-5-+5V。I/O点:模拟量3输入。 (27) PUSH BUTTON(开关按钮):带指示灯的开关按钮,三种不同类型(启动、复位、停止),开关按钮可以有瞬时动作或交替动作两种状态,停止按钮为常闭按钮。I/O点:数字量2输入/2输出。 (28) EMERGENCY STOP(急停):急停按钮为蘑菇头形状,通常用于紧急事件,二位红色触发动作,旋转释放,推下急停,没有灯光指示,为常闭触点。I/O点:数字量1输入。 (29) LIGHT INDICATOR(指示灯):仪表盘式指示灯,通常用在仪表盘上,指示安全工作状态,有四种颜色(蓝色、红色、绿色、黄色)。I/O点:数字量1输出。 (30) WARNING LIGHT(警示灯):它是一个旋转式灯,主要用于危险区域需要警报提示的位置,例如控制进程、启动、升降门运动或是需要引起注意的区域。I/O点:数字量1输出。 (31) VISUAL STATUS INDICATOR(塔式指示灯):由三个灯组成的信号塔,它可以用在几乎所有的区域,例如:如果某个机器的工作状态是非常重要的,可以放置一个塔式指示灯作为提示。它有三种颜色(红、黄、绿)。I/O点:数字量3输出。 (32) ALARM SIREN(警报器):声音报警,警笛被用作警报,警告或是设备信号,由于警笛具有高音量和穿透力,可以在嘈杂的环境中被听到。在背面,有一个LED指示灯,指示警笛是否处于活动状态,LED灯为红色(激活状态)。 I/O点:数字量1输出。 (33) ELEVATOR(升降机):重型链条驱动式电梯,用来传输楼层之间所有类型的货物,配有两个带挡光板的反射传感器,放置在输送机的两个末端,其他传感器安装在电梯结构上用来检测平台的高度。电梯可以通过数字量或模拟量来控制。I/O点:数字量2输入/5输出,模拟量3输入/2输出;光电传感器LED:绿色(未检测状态),黄色(检测状态)。 (34) PICK & PLACE(三轴门架):由伺服电机驱动,通常用来搬运在其他传送机或托盘上的轻负载货物,或者用于码垛机的目的;抓取放置有四个自由度,其中3个应用于线性移动,1个用于角抓取旋转,抓取装置(夹持器)是通过吸盘,包括一个接近传感器组成;抓取放置能够通过数字量和模拟量控制,如果采用不连续配置抓取放置,则轴向运动为一步一步移动,每个上升沿则向所期望的轴向移动一步;当选择模拟量配置时,每个坐标轴则能够被设定具体的目标位置。I/O点:数字量4输入/8输出,模拟量5输入/5输出; (35) STACKER CRANE(有轨叉车):轨道式叉车,通常用于搬运重物,由一个装载车、一个可垂直移动的平台和两个双向运动的叉子组成;两个激光测距仪,放置在装载车与平台上,用来测量平台的水平和垂直位置;它有数字量和模拟量,可根据配置进行选择;每个有轨叉车最多可以容纳54个库位;I/O点:数值5输入/4输出,数字量5输入/9输出,模拟量5输入/4输出; (36) RFID Reader(RFID读写器):RFID 读写器可用于读取/写入 RFID 标签的数据,它实现了单一触发通信设计,其中控制器向读写器发送命令并接收响应。除原材料,产品盖子和底座外,几乎所有产品都包含有源标签。RFID 标签在读写器前 0.5m 范围内检测,同时只能检测一个标签。 1.3.3 软件内置已构建完成的工业系统范例不少于7个 ,包括但不限于:分拣系统、全自动立体仓库、混料系统等等。 1.4 配套教学资源 配套教学资源至少包含:线路合并、分类计数、生产线及立体仓库存储一体化等实验教学项目,须提供实验指导书或实训指导手册。 |