一、概述
     TYK-CZ01型 工業自動化及網絡實訓平臺是一種典型的機電一體化與自動化產品，是為職業院校、職業教育培訓機構而研制的， 裝置適合機電一體化、電氣自動化等相關專業的教學和培訓。裝置在接近工業生產制造現場基礎上又針對教學及實訓目的進行了專門設計的實訓教學設備，強化了自動化生產線的安裝與調試能力。
     TYK-CZ01型 工業自動化及網絡實訓平臺由六部分組成，分別為：供料機構、搬運機構、加工與檢測機構、搬運分揀機構、裝配機構、成品分揀機構，完成工件上料、搬運、加工、檢測、輸送、裝配、分揀等功能。裝置涵蓋了自動化類中機電一體化和電氣自動化專業中所涉及的PLC控制、變頻調速、傳感檢測、氣動、步進電機驅動與調速、機械結構安裝與系統調試等內容。通過基于該實訓系統的使用、訓練和培訓，能充分鍛煉操作者團隊協作能力、計劃組織能力、自動線安裝與調試能力、工程實施能力、職業素養、交流溝通能力、效率、成本和安全意識，引導高職院校自動控制類專業教學改革發展方向，促進工學結合人才培養模式改革與創新，培養可持續發展的滿足企業需求的自動化控制高技能人才。

一、裝置的構成：
     工業自動化及網絡實訓平臺由由鋁合金導軌式實訓臺、典型的機電一體化設備的機械部件、PLC模塊、變頻器模塊、按鈕模塊、電源模塊、模擬生產設備實訓模塊、接線端子排和各種傳感器、計算機等組成。整體結構采用開放式和拆裝式，實訓裝置用于機械部件組裝，可根據現有的機械部件組裝生產設備，也可添加機械部件組裝其他生產設備，使整個裝置能夠靈活的按教學要求組裝具有生產功能的機電一體化設備。模塊采用標準結構和抽屜式模塊放置架，互換性強；按具有生產性功能和整合學習功能的原則確定模塊內容，使教學或競賽時可方便的選擇需要的模塊。設備需完全符合電工電子全國職業技能大賽所要求，同時還要求具有可拓展功能，可以組成更加大型的生產模擬系統，以配合各個用戶學校不同層次，不同專業的教學及培訓要求。
二、裝置的配置：

技術參數 ：
1. 交流電源：三相五線 AC 380V±10%  50 Hz或單相三線AC220V±5% 50Hz；
2. 溫度：-10～40 ℃；環境濕度：≤90%（25℃）；
3. 外形尺寸：長×寬×高=2100×1000×840 mm；
4. 整機功耗：≤1.5 kW；   
5. 安全保護措施：具有接地保護、漏電保護功能，安全性符合相關的國家標準。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。
四、設備結構：
    實訓裝置臺架為鋁合金導軌式，實訓考核裝置PLC模塊的I/O 端子、變頻器的接線端子、各常用模塊與PLC的連接端子，均與安全插座連接，使用帶安全插頭的導線進行電路連接；各指令開關、光電開關、傳感器和指示元件的電路，則通過端子排進行連接。插拔線連接電路與端子牌連接電路相結合，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。
1、鋁合金導軌式實訓臺：可以安裝送料機構、機械手、傳輸分揀機構。實訓模塊及PLC主機等可以放置在拉出式的支架上。
2、觸摸屏模塊：昆侖通態TPC7062,模塊材料要求：高強度塑料外殼、重量輕，面板是鋁塑板，圖案、文字符號采用進口油墨絲印。
3、PLC模塊及變頻器模塊：PLC西門子S7-200smart、S7-1200系列；變頻器：西門子；模塊材料要求：高強度塑料外殼、重量輕，面板是鋁塑板，圖案、文字符號采用進口油墨絲印。
4、電源模塊：電源總開關（帶漏電和短路保護）1個，單相電源插座2個，安全插座5個；
按鈕模塊：24 V/6 A、12 V/2 A各一組；急停按鈕1只，轉換開關2只，蜂鳴器1只，復位按鈕黃、綠、紅各1只，自鎖按鈕黃、綠、紅各1只，24V指示燈黃、綠、紅各2只；
5、一體化接線排：接線排殼體上兩側相對設置有一初級接線區（接線端子）和一次級接線區（安全插座）；接線端子與對應的安全插座通過導電彈性件連接；接線排殼體邊緣卷折，設有固定用的螺孔，可以固定在實訓桌上。
6、井式上料機構：井式工件庫1件，物料推出機構1件，光電傳感器2只，磁性開關2只，單缸氣缸1只，單控電磁閥1只，警示燈1只，主要完成將工件庫中的工件依次推出。氣缸及附屬傳感器選用SMC或其他名牌廠家正規產品。
7、氣動機械手裝置：四自由度氣動機械手，氣缸及附屬傳感器選用SMC；整個搬運機構能完成四個自由度動作，手臂伸縮、手臂旋轉、手爪上下、手爪松緊。氣缸及附屬傳感器選用SMC或其他名牌廠家正規產品。
8、加工機構：主要由物料臺、物料夾緊裝置、龍門式二維運動裝置、主軸電機、刀具以及相應的傳感器、磁性開關、電磁閥、步進電機及驅動器、主軸電機、滾珠絲桿副、支架、機械零部件構成。
9、物件包裝機構：主要由井式供料單元、三工位旋轉工作臺、平面軸承、沖壓裝配單元、光電傳感器磁性開關、電磁閥（日本SMC）、直流減速電機、支架、機械零部件構成。
10、物料分揀裝置：傳送帶通過三相異步電動機驅動，在傳送帶端點處設計有落料口，通過光電傳感器檢測物料；傳送帶上裝有三個出料槽，對應位置有電感傳感器、光纖傳感器等，同時正對料槽位置裝有推料氣缸，共計三個氣缸。傳送帶采用可拆卸的鋁合金支架。氣缸及附屬傳感器選用SMCSMC或其他名牌廠家正規產品。
五、軟件及管理系統
1、云智能實驗室安全管理系統
本平臺將無線傳輸、信息處理等物聯網技術應用用于自動化遠程控制。設備端運行狀態、數據參數等上傳至云平臺。物聯網系統的傳感層、傳輸層和應用層關聯掌握數據與分析數據。
(1) 電壓、電流等模擬量數據顯示
(2) 輸入開關監控，輸出開關等數字量控制。
(3) 遠程控制啟停狀態，給定輸出電壓值的。
(4) 顯示輸入輸出電壓值的歷史數據
(5) 可按照日期、日間進行查詢歷史數進行查詢。
(6) 報警信號為PLC主機模擬量采集數值或者開關量可以自由設定，如當模擬量輸入超過設定電壓時產生報警，通過物聯網自動化應用軟件將報警信號上傳到云平臺，通過云平臺向設置的終端推送報警信號，每臺設備可對應多個終端設備。
(7) 通過手機端可以實現遠程控制PLC的輸出及監視PLC的輸入狀態變化。
(8) 數據顯示畫面：畫面顯示輸入電壓數值，輸出電壓監控，開關狀態輸入，開關控制輸出，以及云端連接二維碼。
(9) 聯網設置界面：設置現場數據連接云平臺后臺數據庫管理。
★為保證軟件正版，投標時提供云智能實驗室安全管理系統軟件著作權證書原件備。
2、無線智能實驗室管理考核系統
 該系統采用240最128點陣藍底背光液晶顯示屏及PVC輕觸鍵盤，中文顯示，試題顯示直觀。能實現所有維修電工掛箱任意點的故障設置。
(1) 可選擇指定故障考核方式或隨機故障考核方式。
(2) 隨機故障考核方式下系統具有自動隨機出題功能，使每次維修的故障都不相同。
(3) 隨機故障考核方式可設置故障范圍及故障數量。
(4) 掉電后不會丟失所設置的參數及考核結果。
(5) 具有自動評分參數設置、考核時間設置及倒計時、重復考號報警等功能。
(6) 自動保存80位考生的考號、分數、誤排次數、剩余故障、剩余時間等。
(7) 每個故障點都默認設置為開路故障，可根據要求改變為短路故障。
(8) 考核系統未上電時，電氣線路能正常工作。上電后，電氣線路的工作狀態取決于上一次考核系統斷電時的情況，但在隨機故障考核方式下故障點位置與上次不一樣。
(9) 本系統由教師用上位機統一設置故障（隨機故障和指定故障），由無線網絡輸至學生實訓臺進行排故訓練或考核，實訓考核人員條件與機會均等，客觀、科學判斷實訓考核結果，保證考核結果的公平公正。故障點設置方便、快捷，訓練考核成績自動記錄、排序、打印，極大方便實訓室的管理，大大減輕教師的工作量。
(10) 本考核系統有很好的通用性，通過與不同實訓設備的組合，既可鍛煉學員動手連接訓練電路，掌握實操技能，又可通過智能化考核系統科學公正考核學員所學專業知識，有效的提高了學校的實訓考核管理能力。
(11) 本系統采用獨立開關電源供電，電路設計優化合理，生產工藝嚴格完善，保證機器的可靠性和穩定性。
(12) 本系統所有的數據交換都是通過無線網絡傳輸，可以方便快捷組網，任意添加組網設備數量（最高255臺），而且不需要進行繁瑣的網絡布線，極大的簡化了實驗室的安裝，從而降低了組建實驗室的成本。
(13) 本系統兼容單機考核系統，當沒有安裝上位機時，本機亦可單獨使用。除成績的整理、打印等不能實現以外，其他所有功能均可在本機實現。
★為保證軟件正版，投標時提供無線智能實驗室管理考核系統軟件著作權證書原件備查并現場演示視屏。
3、實驗室智能電源安全管理系統
實訓室總體智能電源管理系統由主電路、控制電路、檢測保護電路、顯示電路、語音報警電路等組成，整個實驗室配置一套管理系統。
主要功能：
（1）上電系統自測
1）主電路及控制電路上電后對線路系統進行輸入電壓的過壓、欠壓；線路對地漏電；輸出負載過流的檢測，任一故障存在電源輸出斷開。
2）故障內容有相應文字顯示。
3）對故障進行語音報警。
（2）運行檢測保護
1）輸入過壓、欠壓、輸出過流、漏電，任一故障出現將自動跳閘，實施保護。
2）對故障進行語音報警。
3）保護閥值可進行現場設置。
（3）漏電功能測試
1）按下漏電測試按鈕，裝置會自動提供一個漏電測試信號，使保護器跳閘。
2）重新進行上電進入自己檢測狀態，文字顯示“開機檢測中....”，無故障情況下，實訓室智能電源管理系統恢復供電。
（4）過壓保護
1）運行中，出現輸入過壓，實訓室智能電源管理系統將跳閘。
2）對應的“過壓相”進行文字顯示。
3）語音播報“線路過壓，請注意”。
（5）過流保護
1）運行中，三相電源中任一相出現過流，實訓室智能電源管理系統將跳閘。
2）對應的“過流相”進行文字提示。
3）語音播報“線路過流，請注意”
（6）漏電保護
1）運行中，三相中任一相出現漏電，實訓室智能電源管理系統將跳閘。
2）對“漏電”進行文字顯示。
3）語音播報“線路漏電，請注意”。
（7）電源監控
  1）可對各相電壓進行數值顯示及曲線顯示，顯示精度±5V
  2）可對各相電流進行數值顯示及曲線顯示，顯示精度±
  3）高壓保護電壓設置：設置范圍<300V，輸入1A;動作時間：2-5S，輸入單位0.1S
4）欠壓保護電壓設置：設置范圍：>154V，輸入單位1V；動作時間：2-5S，輸入單位0.1S
5）過流保護電流設置：設置范圍：<20A,輸入單位0.01A;動作時間：0.5-2S，輸入單位0.1S
★投標時提供演示視頻并提供權威機構的檢測報告。
4、電氣控制技能實訓仿真軟件（投標時提供電氣控制技能實訓仿真軟件著作權證書原件備查）
以三維仿真交互技術和三維動畫視覺表現及多媒體數字技術為核心，能進行三維電路分析、電氣電路模擬電路考核、綜合技能虛擬實訓、電氣基礎訓練、元器件識別檢測。
11、電工電子電路仿真教學軟件（投標時提供電工電子電路仿真教學軟件著作權證書原件備查）
軟件包括電工技能與實訓仿真教學系統共九大部分，即電工基本常識與操作、電工儀表、照明電路安裝、電機與變壓器、低壓電器、電動機控制和電工識圖，電子技能與實訓仿真教學系統共分四大部分，即電子產品制造技術、儀器儀表的使用、元器件識讀與檢測和綜合技能實訓形式上有多媒體演示動畫課件和自學型交互課件，視頻部分在大型的一流企業實景拍攝，所使用的設備與工藝流程，皆為生產車間現在正在使用的生產技術。特別是課件對操作情景的模擬，使瀏覽者在計算機旁即可學習到常用儀器的使用方法、注意事項，能夠身臨其境地感受到操作儀器的逼真效果。
（1）軟件模擬線路故障根據故障現象使用各種虛擬儀表進行排故
（2）學員根據電路圖自己布局電氣設備并連接線路，自動檢測線路錯誤。
（3）逼真三維圖像電機裝配實訓
（4）元器件檢測
（5）電氣電路仿真
（6）機床電氣實訓排故實訓
（7）儀器儀表的使用
（8）元器件的識讀與檢測
（9）綜合技能實訓
5、智能制造生產線虛擬仿真系統
通過本系統軟件了解組成智能制造生產線的電氣、氣動、PLC等元件的工作原理并對機電系統的設計、分析進行虛擬仿真。通過選擇元件利用符合繪制二維回路圖或利用三維模型在系統內實現智能制造的動作而進行虛擬仿真。本系統不僅實現工廠的三維仿真使虛擬現實仿真更加逼真，而且把通過仿真驗證的控制邏輯單元可用作監視及控制模塊，使能夠實現并行工程及軟件、硬件的并行設計。
仿真基本模塊包括：
(1) 反饋控制和順序控制系統
(2) 指示燈的與門(AND)控制
(3) 物品傳送裝置
(4) 單向氣缸控制
(5) 雙缸聯動控制
(6) 帶式輸送裝置系統
(7) 滾筒式輸送裝置系統
(8) 指示燈順序閃爍回路
(9) 自動控制標記打印操作控制
(10) 電梯控制
(11) 氣壓控制移動裝置
(12) 工業機器人控制
(13) 帶式傳送帶實習裝置
(14) 氣壓傳動流水線實驗裝置
★正版軟件，投標時提供智能制造生產線虛擬仿真系統軟件著作權證書原件備查并現場演示。
★6、PLC控制編程仿真軟件（正版軟件，投標時提供PLC控制編程仿真軟件著作權證書原件備查）
提供一個本設備專用的工件裝配流程編輯軟件，通過PLC下載口與PLC進行數據傳輸，可以將工件的裝配流程進行隨意編輯，并下發給PLC。每組的三個工件盒，每個工件盒的四個工位都可以設置成需要的工件，可選編號、顏色、高度，不同位置可選相同工件。軟件配合PLC和機器人程序，實現工件裝配流程的多樣化。
4、教學課件資源
（1）小型自動化生產線的設計
課件資源具有產品的搬運、檢測和傳輸分揀功能，整個系統由送料單元、機械手搬運單元、步進電機多點定位輸送單元和傳送帶輸送分揀單元等組成。具體的項目設計要求如下：
1）本設計的要求使用通過觸摸屏與控制臺按鈕操作，控制生產線的自動運行。生產線通電以后，系統自行檢測初始狀態是否滿足運行條件，如不滿足則自行復位或手動調整，若滿足則觸摸屏顯示準備就緒；
2）在準備就緒的情況下，按下啟動按鈕，生產線開始按順序運行，供料單元開始工作，電機驅動轉盤將工件送到物料臺上；電機運行10秒后，若物料臺光電開關沒有檢測到物料，說明已沒有物料，開始報警；若檢測到物料，則一號搬運機械手開始動作；
3）物料臺有料，一號機械手臂伸出并下降夾取工件，夾取到工件后機械手上升縮回并旋轉到右側限位；然后機械手伸出下降將工件放到步進電機輸送單元的供料臺上，一號搬運機械手恢復到初始狀態，等待下一次運行；
4）當步進電機輸送單元傳感器檢測到供料臺工件后，步進電機前往高度檢測單元進行檢測；到達后通過超聲波傳感器進行高度檢測，檢測完畢后；步進電機運行到二號搬運機械手位置；   
5）到達二號搬運機械手位置后；二號搬運機械手伸出、爪夾取工件，機架臺上升，旋轉到右限位，伸出手臂，機架臺下降，手爪放松，將工件放到傳送帶上，同時二號搬運機械手復位；
6）當傳送帶單元傳感器檢測到工件時，傳送帶開始工作，根據工件的顏色、材料進行分揀；分揀結束后，供料臺回到供料位置，等待下一次運行。
（2）S7-1200PLC的認知：S7-1200PLC簡介、S7-1200PLC工作原理及運行模式、S7-1200PLC特點、S7-1200PLC擴展功能、PLC應用技術人才培養；
（3）TIA博圖軟件的使用：TIA 博圖集成軟件開發平臺、TIA 博圖集成軟件簡介、入門實例；
（4）控制單元的程序設計、指令編寫、硬件選型和設計、課后思考與練習等內容。模塊至少包括：八路搶答器、三相異步電機的星三角降壓啟動、運料小車往返控制、十字路口交通燈的控制、電動機組的啟?？刂?、HMI控制液體混合、G120變頻器的電機控制。
（5）用戶手冊：包括與S7-1200、有關硬件、軟件和通信的手冊，數量不少于二十多種。
★課件資源提供詳細的配件實物圖片及參數功能介紹、硬件組成圖解、程序指令、程序設計、氣動原理圖、電氣原理圖、硬件組態等，圖文并茂。投標時現場演示部分內容。
六、實訓內容：
1、氣動系統的安裝與調試項目：
選用該裝置配置的單出桿氣缸、單出雙桿氣缸、旋轉氣缸等氣動執行元件和單控電磁換向閥、雙控電磁換向閥和磁性開關等氣動控制元件，可完成下列氣動技術的工作任務：
（1）氣動方向控制回路的安裝； 
（2）氣動速度控制回路的安裝；
（3）擺動控制回路的安裝；     
（4）氣動順序控制回路的安裝；
（5）氣動機械手裝置的安裝；  
（6）氣動系統安裝與調試；
2、電氣控制電路的安裝和PLC程序編寫項目：
選用該裝置配置的PLC模塊、變頻器模塊和指令開關、傳感器等，可完成下列PLC應用技術工作任務：
（1）電動機正反轉控制電路的連接與控制程序編寫；
（2）電動機調速控制電路的連接與控制程序編寫；
（3）氣動方向控制程序編寫；   
（4）氣動順序動作控制程序編寫；
（5）氣動機械手控制程序編寫；   
（6）皮帶輸送機控制程序編寫；
（7）機電一體化設備控制程序編寫； 
（8）自動生產線控制程序編寫。
3、機電設備安裝與調試項目
選用該裝置配置的機電一體化設備部件、PLC模塊、變頻器模塊和指令開關、傳感器等，可完成下列機電設備安裝和機電一體化技術的工作任務：
（1）傳動裝置同軸度的調整；  
（2）皮帶輸送機的安裝與調整；
（3）搬運機械手設備安裝與調試；
（4）物件分揀設備的安裝與調試；
（5）送料設備的安裝與調試；   
（6）自動生產線設備安裝與調試。
4、 自動控制系統安裝與調試項目
選用該裝置配置的機電一體化設備部件、PLC模塊、變頻器模塊和指令開關、傳感器等，可完成下列機電設備安裝和機電一體化技術的工作任務：
（1）多種傳感器的安裝與調試；  
（2）機械手的自動控制；
（3）皮帶輸送機的自動控制；  
（4）機電一體化設備的自動控制；
（5）PLC控制系統的安裝與調試； 
（6）自動生產線的安裝與調試。
5. PLC工業通訊網絡的安裝及調試
系統選用西門子PLC主控制器，基于本網絡通信功能，可完成下列工業現場總線通信技術訓練任務：
(1)西門子S7-200smart PLC編程實訓
(2)西門子S7-1200 PLC編程實訓
(3)工業觸摸屏編程實訓
(4)變頻器參數設置及控制實訓
(5)PLC之間網絡數據通訊實訓
(6)PLC和工業觸摸屏網絡數據通訊實訓
(7)PLC和變頻器網絡數據通訊實訓
(8)PLC、變頻器和工業觸摸屏網絡數據通訊實訓
(9)PLC控制直流電機實訓
(10)PLC控制步進驅動器實訓
(11)現場總線設備參數設定及網絡構建
(12)自動化生產線設備系統的安裝、調試和運行
(13)基于web方式的遠程控制