LGP-LYD03型 運動控制系統實訓考核平臺
LGP-LYD03型 運動控制系統實訓考核平臺是為運動控制系統開發與應用的推薦使用設備,適用于中高職院校、應用型本科院校以及自動化行業技術人員等的職業技能培訓。其以運動控制卡為核心,設計了涵蓋運動控制開發過程的多種綜合實驗,能夠滿足數控裝備、機電一體化裝備等制造類企業的設計、運行維護、編程二次開發、技術支持以及售前等崗位的職業技能訓練要求。此外,設備采用模塊化的結構,拆裝方便,適用范圍較廣。
LGP-LYD03型 運動控制系統實訓考核平臺以項目制學習為指引,包含了控制器的安裝、氣缸與各種傳感器的特性及使用、基于運動控制卡控制的三相異步電動機-步進電動機-伺服電動機的調試、運動控制卡函數庫的調用、XYZ模組搬運流水線物料的工藝流程、回零及插補軌跡規劃編程等內容。設備內容設計豐富,結構合理,能將理論與實踐更好地結合。
一、主要技術參數要求
★投標時提供運動控制系統實訓考核平臺省級或以上第三方檢測機構出具的檢測報告,檢測內容必須包括但不限于“主要技術參數要求”全部內容。
1、設備結構要求
機架結構采用鋁型材搭建,配地腳滾輪,警示燈,按鈕 控制盒,電氣元件安裝板采用可抽拉結構。尺寸:(長寬高)1850×1050×850mm。
2、運動控制卡要求
(1)運動控制卡為12軸PCI脈沖的PCI總線運動控制卡,可以控制多個步進電機或數字式伺服電機,適合于多軸點位運動、插補運動、軌跡規劃、IO 控制等功能的應用,運動控制卡需要配合MotionRT使用,脈沖最高頻率5MHz,編碼器類型高速編碼器0-3編碼器信號類型差分,編碼器信號電壓范圍0-5V,編碼器信號最大頻率5MHz 隔離方式非隔離,輸出口電流最大300mA,每軸帶專用的正負限位、Home信號、驅動報警信號、驅動使能信號,驅動復位信號及編碼器高速捕獲信號,Windows系統下的C#、VB及labview動態鏈接庫,支持S-曲線模式、梯形曲線模式、速度控制模式及電子齒輪模式,支持點位運動、同步運動、PT運動、PVT運動、多軸同步運動、圓弧插補運動及直線運動及多軸協調運動軌跡速度規劃.
(2)技術要求
控制卡含16路輸入輸出 PCI-IO控制卡, 內置IO數:16進16出,輸出口最大輸出電流可達 300mA,可直接驅動部分電磁閥,?
1)低速輸入(輸入口 IN0-IN15)
輸入方式 NPN 型
輸入頻率 <5KHz
輸入阻抗 4.7KΩ
輸入電壓等級 DC24V
輸入開通電壓 <14.5V
輸入關閉電壓 >14.7V
最小輸入電流 -1.8mA
最大輸入電流 -6mA
隔離方式 光電隔離
2)低速輸出(通用輸出口 OUT0-15)
輸出方式 NPN 漏型,輸出時為 0V
輸出頻率 <8kHz
輸出電壓等級 DC24V
最大輸出電流 +300mA
關閉時最大漏電流 25μA
導通響應時間 12μs
關閉響應時間 80μs
過流保護 支持
隔離方式 光電隔離
3、運動模塊要求
(1)X軸模組:行程350mm,C5研磨絲桿,導程10mm,200W交 流伺服電機,編碼器分辨率2500P/R,重復定位精度±0.01mm
(2)Y軸模組:行程200mm,C5研磨絲桿,導程10mm,200W交 流伺服電機,編碼器分辨率2500P/R,重復定位精度±0.01mm
(3)Z軸模組:行程100mm,C5研磨絲桿,導程5mm,100W交流 伺服帶剎車電機,編碼器分辨率2500P/R,重復定位精度± 0.01mm
(4)供料流水線:寬度180mm,長度1030mm,運動采用25W三 相異步感應電機,變頻器調速;定位裝置采用步進電機;供 料裝置采用氣缸;末端采用真空吸盤
(5)單軸電機慣量測試模塊:可匹配安裝異步電機、步進電 機及交流伺服電機,可疊加負載質量塊進行變負載實驗
(6)傳感器測試模塊:集成光電、激光、模擬量、磁性、接 近、光纖等市場常用的IO信號傳感器,配置測試感應塊及感 應塊插槽;并配備模擬量傳感器部分
(7)雙軸電機測試模組:模組行程200mm,可安裝200W交流伺 服電機,配1um光柵尺,可單軸控制及雙軸同步運動控制
(8)配置驅動控制器接線盒、三軸被控對象接線盒,外部訓 練被控對象接線盒。采用定制線香蕉插頭及航空插頭線纜連 接驅動控制器接線與被控對象,實現運動部件的運動和傳感 器的功能測試。
4、電機要求
(1)伺服電機及驅動器(一):額定輸出功率 200W,額定轉矩 0.64 N.m , 瞬時最大轉矩 1.91 N.m,額定電流 1.5A,瞬時最大電流 6.5A,額定轉速 3000r/min,最高轉速 6000r/min,轉子轉動 慣量 0.14×10-4(kg.m2);伺服驅動器:額定電壓 200~240V AC、-15%~+10%、 50/60HZ,最大額定電流 10A,使用溫度 0 55℃ , 耐受電壓1500V AC。
(2)伺服電機及驅動器(二):額定輸出功率 200W,額定轉矩 0.637 N.m , 瞬時最大轉矩 2.23 N.m,額定電流 1.6A,瞬時最大電流 5.8A,額定轉速 3000r/min,最高轉速 6000r/min,轉矩參數 0.444 N.m/A,轉子轉動慣量 0.263×10-4(kg.m2);伺服驅動器 2~:最大適用電機容量 200W ,額定 電壓 200 240V AC、-15% +10%、50/60HZ,連續輸出電流 1.6A, 瞬時最大輸出電流 5.9 A,控制電路電能損耗 17W,過電壓等 級Ⅲ。
(3)伺服電機及驅動器(三):額定輸出功率 100W,額定轉矩 0.318 N.m , 瞬時最大轉矩 0.95 N.m,額定電流 1.1A,瞬時最大電流 3A,額定轉速 3000r/min,最高轉速 5000r/min,轉子轉動慣 量 0.035×10-4(kg.m2);伺服驅動器:額定電壓 120/240V AC、±10%、50/60Hz , 連續電流 5A,連續輸出電流 3A,控制電路電能損耗 5W, 線路熔斷器 10A,耐受電壓1500V AC。
(4)步進電機及驅動器(一):步距角1.8°, 靜力矩0.3 N.m,額定電流0.8A,相電阻7.5 ohms,相電感8.1 mH,定位力矩150gcm,轉子轉動慣量57,絕緣等級B;步進驅動器2:輸入電壓24 48V DC,最大脈沖頻率200K,默認通訊速率:57.6Kbps,工作溫度0-70℃ , 含過流、過壓保護;
(5)步進電機及變頻器(二):步距角1.8°,靜力矩2.2 N.m,額定電流5.0 A,相電阻0.4ohms,相電感1.8 mH,定位力矩700 gcm,轉子轉動慣量520,絕緣等級B;變頻器:適用電機功率0.4KW,單相230V,額定輸出電流2.8A,載波頻率0-599HZ,IP20防護等級,內置STO;
(6)感應電機1:輸出功率25W,額定電壓三相220V,頻率50/60 Hz,額定電流0.17A,啟動轉矩0.25N.m,額定轉矩0.165N.m額定轉速1550r/min;
(7)感應電機2:額定輸出功率90W,額定電壓三相220V,頻率50/60Hz,額定電流0.52A,啟動轉矩。
5、傳感器要求
(1)槽型光電感應器:檢測距離5mm,重復精度0.03mm,PNP型,響應頻率3KHz,工作電壓5 24V DC,防護等級IP50;
(2)磁性傳感器:感應距離4mm,工作電壓5 24V DC,檢測磁極S極,NPN型,常開,檢測面頭部,響應速度5us,動作頻率30Hz,防護等級IP65;
(3)電感式接近傳感器:檢測距離 5mm±10%,工作電壓0~30V DC,開關頻率1KHz,重復精度< 1%(Sr),NPN型,常開,防護等級IP67;
(4)電容式接近傳感器:檢測距離2-8mm,工作電壓10-30V DC,開關頻率100Hz,重復精度< 5%(Sr),NPN型,常開,防護等級IP67;
(5)光電傳感器:檢測距離 30mm,工作電壓12-24V DC,響 應時間(動作、復位)3ms以下,~NPN型,防護等級IP65;
(6)激光傳感器:設定距離20-100mm,檢測距離5-100mm, 工作電壓10-30V DC,響應時間 0.3ms,NPN型,防護等級IP67;
(7)接近傳感器:檢測距離5mm,工作電壓24V DC,開關頻率10Hz,重復精度<5%(Sr),NPN型,常開,防護等級IP67;
(8)光纖傳感器:M3,檢測方式漫反射型,檢測距離35mm , 最小彎曲半徑R15;
(9)溫度傳感器:檢測范圍-50-200℃ ,精度A級;
6、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。
★投標時提供現場演示(1)-(6)項內容功能,并提供軟件正版佐證復印件原件備查,如云智能實驗室安全管理系統軟件著作權證書。
7、智能化云控制系統
(1)電氣系統
1)額定電壓與頻率:支持AC 220V(適合單相和兩相電路)及AC 400V(三相和四相電路),適應不同電壓等級的電氣系統,額定頻率為50Hz或60Hz,滿足全球多數電網需求。
2)極數:提供2P(兩極)和4P(四極)版本,適用于不同類型的電路配置。
3)額定電流:覆蓋10A至100A廣泛范圍,滿足不同負載需求。
4)殼架等級額定電流:100A,表明設備框架能承受的最大電流。
5)短路分斷能力:具備3kA或6kA的額定短路分斷能力,確保在短路時迅速切斷故障電流,保護線路和設備安全。
6)功耗低:最大功耗≤0.9W,有助于節能減排。
7)過載與短路保護:微斷云控智能斷路器首先是一個傳統的電氣保護設備,內置有熱磁脫扣器。當電路中電流超過額定值(過載)或瞬間產生巨大電流(短路)時,熱元件和磁元件會分別響應電流的熱效應和磁效應,導致脫扣機構動作,從而迅速斷開電路,保護電氣設備免受損害。
8)漏電保護:通過內置的漏電保護模塊,實時監測電路的剩余電流(即流入與流出電流的差值)。一旦剩余電流達到預設值(如30mA或100mA),漏電保護會在極短時間內(<0.1秒)動作,切斷電路,防止人體觸電事故。
9)機械壽命:≥10000次開關操作,保證長期使用下的穩定性能。
10)電氣壽命:>6000次操作,確保電氣性能的持久可靠。
(2)智能化控制功能★投標時逐條演示此項功能。
1)本地控制:微斷云控智能斷路器保留了手動控制接口,用戶可以直接通過斷路器上的物理按鈕進行電路的通斷操作,或者連接外部控制信號線,實現自動化控制。
2)遠程控制:通過集成的通信模塊(如Wi-Fi、4G/LTE等),微斷云控智能斷路器能夠接入互聯網。用戶通過手機APP、或電腦網頁等遠程控制平臺,向云服務器發送控制指令。云服務器接收到指令后,通過安全的通信協議轉發給相應的智能斷路器,使其執行開關操作。
故障診斷與報警:內置的傳感器和微處理器能夠實時監測電路狀態和設備本身的工作狀況。一旦檢測到異常(如過溫、短路后未復位等),信息會被上傳至云端,云平臺隨即向用戶發送報警通知,提示進行維修或檢查。
3)Wi-Fi連接:支持Wi-Fi連接,方便用戶通過智能手機等設備遠程控制和監控。
4)場景聯動:兼容智能家居系統,可與其他智能設備聯動,實現自動化場景設置,如離開模式自動關閉非必要電器。
5)語音控制:與小愛音箱等智能音箱配合,支持語音指令控制,提高操作便利性。
6)多人控制:通過網絡連接,允許多個用戶授權后共同控制,便于多成員間共享管理權限。
(3)物聯網與云計算功能
1)云平臺:云端服務器是整個系統的大腦,負責數據的收集、存儲、分析與處理。所有連接的智能斷路器狀態數據匯總至云端,用戶可以在任何時間、地點通過互聯網訪問這些數據,查看設備狀態、歷史記錄和報警信息。
2)數據分析與優化:借助云計算能力,云平臺能夠對收集來的大量數據進行深度分析,識別用電模式,預測潛在問題,甚至根據用戶習慣提供用電效率建議。此外,系統能夠通過固件更新持續優化斷路器的性能和功能。
★投標時提供智能物聯網系統應用軟件著作權證書原件備查。
8、工具及配件
(1)抓取工具采用氣動吸盤,軌跡描繪采用仿真工具,軌跡 描繪板1套
(2)樣件放置板1套
(3)激光筆1套
(4)氣動回路元件1套
(5)工具箱1套(包括多功能數字萬用表1個、壓線鉗1把、剝線鉗1把、剪線鉗1把、尖嘴鉗1把、活動扳手(6” 1把、10”1把)、內六角扳手(公制) 1套(1.5mm、2mm、 2.5mm、3mm、4mm、5mm、6mm、8mm、10mm)、十字螺絲刀(6 × 12.5cm 1 把、3× 7.5cm 1 把、2× 5.0cm 1 把)、一字螺絲刀(6× 12.5 1把、3× 7.5 1把、2×5.0cm 1把)、氣管鉗1 把、工具箱(空箱))。
9、配套工控一體機
主流品牌一體機,I5-10400或以上,內存不小于16GB,硬盤為固態硬盤,不小于512G,獨顯,顯示器不小于 23 寸, 系統Win10 64 位專業中文版。(配套本項目使用)
10、工控一體機工作臺
材料:鋁合金骨架,腳有滑輪,顯示器后有鏤空灰黑色鐵質擋板,配置木質鍵盤托盤。尺寸:≥600*600*1000mm。
11、控制軟件
Windows系統下Demo測試及配置文件等工具軟件;提供C++ 等軟件開發環境庫文件及運動控制開發例程;提供完整運動控制卡編程手冊。?
12、工業自動化控制實訓系統
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
★投標時提供提供不少于十張的軟件截圖,并提供工業自動化控制實訓系統軟件著作權證書。
13、電氣控制技能實訓仿真軟件
應適用于電氣控制及電工培訓,仿真軟件應收集有電拖專業里最基礎、最重要的18種電路,電動機反接制動控制電路、三相電動機機械制動控制電路、時間繼電器自動控制電動機Y-Δ降壓起動電路、接觸器自動控制電動機Y-Δ降壓起動電路、自耦補償控制的電動機降壓起動控制電路、生產機械行程控制電路、雙重聯鎖電動機可逆控制電路、有過載保護的電動機單向運轉電氣控制電路、直流電動機的正反轉控制電路、直流電動機的制動控制電路、直流電動機調速控制電路、鉆床電氣控制電路、平面磨床控制電路、車床電氣控制電路、繞線式電動機運轉控制電路、電動葫蘆控制電路、接觸器控制的雙速電動機調速電路、能耗制控制電路。每種線路分為元件結構、原理分析、實際接線、課堂練習四大模塊。軟件還包括安全用電常識,常用電工工具,常用導線連接,手工焊接工藝等;電工儀表:包括萬能表,電能表,鉗型電流表,直流電橋,配電板等;電機與變壓器:包括三相異步電動機,單機異步電動機,伺服電機,步進電機,直流電機等;低壓電器;包括交流接觸器:繼電器,低壓斷路器,熔斷器,起動器,主令電器等;照明電路安裝:包括熒光燈,兩地控制燈。軟件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。情景模擬軟件支持多媒體播放,讓你切身實際的感受儀器的使用方法、注意事項,能夠身臨其境地感受到操作儀器的逼真效果。
★投標時提供電氣控制技能實訓仿真軟件著作權證書。
二、實訓項目:
1、控制器的安裝
2、供料系統的安裝與調試
3、物料輸送系統的安裝與調試
4、搬運系統的安裝與調試
5、單軸點位運動程序調試
6、綜合供料系統搬運操作
7、物料搬運程序的示教
8、伺服電動機調試?
9、伺服電動機選型?
10、MFC界面制作
11、供料系統與流水線輸送
12、按鈕控制絲桿模組運動
13、手脈輪控制絲桿模組運動
14、設備回零程序
15、單軸變速運動
16、跟蹤打標
17、計算定位精度和重復定位精度?
18、XY運動平臺的優化
三、實驗功能:
1、初級實驗內容
實驗模塊名稱 |
實驗內容 |
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電氣安裝模塊+電氣掛件模塊 |
1、設備電子元器件組成的認知實驗 2、斷路器與繼電器的接線實驗 3、控制器、變頻器的接線實驗 |
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傳感器特性模塊 |
1、多種傳感器的特性認知與應用場景 2、多種傳感器的接線實驗 3、運動控制卡的安裝與軟件驅動 4、運動控制卡調試軟件的使用 5、傳感器反饋信號的讀取實驗 |
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感應器響應頻率模塊 |
1、感應器響應頻率特性認知實驗 2、感應器的頻率響應實驗 |
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電機調 試模塊 |
三相異步電機 |
1、異步電機驅動原理及驅動器接口認知 2、異步電機的接線實驗 3、異步電機的調速實驗 |
? |
伺服電機 |
1、伺服電機的驅動原理和驅動器接口認知 2、伺服電機的接線實驗 3、伺服電機驅動器的調試實驗 4、伺服電機的點位運動控制實驗 |
? |
? 步進電機 |
1、步進電機的驅動原理及驅動器接口認知 2、步進電機的接線實驗 3、步進電機的點位運動控制實驗 |
XYZ模組模塊+流水線模塊 |
1、集成應用操作流程認知實驗 2、氣動元件的特性認知與氣路連接實驗 3、傳送帶的變頻器調速實驗 4、二次定位機械手的認知與定位實驗 5、XYZ模塊碼垛實驗 |
2、中級實驗內容
實驗模塊名稱 |
實驗內容 |
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電機調 試模塊 |
伺服電機 |
1、伺服電機電流環、速度環、位置環的 PID調試 2、伺服電機的負載特性實驗 3、伺服電機的慣量匹配實驗 4、伺服電機傳動系統的當量匹配實驗 |
? |
步進電機 |
1、步進電機的調速實驗 2、步進電機的矩頻特性實驗 3、步進電機的慣量匹配實驗 4、步進電機傳動系統的當量匹配實驗 |
單軸電機調試模塊 |
1、點位、Jog運動實驗 2、PT、電子齒輪運動實驗 3、單軸定位運動精度測量實驗 4、單軸回零程序編寫實驗 5、單軸運動策略規劃實驗 |
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雙軸運動控制模塊 |
1、點的合成運動實驗 2、二維插補原理及應用實驗 3、兩軸的運動控制實驗 4、雙軸回零程序編寫實驗 5、二維軌跡插補算法研究實驗 |
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XYZ模組模塊 +流水線模塊 |
1、多軸回零程序編寫實驗 2、XYZ模塊碼垛軌跡插補運動控制實驗 3、XYZ模塊末端指定軌跡的插補運動實驗 4、前瞻規劃優化插補軌跡實驗 |