一、設備概述

TYK-JD02A型 機電一體化實訓工作站采用“模塊化”的設計理念，標準化電路接口、氣路接口和機械接口。總體由工作臺、電氣控制掛板、環形輸送分揀應用模塊等構成。 工作站包含實訓平臺、控制掛板、應用模塊、電腦桌組成，實訓平臺采用優質鋁型材做骨架，鋁型材立柱與實訓桌面連接。左右兩側及后面封裝優質鋼板，正面設計儲物柜與抽屜。
  機電一體化實訓工作站主體工作臺分為實訓電源區、控制對象實訓區、控制掛板實訓區、工具耗材存放區三個區域，控制對象實訓區可以放置任意機電類的模塊化應用模塊作為控制對象設備，控制掛板區可以放置模塊化的PLC控制掛板，用戶根據專業課程和實訓需求配置外圍設備，滿足用戶學校不同層次，不同專業的教學及培訓要求。

二、設備特點

1、知識技能全面性
    設備涉及PLC應用技術、觸摸屏應用技術、通信應用技術、交流伺服應用技術、交流變頻應用技術、電力電子應用技術、傳感器應用技術、氣動控制技術、機械裝調技術等機電一體化知識性能。
2、實訓教學功能相結合
    設備組合靈活，模塊擴展方便，增加減少各功能模塊，不影響其它模塊的安裝與接線。可以進行更加靈活的題目輸出。設備有多個工作單元，每個單元側重于不同的知識與技能，方便教學展開，同時高度模塊化的設計，又讓設備的維修與維護變得相當簡單更方便于教學實訓。
3、組合靈活性
    可靈活搭配，模塊化的設計，可以模塊裝調，位置靈活調整，總裝連接迅速方便；單元中自由組合模塊連接進行實訓

三、設備技術參數

1、工作電源：三相五線 AC380V±10% 50HZ 
2、電源輸出：AC380V/AC220V/DC24V
3、工作站尺寸：L1800*W750*H1600mm
4、環境濕度：≤90％無水珠凝結
5、環境溫度：－10℃～40 ℃
6、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
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。
（4） 安全與隱私
1）在實現遠程控制和數據傳輸的過程中，微斷云控系統采用加密通信技術，確保數據傳輸的安全性和用戶隱私的保護，防止非法入侵和數據泄露。
2）微斷云控智能斷路器通過融合傳統電氣保護技術與現代信息技術，實現了對電路的智能化、遠程化管理，提高了電氣系統的安全性和運維效率。
★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。
7、安全保護功能：安全保護措施：急停按鈕、具有接地保護、漏電保護、過流保護功能，安全性符合相關的國家標準。采用高絕緣的安全型插口及帶絕緣護套的高強度安全型實驗導線。
四、工作臺
1、主桌體
主桌體采用優質鋁型材做骨架，由 6630R 鋁型材立柱與實訓桌面連接。左右兩側及后面封裝優質鋼板，外表面噴涂彩色環氧聚塑，整機既堅固耐用，又美觀大方。采用25mm厚高密度纖維板外貼防火板，PVC 截面封邊，桌邊鴨嘴型設計。桌面具有耐磨、耐熱、耐污、耐煙灼、耐火、耐菌、防霉、抗靜電及易清潔等特點。桌體下部兩側設有儲物空間和3個抽屜。桌子的底部采用帶剎車的萬向輪，移動和固定兩相宜，方便調整設備的擺放位置。 
2、網孔板 
網孔板采用1.5mm優質不銹鋼板折彎成型，兩側安裝有拉手。網孔采用橢圓長孔加工，整體設計規范、合理，使各類元器件在任何角度、任何方位都能輕松裝配、調整。 網孔板傾斜角度符合人體力學。
3、電源控制屏 
采用優質鋼板做骨架，經過機械加工成型，外表面靜電噴彩色環氧塑粉，堅固耐用，美觀大方。操作面板文字 符號采用現代彩色 UV 打印技術處理，使面板標識清晰且經久耐用。面板部件包括總電源通斷開關、電源指示燈、電源安全插座輸出、控制變壓器安全插座交流電輸出、直流電源插座輸出。
4、電氣控制掛板
（1）功能：電氣控制掛板安裝于主桌體上，采用可拆卸式斜面放置，掛板上會安裝有PLC模塊、觸摸屏、變頻器、步進驅動器、伺服系統與低壓電器元件（斷路器、熔斷器、中間繼電器、交流接觸器、開關電源、工業交換機等）。掛板上下兩端安裝有鋁制拉手，方便掛板裝卸。 
（2）電氣掛板結構：采用1.5mm冷軋鋼板折彎成型，表面靜電噴塑處理。
（3）保護功能：具有過流、過壓、欠壓等保護。
5、電腦桌
電腦桌采用優質Q235冷軋鋼板折彎焊接加中纖板臺面組裝而成，包括臺面、鍵盤抽屜、主體架等部分，桌腿安裝4個萬向輪，方便實訓活動時因編程線不夠長度而需要移動電腦桌。
6、產品配件包
配件包是由設備安裝、調試、實訓所需要的配件、配線、耗材等組成，包括PLC編程線、通訊線、空氣壓縮機、排插座、物料、安裝耗材等。

四、環形輸送分揀應用模塊

1、功能：該任務模擬生產線自動化控制，變頻器控制輸送帶電機實現調速功能；通過光纖、光電、金屬、RFID等多種傳感器檢測，PLC控制多種氣缸動作完成上料、分揀、 搬運、入倉等多種功能，端口采用全開放設計。 
2、結構：模型底板由8mm 厚鋼板噴塑而成，裝有四個黑色鑄鋁拉手，方便搬運。底板上方有環形輸送帶、氣動機械手、搬運龍門架、分揀機構、變頻電機、伺服電機、 多種傳感器及氣缸等組成。
3、三相交流減速電機
（1）型號：4IK25GN-S3/4GN50K
（2）額定電壓：380V
（3）功率：25W  
（4）減速比:1:50
4、伺服電機
（1）額定功率： 0.1kW
（2）額定轉矩： 0.32Nm
（3）額定電流： 1.3A
（4）額定轉速： 3000
（5）電壓： 220V
（6）編碼器類型： 23bit多圈絕對值編碼器
5、步進電機
(1) YK42XQ47-02A
(2) 額定電壓：3V
(3) 額定電流：2A
(4) 步角距：1.8°
(5) 電機長度：49mm
(6) 保持轉矩：0.48N.m
(7) 電機線數：4線
(8) 步距精度：5% 
(9) 絕緣電阻:100MΩ Min 500VDC
(10) 耐壓:500V AC 1minute
(11) 徑向跳動：最大0.02mm(450g負載）
(12) 軸向跳動：最大0.08mm(450g負載）
6、數字光纖傳感器
（1）型號：FM-E31
（2）電源電壓：12V至24VDC±10%
（3）控制輸出：NPN型
（4）保護電路：電源具有逆電極保護、輸出具有過流保護、過電壓保護功能
（5）輸出功能：LIGHT-ON/DARK-ON(開關選擇）
（6）延時功能：斷開延時計時器/開啟延時計時器/單次計時器
（7）響應時間：50μs（HIGH SPEED)/250μs（FINF)1ms(SUOER)/16ms(MEGA)。
7、光纖頭
(1) 型號：FN-D076
(2) 檢測距離：20至190mm
(3) 最小彎曲半徑：R20。
8、金屬傳感器
(1) 型號：E2E-X10ME1
(2) 檢測頭尺寸：M18
(3) 檢測距離：10mm±10%,
(4) 設定距離：0-8mm,
(5) 電源電壓：DC12-24V,
(6) 輸出NPN格式；
9、圓柱型光電傳感器
(1) 型號：UE-11D,
(2) 控制輸出：NPN型，
(3) 檢測范圍：11cm，
(4) 反應時間：最遲1.5ms，
(5) 電源電壓：12V至24VDC±10%。 
10、工業RFID讀寫器：
(1) 可支持達至1.5W射頻功率；
(2) 感應距離可達20cm
(3) 顏色：黑色+不銹鋼；
(4) 外形長：82mm；
(5) 前端直徑：32mm；
(6) 調整距離外徑：35/38mm；
(7) 線長：1500mm；

五、主要元器件選型

1、可編程控制器：西門子 S7-1200 主機 1214C/DC/DC/DC
2、觸摸屏：昆侖通態TPC7032KT
3、變頻器系統：西門子V20
4、伺服系統：SD300
5、空氣壓縮機：TY-12L
6、步進驅動器：YKE2305M、步進電機：YK42HB47-02A

六、設備配置清單

七、配套系統軟件課件

1、實驗室智能電源管理系統
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。★投標時現場演示以下.1-1.4項功能視頻。
主要功能：
1.1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。
1.2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。
1.3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。
1.4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”。
1.5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”
1.6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”。
1.7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±0.1A
（3）高壓保護電壓設置：
①設置范圍<300V，輸入1A;
②動作時間：2-5S，輸入單位0.1S
（4）欠壓保護電壓設置：
①設置范圍：>154V，輸入單位1V
②動作時間：2-5S，輸入單位0.1S
(5)過流保護電流設置：
①設置范圍：<20A,輸入單位0.01A;
②動作時間：0.5-2S，輸入單位0.1S
2、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。
★需提供云智能實驗室安全管理系統軟件著作權證書原件備查，并現場演示1-3項功能視頻。
3、PLC編程教學課件資源
（1）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；
（2）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；
（3）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、電動機組的啟停控制、HMI控制液體混合、G120變頻器的電機控制。
（4）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。
（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。投標時提供內容相對應的不少于十張的課件截圖。
4、工業自動化控制實訓系統
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。
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、電機及電氣三維元件裝配
4、元器件檢測
5、電氣電路仿真
6、自動門仿真
7、升降機仿真
8、機床電氣實訓排故實訓
9、儀器儀表的使用萬用表、雙蹤示波器、信號發生器、頻譜儀、鉗形表
10、機械手仿真
★需提供工業自動化控制實訓系統軟件著作權原件備查。

八、可開展實訓項目

1.觸摸屏指示燈對象實驗
2.觸摸屏開關對象實驗
3.觸摸屏數據顯示實驗
4.觸摸屏數據輸入實驗
5.伺服外部接線實訓
6.伺服參數設置實訓
7.伺服位置控制實訓
8.伺服速度控制實訓
10.步進電機位置控制實訓
11.基于觸摸屏PLC控制的三相異步電動機Y/△啟動控制
12.PLC 控制電動機點動和自鎖控制
13.PLC 控制電動機手動正反轉控制
14.PLC 控制電動機帶延時正反轉控制
15.PLC 控制電動機星/三角啟動自動控制
16.變頻器功能參數設置與操作
17.變頻器報警與保護功能
18.外部端子點動控制
19.變頻器控制電機正反轉
20.多段速度選擇變頻調速
21.變頻器無級調速
22.基于外部模擬量(電壓/電流）控制方式的變頻調速
24.觸摸屏、PLC、伺服電機綜合控制
26.觸摸屏與PLC通訊控制
27.觸摸屏、變頻器與PLC綜合控制
28.自動化設備安裝與調試
29.機械手控制系統模塊機械安裝
30.機械手控制系統模塊電氣連接
31.機械手控制系統模塊編程調試
32.機械手控制系統模塊人機界面設計與測試
33.機械手控制系統模塊故障診斷與排除
34.自動送料系統的安裝與調試
35.機械手控制系統的安裝與調試