附件l 工業自動化綜合實驗裝置1 實驗裝置基本要求1.1 實驗裝置電源：三相五線制3N/380V/3A，容量小于1.5kW；1.2 實驗裝置要求采用完善的安全保護功能，確保學生實驗的人身安全和設備安全，請在標書中詳細說明人身安全保護功能和設備安全保護功能的內容。1.3 實驗控制屏要求采用2層結構設計，上層可布置可編程控制器以及各種實驗模塊，下層可固定實驗電源、測量儀表，以及控制電機等。結構布置清晰，系統連接方便。實驗桌面采用安全絕緣、可靠性強的桌面，請在標書中詳細說明。1.4 實驗系統要求采用3層結構，第一層為計算機監控管理層，第二層為S7-300現場主控制層，第三層為現場控制層（S7-300）.1.4.1 計算機監控管理層采用工控機為主機，運行在WinCC組態軟件環境下，對整個實驗系統進行監控和調度，同時可以連接企業內部互聯網，外部互聯網，以及國際互聯網，實現生產和過程自動化與工廠管理系統的無縫結合。1.4.2 S7-300現場主控制層，采用西門子S7-300為主機，配置相應模塊，與上層采用工業以太網進行連接通訊。與下層采用profibusDP通訊方式連接，該層可實現開關量的輸入輸出控制和模擬量的輸入輸出控制，配置彩色觸摸屏，實現人機交換功能。1.4.3 現場控制層采用S7-300可編程控制器，配置Profibus-DP通訊模塊、模擬量輸入輸出模塊和AS-I通訊模塊以及彩色觸摸屏，實現工業控制中的過程控制、順序控制和人機界面。1.5 實物對象技術要求1.5.1 要求提供溫度實物對象1.5.2四層電梯系統要求與生活中的電梯工作原理是一樣的，電梯模型包括升降電機、極限開關、導軌、隨行電纜、廳門、召喚按鈕、樓層顯示裝置、轎廂、開關門機構、平層裝置、轎廂內指層燈、轎廂照明、控制系統等，請在標書中詳細說明電梯實現原理，并提供圖片。1.5.3門禁系統模型要求在單機門禁控制系統基礎上融入了防盜報警系統，既能闡述了門禁控制系統的基本系統組成，又利用了防盜報警裝置中常見的門磁開關共同構成了這套以一間屋子為假想防護對象的系統。該系統要求有IBA AC-08系統控制器、門開、關系統、窗震動系統、紅外探測裝置、報警系統、顯示系統等組成，請在標書中詳細說明電梯實現原理，并提供圖片。2 裝置配置要求2.1 實驗裝置配置的主機和模擬量輸入輸出模塊要求采用S7-300（CPU314C-2DP）主機。2.2 裝置要求配置三相交流電源以及交流電壓電流表，儀表要求采用帶鏡面的指針式儀表，精度高，動態響應快等特點。2.3 裝置上變頻器要求采用西門子750W變頻器，與系統主機配套，可以采用模擬量、開關量以及Profibus-DP通訊控制。2.4 系統還要求配置LOGO！控制單元和智能傳感器，可使使用者了解AS-I總線的構成及使用方法。2.5 實驗模塊的配置2.5.1 模擬量控制實物對象采用溫度實物控制和直流電機調速系統控制，要求現場主控制層和現場控制層都配置。2.5.2 開關量控制實物對象要求采用4層電梯和門禁控制系統，并分別安裝在在現場主控制層和現場控制層上2.5.3 開關量基本控制實驗采用模擬實驗內容2.6 實驗系統的硬件、網絡、以及軟件設計必須充分考慮系統的可擴展性，詳細說明系統擴展內容，并在標書中繪出系統擴展后的網絡圖。3 實驗裝置完成的實驗內容要求3.1 可編程控制的模擬實驗內容3.1.1 基本指令練習實驗（WINCC、STEP7 ）3.1.2 噴泉模擬控制實驗3.1.3 天塔之光模擬控制實驗3.1.4 軋鋼機模擬控制實驗3.1.5 機械手模擬控制實驗3.1.6交通燈模擬控制實驗3.1.6五相步進電機模擬控制實驗3.1.6 Y換接起動模擬控制實驗3.1.6 三層電梯模擬控制實驗3.2 可編程控制的實物對象實驗內容3.2.1直流電動機的調速控制實驗3.2.2溫度的檢測和控制實驗3.2.3四層電梯控制實驗3.2.4門禁控制系統實驗3.2.5 交流電機調速實驗3.3 LOGO!控制器實驗3.3.1 LOGO！認識實驗3.3.2 LOGO！控制燈組負載實驗3.3.3 LOGO！實現樓道燈光控制實驗3.4工業自動化網絡控制系統實驗內容3.4.1 PLC網絡監控實驗3.4.2 PLC與PLC數據讀寫實驗3.4.3 多PLC協調控制實驗3.4.4 PROFIBUS-DP網絡構建實驗3.4.5 PROFIBUS-DP網絡控制電機轉速實驗3.4.6 PROFIBUS-DP網絡控制溫度對象實驗3.4.7 TP170B顯示控制溫度實驗3.4.8 TP170B顯示控制轉速實驗3.5 應具有大型實驗內容3.6 配國內品牌計算機4其他要求4.1 要求提供實驗裝置和各實驗模塊的圖片，供評標時參考；4.2要求提供各實驗波形和計算機界面，不能提供者視為不能響應標書要求；4.3要求在標書中詳細敘述產品的保護功能、技術性能、詳細配置、特點以及現有系統網絡圖（包括今后擴展的系統網絡圖）。l 檢測技術與傳感器創新平臺有DRVI可重組虛擬儀器平臺；有數據采集儀、開關電源和綜合實驗桌構成；有基礎實驗平臺和各類工程測試擴展實驗模塊等組成；基礎實驗平臺可完成信號分析及信號處理等16種仿真實驗內容；工程檢測擴展實驗模塊包括轉子臺實驗模塊、環行輸送線實驗模塊、無損檢測實驗模塊、環境狀況檢測實驗模塊、懸臂梁實驗模塊和超聲波位移測量模塊等；完成加速度、速度、電渦流、溫度、濕度、氣體、噪聲、力、光電、磁電、紅外、霍爾、光、超聲波等傳感器的實驗檢測和應用實驗；能完成傳感器的應用實驗，能完成創新擴展實驗；有開放式傳感器實驗模塊；可視化、圖形化編程；學生可以通過內置的嵌入Web服務器（內置的Web服務器使用8500端口）在線安裝并使用軟件DRLab系列軟件。客戶端計算機的程序安裝量不到10M，適合在校園網上建立虛擬儀器實驗室使用；瀏覽器和虛擬儀器平臺合二為一；遠程信號采集設備公享；DRLab系列軟件平臺提供教學演示芯片集，利用該芯片集，教師可以根據自身教學的需求很方便的搭建一些教學演示模型，比如傳送帶模型、齒輪檢測模型、彈簧阻尼系統、運動小車控制等等；有DRLab系列軟件平臺采用了與基于XML的超文本網頁技術即“虛擬儀器網頁”來描述所創建的系統，讀入一個“網頁”就是一個不同的儀器和實驗；使用DRVI虛擬儀器平臺可以很方便的搭建各種虛擬儀器，比如頻譜分析儀、數字濾波器、數字頻率計、雙蹤示波器、數字萬用表、噪聲測試儀等等；根據教學需求提供多種實驗的實驗腳本和指導書，能夠迅速的開出滿足教學大綱要求的實驗課程。而且提供的實驗指導書是基于WEB模式的，可以直接在網絡上發布，學生可以預先通過網絡瀏覽并準備實驗，提高實驗效率；有微型化的工業對象，主要部件均為工業級；每臺要配國內品牌計算機。實驗項目：熱電偶原理及現象PN結溫度傳感器測溫實驗熱敏電阻演示實驗金屬箔式應變片性能單臂電橋霍爾式傳感器的應用應變片的溫度效應及補償l 電路原理實驗裝置1、設計創新式實驗：要求有獨立的通用器件為最小模塊式模塊單元，可靈活組合不同課題、不同要求的實驗電路。強調訓練學生在理解基礎上靈活解決問題的動手能力。2、工程實用式實驗：要求所有實驗器件全部安全裸露，學生可直觀真實器件及對應符號和工作狀態的變化，使教育培訓最大程度的貼近工程實際運用狀態。帶標準印刷的器件模塊，使得線路直觀，查故方便。3、擴展兼容式實驗：要求基本器件的模塊化特點使得裝置不會隨新技術、新課題的發展而淘汰，只需增加核心新部件即可擴展完成新課題的實驗，并能實現強-弱電之間、交叉課程之間的互聯，與相應軟、硬件技術的發展而同步升級。應配有電路仿真軟件。4、可靠性：要求特殊工藝的模塊式連接部件及接插件保證10萬次工作壽命，確保各觸點的接觸電阻小于10-6，分布電容小于10pF。連接導線為1mm2（內部252股）超軟優質銅芯線。5、安全性：要求除常規的安全保護外，本裝置還具備：強電器件（110V以上）和相關接插件沒有任何帶電接點外露，從根本上保證了學生的人生安全。6、標準化：基本強電模塊統一為A4紙標準設計（200297mm），老師可根據學校自己課程特點任意設計補充模塊（按A4紙尺寸），本公司完成制造。7、所能開設實驗項目：（1）常用電工儀表的測量與誤差分析（2）電路、電位、基爾霍夫定律（3）疊加原理驗證（4）戴維南定理驗證和有源二端網絡的研究（5）受控源的特性曲線（6）R-C一階電路響應與研究（7）二階電路的響應研究（8）RLC參數測量（9）RLC串聯并聯（10）負阻抗變換器的特性測試（11）變壓器實驗（12）其他電路實驗組合（13）能完成設計性、綜合性的實驗。（配齊相關模塊）（14）提供電路仿真軟件。l SMT生產線一 手動貼片機提供X軸向、Y軸向、Z軸向可調節的PCB定位平臺，同時貼片頭能夠任意角度旋轉，自帶真空發生器，可以方便的拾取各種IC元器件。通道個數2個；最高定位精度0.02mm；貼片范圍不限。二 智能無鉛回流焊采用多個控溫段，可以滿足各種元器件的焊接，采用微風加熱與部分紅外線加熱，配置回流焊控制軟件，實現溫度批量設置存儲；焊接溫度曲線可實時顯示，并可對曲線進行打印、分析、保存。可以實時顯示溫度上升速率，可以做無鉛焊接，可連續長時間工作，仍能保證穩定性和精度。工作區域和控溫段數：40個溫度控制點，可根據實際的需要在計算機中設定。溫區數目：單區多段控制。控溫系統：微電腦自動溫控；SSR無觸點輸出。升溫時間：3分鐘溫度范圍：室溫320發熱來源：紅外線+熱風對流方式標準工藝周期：4min溫度曲線：可根據需要在計算機中設定若干條40段溫度曲線，方便調用和存儲。冷卻系統：橫流式均衡快速降溫。保護系統：整機和控制系統具有兩套獨立的保護系統。氮氣源：配置氮氣接口和流量計。三 手動絲印機絲印焊膏，最大工作面積：400mm300mm帶有對位刻度標尺，精密絲桿調節，微調精度可達0.1mm。PCB版類型：單面板、雙面板、多層板。四 手動點膠機可以用于點膠水和焊錫膏，點膠時間數顯控制，點膠時間范圍：0.01s-99h五 放大臺燈放大倍數810倍。六 返修系統根據不同元器件可以自由編程焊接曲線或拆焊曲線，滿足各種貼片元器件的精密焊接和拆焊。配置4維萬能工作平臺，可以方便對精密IC的對位和貼裝。最高溫度：500度配置靜音氣泵：排氣量-17L/min,壓力0.7Mpa,轉速2800rpm七 靜音氣泵排氣量：17L/MIN壓力：0.7MPA轉速：2800RPMl PCB版制作配套設備PCB制作系統應包括1、過孔電鍍系統。2、立式絲印機 3、立式化學鍍錫機4、固化爐一、過孔電鍍系統及相關配套設備電鍍液微循環系統電鍍件往復運動功能：通過調速，可控制電鍍速度。密封式設計，保證電鍍液不受污染，保證電鍍質量。電源：可調直流穩壓、穩流電源，可提供015V，05A的恒壓和恒流。二、立式絲印機 1、半自動印刷，雙刮刀設計，內刀外刮，外刀內刮，按下操作按鈕，整套印刷流程自動完成。2、PLC控制整套機器，刮刀由松下電機控制，模板升降由SMC汽缸控制3、有效印刷面積：500400mm。4、配套印刷材料（抗電鍍感光油墨、阻焊感光油墨、進口絲網、刮刀）三、立式化學鍍錫機1、最大電鍍線路板面積：500400mm。2、鍍錫時間：812分鐘。3、配置：含專用整流電源，電壓、電流顯示表，陽極配置錫錠，操作方便。4、整流電源電壓范圍：DC08V，5、電流調節范圍：DC 020A。6、最佳電鍍時間為812分鐘7、化學槽最大容積：600500600mm.8、輸入電源：AC220V/50HZ。9、工作功率：80W。四、固化爐1、主要用途：對絲印網板，印刷油墨進行烘干。2、能設定烘烤溫度并顯示（0400），具有溫度自動調節功能。3、可設置固化時間并具有自動報警功能。l 寶貝車機器人套件+藍牙模塊寶貝機器人是一個微型自主移動機器人實驗平臺，其底座為鋁合金金屬架構，堅固耐用。底座上安裝一個BASIC Stamp微控制器教學底板，核心是BS2-IC微控制器，控制器既可用于機器人控制器的應用軟件設計。其它外部附件和檢測電路都在一個開放的教學白板上進行插裝。學生可跟隨實驗指導書各個實驗的步驟在白板上插裝電子組件，搭接電路后，編寫控制程序，下載至微控制器上，執行各種機器人操作。藍牙模塊：2.4GHz高速跳頻（頻率），最大4dBm發射功率，最大91.4m的接受范圍，1.1標準藍牙版本，0.1%誤比特率接受靈敏度。BS2微控制器+教學板+傳感器和電子元器件+寶貝車坦克履帶對象套件+儀表箱包裝+藍牙模塊1、 實驗項目：沿線行走，走迷宮，跟隨光源，距離檢測或與其它機器人通訊溝通。2、 寶貝車機器人的大腦 - 學習BS2微控制器的軟件編程。3、 寶貝車機器人伺服電機 - 學習控制寶貝車機器人的伺服電機。4、 組裝及測試寶貝車機器人 - 學習組裝寶貝車，以及如何對寶貝車機器人進行測試。5、 寶貝車機器人巡航控制 - 學習如何通過編程控制寶貝車的運動。6、 機器人觸覺導航 - 學習安裝機器人的觸須及電路，并進行觸須導航實驗。7、 用光敏電阻進行導航 - 學習建立光敏電阻測試電路，用它來避開陰影，手電筒引導寶貝車導航，以及向光源移動。8、 紅外線導航 - 學習紅外線探測原理，組建紅外探測電路并調試，學習使用紅外傳感器進行導航。9、 機器人的距離探測 - 學習使用紅外傳感器進行距離探測，并據此進行寶貝車的跟隨實驗和條紋帶的跟蹤實驗。10、 創新實驗：通過擴展各種傳感器來實現各種復雜智能控制功能。加上語音板可使機器人發聲對話，加上無線通訊模塊和CCD可以制成“視覺導引機器人”。等l 步行車機器人套件功能：通過移動重心來實現行走，通過向相反方向滑動來轉彎，機械部分的調整較為復雜，這樣大大提升了編程要求。步行機器人的電氣和控制系統包括BS2、AVR、MCS51型微控制器，四套紅外線感測器及接收器、發光二極管、電阻/電容、揚聲器。2個微伺服電機（可實現0到180的旋轉）、1個機器人運動底盤、步行運動機構、機械套件包、1個電池盒、1套外部組件（紅外LED及接收器、光敏電阻、觸覺傳感器）、一個步行機器人控制板、擴音器模塊、超聲波傳感器、編碼器、LCD模塊、Memsic加速度傳感器、無線射頻模塊通過該機器人可以學習簡單機械系統的組裝，嵌入式系統的操作與控制，基本電子與電路的搭建，嵌入式控制程序的編寫，完成諸如走直線、轉彎、走8字、尋找和避開光源等機器人行為。實驗項目：機器人行走（走直線、轉彎、走8字、尋找等）1、裝配步行機器人組裝和調整機器人的機械部分，搭建電路。2、步行機器人的行走通過編程使機器人實現簡單的前行或后退運動。3、步行機器人的滑動式轉彎運動通過編程使機器人有效完成滑動式的轉彎運動。4、步行機器人的協調行走編程使機器人按“8”字形或其它形狀行走。5、步行機器人光源跟蹤利用光敏傳感器結合編程使機器人能夠跟隨某一光源行走。6、步行機器人的紅外避障運動利用紅外LED及接收器結合編程使機器人有效檢測到前方障礙物并避開障礙物。7、步行機器人在桌面行走利用紅外LED及接收器結合編程使機器人有效檢測到桌面邊緣，保持在桌面上行走。l 大學版智能機器人MT-UROBOTABS+鋁合金，直徑：210mm 運行速度：1.0m/S、 DSP16位處理芯片，cypress通信管理器，32KRAM、MT-OS多任務操作系統，支持C語言編程環境和流程圖編程環境。 同時可以擴展4個擴展卡，多個主板可以協同工作。配件包括20多種傳感器及執行器。在機上用軟件對機器人進行編程，在通過串口連接線將程序下載到機器人中，拔去串口連接線，按下機器人身上的“運行”鍵，機器人就可以按照編寫的程序自主運行軟件開發能力標準語言子集，簡潔的專業程序員語言支持浮點運算、指針、多維數組；先進的多任務操作系統；便于學習的圖形化交互式語言；眾多的驅動程序和應用程序代碼，在高手的基礎上學習編程機械擴展能力至個直流電機；至個步進電機交流伺服電機；至個繼電器、電繼閥、記憶合金；至個燈泡、電熱絲、蜂鳴器。擴展實例：滅火風扇，機械手臂，裝飾彩燈等電子擴展能力至幾百路位模擬輸入；至幾十路輸出捕捉；路數字式輸出。擴展實例：超聲測距卡，紅外測距卡，路伺服電機驅動卡，路輸入輸出卡性能指標單片機工作頻率：2MHz電池供電范圍：5.5-12V串口速率:9600bpsIR振蕩頻率:37.9KHZ紅外檢測距離:30cm機器人速度:60cm/s編碼器分辨率:33脈沖/轉機器人重量:1.1kg機器人直徑:20cm輪胎直徑:65mm電池:6V,1200mAh鎳氫電池實驗項目：1）C語言程序設計利用數值采集計算信息實現聲控機器人 2）C語言程序設計利用指針實現機器人音樂家項目3）C語言程序設計綜合設計：語音信息采集與人機交互項目4）C語言程序設計綜合設計：舞蹈機器人l 研究型機器人MT-ROBOT兩輪直流伺服差動驅動，一支撐輪，OpenDTC200，紅外測距傳感器兩個，前向USB攝像頭，可充電電池，OpenRob智能機器人平臺軟件，嵌入式工控機，無線網絡模塊、筆記本控制器等兩層架構，獨立運動控制系統；提供動態鏈接庫和接口定義，開放底層運動控制系統接口、函數庫、通信方式、C語言代碼、運動控制算法等；Windows XP；Visual C+及MATLAB開發環境；24V，20AH動力鋰電池（一組）；電 機：24V、70W Maxon：電機（2個）； P4 2.8C/512M/80G計 算 機；1PCI/7USB2.0/6COM；組成：DSP2407CPLD結構，能夠完成多軸伺服電機控制，多路聲納信息、超聲信息采集及擴展功能。系統配置DSP仿真器，可以進行運動控制相關的編程、算法研究及信號端口配置。傳感器：聲納：6個（45cm-7m）；PSD：6個（10 cm -80 cm）編碼器：500線（上層作4倍頻處理）攝像機：130萬像素30幀/秒，USB接口；無線通訊：54M函數庫：運動控制，網絡控制，基本圖象處理，語音采集，AD采樣，測距，多路圖像采集及處理。平臺系列型號齊全。包括兩輪自平衡移動機器人，兩輪驅動加一支撐輪移動機器人以及四輪萬向移動機器人等。系統控制架構采用上下位機網絡控制結構，尺寸緊湊，可以非常方便地擴展運動控制軸和運動控制器。傳統的機器人基本都采用通用DSP運動控制卡，通過PCI總線或者104總線與PC連接，擴展控制卡比較困難和麻煩，而且尺寸較大。多軸控制與驅動器通過串口與上位計算機通訊，連接簡單可靠。而通用DSP運動控制卡與PC的連接采用PCI總線或其它總線結構，當機器人在劇烈運動的過程中，容易死機，造成機器人系統的可靠性不高。運動控制器采用驅動與控制一體化DSP智能模塊，大大減少了電氣系統連線，進一步提高了系統的可靠性。而傳統的機器人基本都采用運動控制器加獨立的驅動模塊，大大增加了系統的電氣連線，降低了系統的可靠性。參見右上圖。上位機可以采用筆記本、嵌入式工控機或普通工控機，用戶可以根據應用靈活選擇，并可以隨時升級。而傳統的機器人通常都是采用普通工控機，與下位控制卡緊耦合，升級換代比較麻煩。1、傳感器技術傳感器主要包括：聲納、PSD、編碼器、語音、視覺等多種傳感器，可做的研究包括：1)基于聲納和PSD的環境建模；2)基于聲納和PSD的機器人路徑規劃 3)基于多傳感器的機器人精確定位研究；4)多傳感器融合技術及其在機器人中的應用 5)移動機器人系統中傳感器擴展技術研究2、智能控制系統及其控制算法1）基于PID控制的機器人軌跡跟蹤性能研究與比較 2）移動機器人的動力學模型研究 3）移動機器人的運動學模型研究 4）輪式移動操作機器人的魯棒跟蹤控制器設計及研究 5）開放式機器人控制器的研究 6）移動機器人神經網絡控制研究 7）移動機器人模糊控制研究 8）移動機器人系統中嵌入式控制器研究 9）基于遺傳算法的移動機器人的智能控制；10）移動機器人的非線性相關課題研究3、機器人視覺技術本實驗室配有云臺和全景視覺系統，可進行與計算機視覺相關的所有研究課題。1）基于視覺的機器人導航系統研究 2）機器人視覺伺服控制系統研究3）主動視覺及其在機器人中的應用4）圖像特征提取技術研究 5）人臉識別技術及其在移動機器人中的應用 6）基于光流技術的移動機器人導航系統研究