HL-CG03工业传感器自动化综合实训台
一、概述
该实训台主要由操作平台和部件安装单元、工艺和仪表单元、配电系统单元等组成，能完成单回路的液位、流量、压力和温度控制，同时还可完成各种仪器仪表的操作和使用。除此之外，该装置还采用工业中最常用的水泵、转速、流量、温度、位移、压力和液位变送器等。
实训台由工业铝型材构成面板，使用特殊的T型螺母固定，便于工艺单元和仪表的安装。学生可以自己设计搭接系统。方便移动，需设置有四个带刹车的轮子，便于移动和固定；带抽屉和储物柜。
各类型传感器采用模块设计，可独立成一模块，也能安装在型材面板上应用，学生能进行安装、检测、调试。各类型传感器有相应的实训项目，可以完成单个传感器模块安装、调试试验，也能配合 PLC 进行练习。
二、产 品 组 成
实验台主要由试验台部分、被测对象、实验桌及传感器部分组成。
1、技术参数
l 输入电源：AC220V±10%（单相三线）
l 额定功率：<1000VA
l 环境温度：-10℃～40℃
l 相对湿度：≤85%
l 安全保护：漏电保护（动作电流30mA）过流保护，过热保护、短路保护
l 单相电源插座，漏电开关、保险管等
l 220VAC电源，以2-3插座方式安装
①、主板部分
提供高稳定的直流稳压电源＋24V5A、＋5V2A，有短路保护功能；面板上装有指针式电压（量程0-30V）、指针式电流表（0-5A）。6位高精度转速表（转速倍率可调）。 高精度温度调节仪表（控制温精度±0.5℃）电压输出（用于驱动SSR）；上限报警；输入类型热电偶、铂电阻；电源电压100-240VAC。高精度流量积算仪，输入类型4-20mA。
②、执行和显示器件
1）指示灯（红、绿6个）；
2）按钮（红、绿12个）；
3）闪光报警器（1个）；
4）继电器（16脚，4个）
5）SSR固态继电器（1个）
③、被测对象及传感器：详见下表
1）电子秤测试单元
1 | 电子秤单元 | 称重传感器（悬臂梁） | 量程不低于10KG；灵敏度不低于2.0mV/V；超载能力不低于150%；铝合金材质；精度等级不低于C3 | 个 | 1 |
2 | 称重变送器 | 输出信号0-10V；12-26VDC供电；传感器激励电压5VDC；输入灵敏度1.5-2.1mV/V | 台 | 1 |
3 | 砝码 | 50g精度等级M1 | 个 | 10 |
2）红外报警和火焰报警模块
1 | 红外报警和火焰报警单元 | 光敏电阻传感器 | 硫化镉光敏电阻，外径尺寸Φ5.0m额定功率20mw。暗阻≥25MΩ | 个 | 1 |
2 | 硅光电池 | 峰值波长0.8-0.95μm，开路电压450-600mv | 台 | 1 |
3 | 热释电报警器 | 探测距离1-5米，波长10-20nm | 个 | 1 |
3）转速测试单元
4）直线位移及角度控制单元
1 | 步进滑台 | 有效行程不低于200mm；配套单出轴42*47步进电机（1.7A）；有效负载不低于7kg；最大速度不低于80mm/s；1204滚珠丝杠；外直线导轨结构；直线导轨轨宽不低于15mm；导轨总厚不低于16mm；配单滑块；3060铝型材框架 | 个 | 1 |
2 | 两相步进电机驱动器 | 输入电压12-48VDC；输入信号电压4-28VDC；输入电流0.3-2.2A；步进脉冲频率2-2MHz；3位拨码开关；电流细分选择不少于8种 | 台 | 1 |
3 | 直线位移传感器（滑块式） | 滑块式；量程不低于400mm；电阻5KΩ；线性度不低于0.05%；重复精度不低于0.01mm；电气行程不低于400mm | 支 | 1 |
4 | 安全光栅 | 光轴距20mm；光轴数4；检测幅度不低于120mm；PNP；电源电压10-30VDC；响应时间10ms以下；检测对象不透明体；铝合金外壳；PMMA前罩；ABS端盖 | 套 | 1 |
5 | 绝对值编码器 | 电源电压12-24VDC；分辨率不低于1024（10位） | 个 | 1 |
5）温度控制单元
1 | PT100型热电阻 | 全316不锈钢；探头式；量程-200℃-+500℃ | 个 | 1 |
2 | K型热电偶 | 全316不锈钢；探头式；量程0℃-800℃ | 个 | 1 |
3 | 直流风扇 | 尺寸不超过60*60*60mm；滚珠轴承；24VDC；功率不超过5W；转速不低于4000rpm | 个 | 1 |
4 | PTC加热器 | 24VDC，功率不低于10W；干烧表温不低于120℃；尺寸不超过60*50*20mm | 个 | 1 |
④智能区域管理模块
小车在同步带上运行，在小车运动区域内，装有视觉检测传感器，能智能化识别属于本区域内的车牌，虹膜识别、指纹识别或语音识别模块确定为本区域人员，超声波传感器可以测速，并通过喇叭进行超速提醒。
其中视觉传感器系统：需要包含工业相机、光源控制器、相机镜头、通讯电缆、相机支架、AI智能视觉开发应用系统。
视觉传感器内部植入高精度高效率视觉算法，可实现计数、有无、测量、识别等功能。可通过RS-232、以太网输出工具结果，通过IO与上下游工序配合。支持视觉工具多种结果输出以及自定义结果文本输出。
160万像素视觉传感器；采用嵌入式硬件平台，可进行高速的图像处理；IO接口丰富，可接入多路输入、输出信号；状态指示灯丰富，可实时查看设备状态，方便调试与维护；光源确保照明区域亮度均匀。配套原厂视觉软件；可以进行边缘检测、图像检测、形状识别、物体计数、颜色识别、数字识别、卡号识别、车牌检测、人脸检测、二维码识别、条形码识别等功能。每套智能区域管理模块至少包含如下组件：
序号 | 需包含组件名称 | 参数要求 | 单位 | 数量 |
1 | 车牌识别 | 图片库可以根据需求自由定义，可以通过软件对采集到的数据进行分析处理，并能输出数据和判断结果。设备需配有多个不同规格的检测载体（不同车牌）。 | 套 | 1 |
2 | 语音识别 | 语音识别距离：10米； 语音库、语音识别输出端口等可自由定义； 可根据需求词条内容针对性地制作声学模型、语言模型； 输出类型： 8路继电器输出，可通过编程实现独立控制； 可用软件进行语音处理，并能提取语音特征，进行个人信息录入和匹配。型号：XNT-8738-8-REL | 套 | 1 |
3 | 超声波 | 感应距离：70～2000mm，（范围广）工作电压：DC12～24V，模拟电压输出：0-10V。 | 个 | 1 |
4 | 直流电机 | 转速20r/min，功率1～90W，（扭矩大）电源DC12～24V，型号90型 | 个 | 1 |
5 | 指纹识别传感器模块 | 半导体指纹识别方式，可进行指纹图像处理，通信接口：RS485（Modbus RTU）；识别速度1s，容量100枚；自带声光提示；供电DC12~24V；认假率0.01%；可用软件进行指纹图像处理，并能提取指纹特征，进行个人信息录入和匹配。型号：Live20R | 个 | 1 |
⑤其他传感器
1 | 接近开关测试 | 色标开关（光电） | 光源色谱红、绿；灵敏度可调；10-30VDC供电 | 个 | 1 |
2 | 光纤放大器 | PNP输出；VR调节（粗/微调）；响应时间1ms以下；12-24VDC供电 | 个 | 1 |
3 | 光纤线（漫反射） | M6；漫反射型；检测距离不低于120mm；最小检测物体不小于Φ0.03 | 个 | 1 |
4 | 接近开关（电感） | 圆柱形；M12*1；检测距离不低于4mm；电感式；PNP三线NO（常开）；金属壳；非屏蔽式；12-24VDC供电；LED指示 | 个 | 1 |
5 | 接近开关（电感） | 圆柱形；M12*1；检测距离不低于2mm；电感式；NPN三线NO（常开）；金属壳；屏蔽式；12-24VDC供电；LED指示 | 个 | 1 |
6 | 接近开关（电容） | 圆柱形；M18*1；检测距离不低于10mm；电容式；NPN三线NO（常开）；金属壳；非屏蔽式；12-24VDC供电；LED指示 | 个 | 1 |
7 | 接近开关（电容） | 圆柱形；M18*1；检测距离不低于10mm；电容式；PNP三线NO（常开）；金属壳；非屏蔽式；12-24VDC供电；LED指示 | 个 | 1 |
8 | 光电开关（漫反射） | 圆柱形；M18*1；检测距离不低于300mm；扩散反射式；PNP三线NO（常开）；金属壳；灵敏度调节器；12-24VDC供电；LED指示 | 个 | 1 |
9 | 光电开关（漫反射） | 圆柱形；M18*1；检测距离不低于300mm；扩散反射式；NPN三线NO（常开）；金属壳；灵敏度调节器；12-24VDC供电；LED指示 | 个 | 1 |
10 | 光电开关（对射） | 圆柱形；M18*1；检测距离不低于5000mm；对射式；PNP三线NO（常开）；塑料壳；12-24VDC供电；LED指示 | 对 | 1 |
⑥物联网平台
物联网平台 | 物联网平台本批设备一套（1、提供整套设备物联网无线通讯传感网的实物图片，提供手机端和PC端的测量和控制软件截图，提供ZIGBEE组网实验（触摸屏的组网图）截图。 物联网无线通讯传感网，整个实验室配1套，要求配备两种及以上无线传输能力的模块（例如WIFI、ZigBee），可同时完成不少于4AD/4DA（ADC分辨率12位或以上）、4DI/4DO传输，能够组建实验室无线传感网络，同时提供手机端和PC端的测量和控制软件，ZIGBEE组网实验（触摸屏的组网图），WiFi通讯实验与电脑通信（录制视频寻址过程），PID参数调节与控制（4个站点的曲线图），触摸屏显示功能，手机APP显示与控制开关量控制实验）。 为确保可靠性，投标时需演示传感器基础实验平台单机的数据采集、设置各个采集模块网络地址、PID的数据曲线、手机APP采集与输出控制等相关实验视频。 物联网无线通讯传感网（本批设备一套，一个主机，3个从机，） 在许多场合需要将传感器节点直接放置在目标地点进行现场的数据采集，这就要求传感器节点具有无线通信的能力。本设备需配置二种无线通讯模块：Zigbee通讯模块， WiFi通讯模块。可以根据需要搭设不同的无线通讯传感网。无线通讯传感网主要由以下几部分组成：AD转换、发射部分、接收部分、上位机。 硬件系统：无线数据采集控制器（8路模拟量输入（A/D），输入0-5v，0.01v分辨率。4路模拟量输出（D/A）输出0-5v，0.01v分辨率，8路数字量输入（DI），4路数字量输出（DO）。 ①主控单元模块包括主控以CORTEX-M3为内核的STM32F103VET6主芯片及其外围电路，3.5寸带触摸显示屏，各无线模块接口等等； 15系列单片机STC15L2K60S2及其外围电路，蓝牙和ZIGBEE模块接口等等。各无线数据传输模块均已接入到二者上面，包括主控单元模块上面的WIFI 模块（本WIFI模块只与路由器连接）。数据采集单元模块上模块（从机），ZIGBEE模块（B端），分别可以和主控单元模块上ZIGBEE模块（B端）通信，主控单元的模块与数据采集单元的模块通过交互通信实现数据交换，最终结果可通过WIFI发送到电脑终端。 ② WiFi通信模块：最高传输速率230400bps，TCP连接最大连接数>20，UDP连接最大连接数>20，串口波特率50~230400bps，工作温度：-20 ~ 60°C，工作湿度：10%-90%RH（不凝结）。 ③ZigBee模块：CC2530F256，无线频率：2.4 GHz，工作电压：2 V~3.6 V，输出功率：4.5 dBm该模块使用STM32F103作为主控制器，完成传感器数据的采集与处理，利用WiFi模块可以将传感器数据上传到移动安卓等网络设备上，利用有线网、无线网等可以远程访问传感器数据；利用ZigBee模块组建无线传感网络。 功能： 1、ZIGBEE通讯实验 2、ZIGBEE组网实验 3、WiFi通讯实验与电脑通信 4、PID参数调节与控制 5、触摸屏显示功能 6、手机APP显示与控制 7、开关量控制实验 | 一个主机，3个从机 |
⑦采集控制单元
1 | 采集控制单元 | 数据采集卡 | 机集成14输入/10输出共24个数字量I/O点，2输入/1输出共3个模拟量I/O点，可连接7个扩展模块，最大扩展值至168路数字量I/O点或38路模拟量I/O点。20K字节程序和数据存储空间，6个独立的高速计数器（100KHz），2个100KHz的高速脉冲输出，2个RS485通讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。 | 块 | 1 |
⑧传感器3D仿真软件
1 | 传感器3D仿真软件 | （以下功能需求需提供手机APP真实的投标产品视频演示，演示功能不能完全满足采购需求或没有提供演示视频的，按一项负偏离处理）： 1、提供以下7种传感器的网络教学资源包，内容至少包括产品说明、零件展示、装配演示、应用展示四个方面。 （1）音轮式转速传感器 （2）电容式油量传感器 （3）浮子式油量传感器 （4）动态扭矩传感器 （5）差动变压器式位移传感器 （6）浮子液位电阻式传感器 （7）电容式液位传感器 2、可在3D 虚拟仿真环境下进行理论学习与功能性验证实验。支持手机 APP 动态三维视图包括锁定轴向的平移、缩放及旋转。包括 3D 环境下的系统设备的认知、原理结构认知、系统的认知；学生可以在任何地方进行访问和控制。 | 套 | 1 |
三、完成实验：
实验一 各传感器的装配教学实训演示
实验二 电容式接近传感器特性实训
实验三 接近开关传感器NPN和PNP的区别
实验四 电感应式接近传感器特性实训
实验五 漫反射式光电接近传感器特性实训
实验六 漫反射式光纤传感器特性实训
实验七 色标传感器特性实训
实验八 位移传感器测量实训
实验九 电子称测量实验
实验十 重量传感器的测试及应用实验
实验十一 槽型光电开关传感器
实验十二 量型旋转编码器计测速实验
实验十三 温度源的控制及Pt100温度传感器实验
实验十四 K型热电偶温度传感器
实验十五 步进电机测试及直线位移装置的使用
实验十六 位移滑台的测试及应用
实验十七 绝对式光电编码器
实验十八 电阻式位移尺测量实训
实验十九 安全光栅传感器的特性实训
实验二十一 编码器转速测量实训项目
实验二十二 RFID的应用实训项目
实验二十三 条码系统分拣实训项目
实验二十四 视觉检测实训项目
实验二十五 超声波传感器实训项目
实验二十六 语音传感器识别实训项目
实验二十七 指纹识别技术实训项目
