智能视觉运动控制实训台（工业4.0）

KCGJD-13智能视觉运动控制实训台（工业4.0）

一、技术性能要求

1. 输入电源：单相220V±10% 50Hz

2. 工作环境：温度-10℃～+40℃，相对湿度＜85%（25℃），海拔≤4000m

3. 装置容量：≤1kVA

4. 重量：约100kg

5. 外形尺寸：约1300mm×1200mm×750mm

6. 台面配置：平铺2020欧标工业铝材，右侧台面铺400×1000mm软绝缘胶垫，中部抽拉式电气接线板

7. 安全保护：具有漏电压、漏电流保护装置，安全符合国家标准

二、基本配置及功能要求

（一）实训装置整体设计

实训装置包括电气接线模块、上料模块、输送线模块、视觉识别模块、三维模组控制模块、称重模块、RFID产品溯源模块、物料摆放模块、小车运动控制模块、温控箱变频控温模块等，提供整体设计效果图。

（二）模块对应单元

1. PLC单元：西门子主机1511C，带显示屏CPU，工作存储器175KB代码和1MB数据，支持多种功能和通信协议。

2. 485通信单元：用于设备间通信。

3. 工业视觉识别单元：600万像素CMOS相机，支持多种功能。

4. RFID产品溯源单元：集成天线的方型读写器，螺纹式小尺寸标签。

5. 气动控制基本单元：用于气动控制。

6. 变频调速单元：单相220V供电，0.37KW输出功率，集成RS-485通讯接口。

7. 触摸屏单元：步科品牌，≥7"TFT显示屏，≥65536彩色，≥800×480分辨率。

8. 以太网交换机：非网管型工业以太网100MBIT/S交换机，自带5个双绞线端口。

9. 伺服系统控制单元：输入电源单相或三相AC220V，调速比1：5000。

10. 温度检测变送单元：温变变送器，量程0-100℃，电源24VDC，输出0-10V。

三、视觉识别单元

（一）基本要求

1. 工业视觉检测系统：包括相机、镜头、处理软件、光源等，放置在输送线一侧，对工件进行颜色、尺寸、标识等信息检测。

2. 检测结果：通过总控通讯，为后续摆放等作业做好准备。

3. 相机参数：600万像素，1/1.8" CMOS，Sony IMX178传感器，分辨率3072×2048，支持多种功能。

4. 镜头参数：C-Mount接口，外形尺寸29mm×29mm×42mm。

5. 连接电缆与支架：用于相机与系统的连接。

（二）软件要求

1. 曝光与白平衡设置：可进行四点相机标定，快速读取标定模板的像素值。

2. 日志显示与清除：可进行日志显示，并清除历史日志。

3. 模板匹配：支持至少8个模板匹配，触发拍照后依次匹配模板。

4. 数据输出：输出类型、X、Y、旋转量等4个数据。

5. 模板绘制：支持长方形、圆形、自由绘制等方式。

6. 图像操作：支持实时采集及单独拍照，图像可自由拖动及放大。

7. 辅助功能：提供红色十字光标，方便安装调节相机位置。

四、RFID识别单元

RFID射频单元带集成天线的方型读写器（RS422），尺寸50×50×30mm，标签使用螺纹式小尺寸标签。

五、触摸屏单元（步科品牌）

1. 显示模块：≥7"TFT显示屏

2. 显示色彩：≥65536彩色

3. 分辨率：≥800×480像素

4. 背光类型：≥LED，亮度300cd/m²

5. 液晶寿命：≥50000小时

6. 触控面板：4线精密电阻网络，表面硬度不低于4H

7. CPU：≥800MHz RISC

8. 存储器：≥128MB闪存+64MB内存

9. 通讯接口：COM0:RS485-2W/4W, RS232; COM2: RS232

六、以太网交换机

1. 交换机类型：非网管型工业以太网100MBIT/S交换机

2. 端口：自带5个双绞线端口，RJ45接口

3. 拓扑结构：用于构建小型星形和总线形拓扑结构

4. 诊断显示：自带LED诊断显示

5. 供电电源：DC 24V

6. 防护等级：不低于IEC/EN 61000-4工业级防护，不低于IP30防护

7. 电源输入：9.6-60VDC三冗余电源输入，多重保护

七、变频调速单元

1. 供电：单相220V

2. 输出功率：0.37KW

3. 通讯接口：集成RS-485通讯接口

4. 控制方式：线性V/F控制、平方V/F控制、可编程多点设定V/F控制，磁通电流控制、直流转矩控制

5. 输入输出：4路数字量输入，2路模拟量输入

6. 保护功能：过电压、欠电压保护，变频器、电机过热保护，短路保护

八、小车运动控制单元

1. 组成：运动小车（直流电机驱动）、同步带轮传动机构、直流电机、光电传感器、电感式传感器、电容式传感器、行程开关等

2. 功能：通过传感检测、PLC编程，实现运动距离测量、传动控制、键值优化比较行走控制、定向控制、报警运行控制、点动控制等

3. 定位：能实现小车的精确定位

4. 设计：外观精美，体积紧凑，重量轻

九、三维模组控制单元

1. 组成：伺服驱动和步进驱动

2. 伺服驱动：

• 控制X轴，交流伺服驱动，AC220V，200W

• 数字信号处理器（DSP）作为控制核心，智能功率模块（IPM）集成驱动电路

• 过电压、过电流、过热、欠压等故障检测保护电路

• 支持位置、速度和力矩三种控制方式

3. 步进电机驱动：

• 控制Y轴，交流伺服驱动，DC24V，≥30W

• 内部集成控制电路和功率电路，自检线圈和短路保护功能

十、温控箱变频控温模块

1. 加热：加热板通电加热

2. 温度检测：温度变送器检测加热板温度

3. 控制：PLC控制系统控制台达变频器，使电机旋转，带动扇叶加强空气流动，快速散热

4. 稳定：使箱内环境温度稳定

十一、温变变送器

1. 输出：二线制输出，无需补偿导线

2. 结构：结构简单，安装方便，使用寿命≥10000次

3. 尺寸：小型化，安全可靠

4. 参数：插头式温度变送器，量程0-100℃，电源24VDC，输出0-10V

十二、加热器

1. 电压：AC220V

2. 功率：30W-150W

3. 材质：铝合金

4. 尺寸：不大于160×100mm

十三、伺服系统控制单元

1. 输入电源：单相或三相AC220V，-15~+10%，50/60HZ

2. 调速比：1