2003网站太阳集团-西門子先進自動化技術聯合示範實訓中心
一、實驗室簡介
2003网站太阳集团-西門子先進自動化技術聯合示範實訓中心于2016年建設完成，隸屬于2003网站太阳集团實驗中心。該實驗室采用了西門子最先進的控制技術，融合了西門子全集成自動化(TIA)的理念，是西門子全集成自動化系統縮影。
二、實驗設備介紹
1、智能自動化控制系統S7-1200
本裝置簡單的反映了生産過程中物料通過按配方加料後攪拌合成的流程部分。物料經過稱重系統計量，信号輸入PLC，PLC按配方控制不同物料的重量和次序，配料完成後，本系統所選的變頻電機裝有編碼器，可反饋電機轉速。PLC通過與變頻器的通訊來控制攪拌速度的快慢，從而控制産品的生産質量。實驗内容包括：
（1）普通異步交流電機的原理與電機正反轉控制
（2）西門子PLC S7-200/300硬件原理及構成
（3）西門子PLC S7-200/300編程基礎
（4）西門子系列HMI
（5）西門子G120/MM4/V20系列變頻器原理與應用
（6）稱重傳感器原理及維護
2、西門子DCS高級控制系統
由于過程工業流程相對複雜，生産過程往往伴有高溫、高壓、強非線性等單元，把實際生産裝置直接移植到實驗室進行控制實驗同樣也是不現實的。SMPT-1000最新一代高級過程控制實驗裝置成功地解決了當前過程控制專業技能培養的難題。它運用高精度動态仿真技術，将實際工業裝置的各種對象特性用數字化手段完整地在小型化半實物實驗裝置上得到再現。學生可以安全地在該實驗裝置上開展所有過程控制相關知識與技能的培訓。
SMPT-1000依據該能力模型設計，可以相應地開展以下内容的實驗項目：
（1） 自動化儀表、檢測與設備
傳感器、變送器與IO卡件選型與識别；強弱電設計；接線與布線；模拟量與開關量信号采集；PLC/DCS使用；信号測試與設備故障排錯等。
（2） 計算機監控與報警
HMI組态軟件使用；位号設計與點組态；流程圖組态；報警組态；趨勢組态；軟PLC組态等。
（3） 過程單元與對象特性
理解基本的能量、物質與動量平衡關系；常見過程裝置操作與對象特性辨識；對象動态特性測試方法；對象偏差與穩态性判定；依據對象動态特性制定相應的控制策略；PFD與P&ID識圖等。
（4） 高級信息傳輸技術
工業通訊網絡常見種類與方式；工業網絡體系結構；OPC；Profibus現場總線等。
（5） 基礎控制
開環與閉環控制原理；基本控制規律及工程實現；單回路控制系統的分析與設計（被控變量與操縱變量、測量變送、控制策略與正反作用、執行器等的選擇）；PID控制器投用和整定方法；控制性能評價方法；流量、物位、溫度、壓力及組份單回路控制方案的實施；CFC連續控制器組态方法。
（6） 複雜控制與順序控制
串級、比值、均勻、前饋、選擇、分程等控制方案的選擇、設計、實施、投用和整定方法；順序控制設計與實施；SFC控制器組态方法等。
（7） 安全儀表控制系統SIS
系統風險分析方法；SIL等級計算；LOPA防護層設計方法；聯鎖、ESD等SIS的設計與實施；
（8） 過程監測與故障診斷
傳統過程監測方法；質量控制圖；多元控制圖；統計監測方法；控制性能監測方法；通訊系統故障診斷；控制器故障診斷；常見系統故障診斷方法及實施等。
（9） 系統分析與綜合設計
自控工程設計流程、标準與方法；系統耦合、系統優化、異常狀态的分析方法；混雜工藝過程控制系統分析與設計等。
（10） 數據處理與系統建模
數據濾波去噪方法；數據校正方法；系統建模方法與軟測量技術；數據壓縮與實時數據庫技術等。
（11） 先進控制
經典先進控制算法（純滞後補償、推斷、解耦、多元量、自适應、變結構控制等）；實用先進控制算法（專家、模糊、神經網絡、内模、預測、協調等）；發展中的先進控制算法（最優、魯棒、非線性、混雜控制等）
（12） 先進制造信息系統
MES生産執行系統；生産調度與優化；過程操作優化；數字化工廠信息化系統等。
3、西門子自動化工廠傳感器系統
(1)圖像處理系統
圖像處理系統，用于保證質量和提高産能生産加工過程必須柔性化：批量越來越小，産品更新換代越來越快，質量要求也是越來越嚴格。在此，傳統的檢測技術面臨着不足。如果采用工業圖像處理技術，情況将不會是這樣。其巨大的潛力正促使它日益為成自動化工程領域内的标準準則— 尤其是智能視覺系統的出現，使得這一過程更易于實現。提供有豐富的産品系列，涵蓋所有應用領域，從一維/二維碼掃描系統，面向應用的圖像處理視覺傳感器，通用智能相機，到采用幾個相機、用于快速應用的基于PC的圖像處理系統。
(2)條形碼閱讀系統
讀碼系統--一維/二維碼的讀取和校驗。對于最新的生産系統，通過機讀識别來跟蹤産品和部件已是核心需求。利用特殊的編碼系統，可以計劃生産過程中每一個加工零件的各道工序，更改加工工藝或者所用材料。通過在産品上直接制作标識，還可以根據特定的法律要求對某一産品批次的整個生産過程進行跟蹤。
4、雙目測試傳感器DEMO
（1） 提供USART以及标準RS232通信接口；
（2） 内置圖像濾波以及圖像連貫性算法，采用基于色度的顔色濾波算法來檢測物體。計算圖像傳感器每個RGB像素的色度和飽和度，将其作為主要的濾波參數。
（3） 提供圖像特征抓取上位機系統，雙眼可通過上位機設置任何顔色特征抓取；
（4） 雙眼同時每次可抓取七種特征物體，可記憶多達7種不同的色彩飽和度；
（5） 雙眼特征抓取速率達50HZ；
（6） 反饋每個特征物體的顔色飽和度，坐标位置，形态大小；
（7） 可調節雙眼距離，以及每隻眼的焦距。
5、西門子交直流調速系統
本實驗裝置可應用于電氣專業及其自動化，發電廠，電力系統，供電系統等專業的實驗教學。
本實驗裝置包含直流供電系統，控制台系統，及電機發電機系統。
直流供電系統：大型直流控制櫃
功率：50KVA
輸入電源：三相380V
輸出：直流240V20A*10組
控制台系統：用于電機實驗控制以及各類測試儀器儀表。
電機系統：包含三相交流電機，直流電機，直流發電機，底座，測速裝置和刹車系統。
三相交流電機:功率2.2KW工業電機
直流電機：功率1.8KW工業電機
發電機：功率2.5KW
底座：專用大型聯機底座(500mm*1200mm)
6、三自由度DEMO
本實驗裝置的控制核心是SIMOTION D435多軸運動控制器（最高可擴展至128軸），選用ET-200M進行I/O接口擴展，機械手選用氣動平行氣爪，同時配有小型靜音氣泵，氣爪上安裝激光傳感器和8色顔色傳感器。三軸機械結構形式采用龍門式、伺服電機驅動滾珠絲杆和或伺服電機驅動滾珠絲杆與同步齒形帶相結合的結構形式，實現機械手三個方向上的運動。本實驗裝置可以滿足不同層次的運動控制教學和訓練要求，與以往運動控制教學裝置不同的是本套裝置提供了實際生産中廣泛應用的龍門式機械平台，這一負載形式具有結構簡單、直觀、動作靈活，便于學生理解運動控制系統的工作原理，便于學生動手自己編程來規劃自己的實驗等一系列優點，更重要的是後期可以利用平台上預留的安裝孔，結合不同的需求通過增減模塊組件，實現低成本、快速的二次開發，為學生提供一個實用的創新平台。
三、實驗室開發内容及措施
為了更好的培養學生的動手能力和創新能力，實驗室實行在上班時間且無課情況下面向全校學生開放。實驗室主要開放相關方向實驗項目，開放的實驗内容有綜合性實驗、設計性實驗以及自拟實驗，小發明、小制作、論文等課外科技活動。開放實驗室聯系人：廖老師，電話：18973463991。
