智电综合实训平台需求说明

智电综合实训平台需求说明一、建设背景与目标智电实训室的建设背景主要源于信息技术的飞速发展，特别是智能化、数字化的趋势，以及社会对智能化安全人才的需求日益增长；随着信息技术的飞速发展，智能化、数字化已成为各行各业的重要趋势；安全领域作为保障社会稳定和经济发展的关键领域，对智能化安全人才的需求日益增长；高校作为人才培养的重要基地，建设智能化安全实训基地只是响应市场需求、提升教学质量的重要途径；智电实训室的建设不仅是为了提升学生的专业技能和实践能力，使其更好地适应市场需求同时也是推动高校教育教学改革，促进信息技术与教育教学的深度融合的重要举措；通过建设高标准的人工智能实训室，可以提升学生的实践能力和创新能力，有效缓解当前的人才短缺问题，为国家的科技创新和产业升级提供强有力的人才支撑该项目建设内容包括采购设备：电子电工及考证实训装置、课程资源、数字示波器、实训室环境建设；要求质量可靠，性能稳定，符合实训教学的基本要求；二、设备清单序号名称数量单位1多媒体讲台1台2电子电工及考证实训装置28台3课程资源1套4数字示波器28台5重型货架5组6实验室空间适配改造1项三、技术参数序号名称技术要求1中控装置中控装置：1、规格：L*W*H（mm）闭合尺寸1100*780*1020（允许正负5mm偏离）；2、材料：桌面采用9mm高密度纤维板，边缘采用单面封边工艺，采用冷压工艺三聚氰胺贴面，防划、防泼水；3、主体采用1.0-1.5mm冷轧钢板，钣金全部通过酸洗磷化喷涂后再进行高温烘烤，防锈；4、上层两侧采用橡木扶手，正面采用L型高档橡木装饰板，前置活动维修门，无锁联动，下层后门打开后，上层维修门方可打开，上翻开启并可拆卸，方便LOGO丝印和设备安装；L型板两侧预留长条出音孔，预留音箱架安装位；5、设计：分体式设计，桌面部分和桌体部分自成一体，方便进出比较窄的教室门，内置固定螺丝孔位，安装简单；拐角采用圆弧设计，倒角角度18°，防止碰伤；内部可扩充ID卡系统，可扩充防盗告警系统，可扩充四只轮子，方便移动；6、翻转显示器安装位，显示器翻转到最大尺寸和挡边平齐，无凸出，不影响视线而且美观；不锈钢可调阻尼转轴，显示器可以在0-130°中任意停留，不会出现反扣；上层采用等长双抽屉设计，上方抽屉预留键盘，鼠标安装位，键盘抽屉下方为储物抽屉；单路多组笔记本电脑抽拉线，加胶圈，配备HDMI、USB等6个孔,翻盖采用磁吸开启，右侧预留2个USB2.0的扩展孔；抽拉线盒右侧为MC和红色对讲按钮，方便后期扩充；左侧预留圆孔，讲台内自带固定线孔位，可对台内所有设备线进行固定；7、上层右侧可选配储物抽屉，用于放置展台,键盘抽屉和储物抽屉采用三节静音钢珠导轨，材料厚度≥1.2mm，滑轨的检测结果符合QB/T2454-2013中的条款5.5.4的耐久性检测要求；右侧立面预留ID卡读卡器安装挡板、内置读卡器支架，方便读卡器的安装和固定；8、上层使用一把锁控制，显示器位置、左前双抽采用联动装置，讲台显示器翻转板关闭后，仍可关闭双抽，减少重复工作；预留电子锁和弹跳锁锁具安装位，方便学扩充使用；下层采用一把通用钥匙开启，使用和维护钥匙分开，方便管理；9、下层前门采用对开门设计，左侧预留光驱门，不打开柜门即可开关电脑和使用光驱，预留主机限位孔及限位卡槽；右侧设备门，标配≥19寸国标机架，可拆卸立柱及挡板，放置中控主机，功放等多媒体设备，设备总空间≤12U，采用天地锁，耐用、防盗；后门采用单开门设计，弹簧插销固定，便于拆装，后门开门方向为从右到左顺时针方向；右门采用86盒敲落孔设计；前后门不开散热孔，左右两侧采用竖排国标散热孔，预留出音孔，可选配两只无源音箱；10、下层拼装式设计,前后门槛利用12颗螺丝进行固定，安装简单，底面离地6CM，防潮、防锈；11、投标讲桌进行塑料扶手和钣金结构件主要部件的检测，6项有害物质测试结果符合ROHS指令的限值要求；12、中控终端CPU≥I5/内存≥8G/硬盘≥256G固态/显卡≥4G独立显卡/显示器≥21.5寸1套；满足课程资源软件平台的的运行需求；2电子电工及考证实训装置一、概述电子电工及考证实训装置包含模拟电子技术、数字电子技术、电工技术、PLC自动控制技术等，满足日常教学电子电工实验及实训要求，也可以作为小规模电子电路设计开发平台、电工高级考证平台使用；二、设备参数2.1、工作电源：三相五线AC380V±5%50Hz；2.2、设备尺寸：≥L1620mm×W750mm×H1650mm±10mm；2.3、额定功耗：≤1kW；2.4、环境温度：≤78℃；2.5、安全保护措施：具有急停按钮，漏电保护，过压过电流保护，过热保护，接地保护，所有材质均符合环保标准；2.6提供配套椅子2张；三、设备要求3.1、设备工作台安装4个脚安装有轮子，表面灰白色喷涂，模块移动方便；采用铝合金框架，立柱规格≥10*5cm，梯形形状设计，中间设有卡槽用于安装装饰条；下部支撑型材≥7*4cm，梯形形状设计，端头采用专用圆弧型ABS材质注塑成型；实验台底下设有方便移动的万向轮，在不需要移动时可自由调节脚垫进行固定；3.2、上方设有LED照明灯系统，照明灯系统采用专用C型铝合金型材设计，前部设有白色漫反射盖板，45度角向下照明；中间设有专用型材设计的横梁，可以挂放配套的铝合金结构的实验模块；3.3、桌面为防火、防水、耐磨高密度防火板，四周弧形设计，采用PU封边工艺有效防止水及空气进入造成板材膨胀开裂，造型美观大方，坚固耐用，具有耐磨、耐刻刮、耐高温、耐冲击、易清洁、防火、防水、防酸碱；3.4、设备电源单元：设备总电源控制、工控设备电源控制、漏电保护、短路保护、断电保护、电源指示等功能，主要包含漏电开关、熔断器、指示灯、急停开关、按钮等组成；3.5、低压直流、交流电源输出及信号元单元：提供直流电源0-30V、±5V、±12V、4-20mA等电源，采用中号安全接线端子，用于实训项目模块及仪器仪表的供电；3.6、恒流源：0-200mA输出，电流粗调/电流细调旋钮；数字电表指示；3.7、信号源：输出波形：正弦、方波、三角波、锯齿波；输出幅度：0.5~8Vp-p(空载)输出阻抗：50Ω±10%；频率范围0-2MHz；分辨率0.01Hz；具体扫频功能；频率计功能：测频范围1Hz-10MHz；输入幅度0.5Vp-p-20Vp-p；显示方式：液晶显示；存储和调入功能：10组；具有通讯功能；设有电源开关带指示，保险丝座；3.8、交流0、3V、6V、9V、12V、15V、18V、24V、36V/1.5A输出，并可通过不同的连接方法，输出双6V、双9V、双12V、双18V等；数字电流表显示；3.9、、交流电源输出单元：交流电源AC380V、AC220V，采用大号安全接线端子和安全插座的方式输出，用于实训项目模块、仪器仪表、工具的供电；3.10、电气模块单元：用于安装各类实训单元模块，包含电子电工类实训单元、可编程控制类实训单元、电力拖动类实训单元等，模块尺寸标准化设计，可自由更换选择；四、实验室电源管理系统(实验室共享1套)4.1、可以无线控制实训装置的总电源、直流稳压、恒流源、信号源、交流电源；4.2、采用无线控制：不需要实验室布线、可移动式控制终端；无线传输距离：>20米；4.3、触摸屏>=7寸；4.4、通讯方式：无线编码；4.5、教师可以无线控制学生台的总电源；五、设备实验实训模块硬件配置清单：5.1、PLC自动化实训单元1套PLC：内置高达≥750KB的RAM存储器、1个以太网通信端口；（PROFINET）、2路模拟量输入和2路模拟量输出、14点输入和10点输出、电源范围为AC100V~240V；触摸屏：‌屏幕尺寸‌：≥7英寸；分辨率‌：≥800*480；显示色彩‌：TFT262k；用户内存‌：≥128MB；通讯接口‌：PROFIBUS-DP,PROFINET,MPI；电源电压‌：24V±20%；‌内存‌：≥128MB（系统内存和用户内存均≥128MB）；变频器：与plc同品牌；三相交流AC380-480V±10%；标称功率≥0.4kW；I/O接口：4DI，2DO，2AI，1AA现场总线：USS/MODBUSRTU安装有BOP；防护等级≥IP20；满足触摸屏控制PLC实验、触摸屏控制变频器实验、触摸屏控制PLC、变频器实验要求；5.2、低压电气实训单元1套不锈钢材质网孔板厚度≥1.2mm；冲有5*10mm条形孔，呈四竖三横排列，配有塑料卡扣，可用自攻螺丝直接安装电气元件；安装有不锈钢拉手，方便从实验台上取下安装器件，挂上进行通电调试；可以学生自由布局设计电路；要求满足三相异步电动机顺序启停电路的安装与调试；三相异步电动机自动往返控制电路的安装与调试；三相交流异步电动机能耗制动控制电路的安装与调试；三相异步电动机Y／Δ降压启动PLC控制电路的安装与调试；三相交流异步电动机反接制动控制电路的安装与调试；三相异步电动机正反转控制电路的安装与调试及PLC对电路改造控制要求；（包含热继电器）；满足PLC、触摸屏、变频器应用的要求；5.3、伺服驱动系统控制模块1套；含伺服驱动系统、滚珠丝杆、联轴器、刻度尺、限位开关、接近开关、安装底板、控制接口等；可完成伺服系统参数的设置、电机正反转控制、定位控制等；采用伺服驱动器和伺服电机，≥100W，电压AC220V；丝杆：有效行程：不小于200mm，丝杆直径不大于14mm，导程不大于5mm；模组精度不小于0.05mm；满足伺服电机的加减速、定位、变速控制学习；5.4、三相交流异步电机1台（3线）三相交流异步电动机（380V，单速带离心开关）PN(W):60、nN(r/min):1400、UN(V):三相AC380IN(A):0.33、连接组别：△/Y；5.5、三相交流异步电机1台（4线）三相交流异步电动机（380V）PN(W):60、nN(r/min):1400、UN(V):三相AC380IN(A):0.33、连接组别：△/Y；5.6、编程终端CPU≥I5/内存≥8G/硬盘≥256G固态/显卡≥4G独立显卡/显示器≥21.5寸1套；满足编程软件的使用及仿真软件的运行需求；5.7、电工实训单元1套包含电阻：30/1W、51/1W、200/1W、300/1W、510/1W、600/1W、1K/1W、2K/1W、10K/1W、20K/1W、51K/1W、200K/1W等；满足基本电工仪表的使用及测量误差的计算、基尔霍夫定律、戴维南定理和诺顿定理、欧姆定律、电阻的串联和并联电路、电压源与电流源的等效变换等电路需求；5.8、模拟电子实训单元1套包含电阻、电容、三极管、二极管、8P集成座、741集成运放等；满足晶体管共射极单管放大器、负反馈放大器、射极跟随器、差动放大器、集成运算放大器指标测试、集成运算放大器的基本应用(I)、集成运算放大器的基本应用（Ⅱ）、集成运算放大器的基本应用（Ⅲ）、集成运算放大器的基本应用（Ⅳ）、RC正弦波振荡器、低频OTL功率放大器、等电路需求；5.9、数字电子实训单元1套（采用项目化教学要求）包含六位译码显示、共阴/共阳独立数码、四位拔码开关、喇叭、14P圆脚座6只、16P圆脚座6只、8P圆脚座4只、40P紧锁插座1只、单次正负脉冲双组、八位逻辑输出/输入等；满足项目化教学要求，采用逻辑门单元电路的测试、数字钟实训电路、电子秤实训电路、数字频率计实训电路、555时基电路及其应用、译码器及其应用、数据选择器及其应用、触发器及其应用、计数器及其应用、移位寄存器及其应用、脉冲分配器及其应用、单稳态触发器与施密特触发器、D/A转换器、智力竞赛抢答装置、电子秒表等电路；5.10、工具2套配常用的数字万用表、剥线钳、尖嘴钳、斜口钳、小十字螺丝刀、大十字螺丝刀、小一字螺丝刀、大一字螺丝刀、小镊子、剪刀、电烙铁、焊锡丝、吸锡器；六、配套PLC仿真软件1套6.1、可进行缩放、拖动、旋转、恢复视角相机模式切换；支持选配沉浸式VR头盔连接，漫游场景观看和交互操作；6.2、支持在线连接真实PLC与触摸屏，进行编程调试；6.3、支持连接多品牌PLC，至少≥5种品牌PLC实时互联互通，实现虚拟在线调试；不需要真实PLC就可以实现程序的在线实时监控、调试、下载、上传等功能；可查看各种寄存器实时数据；6.4、系统支持各种品牌的各种微处理器，既可与硬件采集器联接，又可脱离硬件实现纯软件虚拟仿真；6.5、支持各个部件的手动操作；包含各种传感器有光电、光纤、电容、电感、磁性等；每个传感器都像真实传感器那样有感应区，并且带感应属性；只有物料的属性与传感器的感应属性一致才能被感应；6.6、包含各种执行机构有气动机械手、传送带、直流电机、交流电机等；每个机构的动作与真实机构一样且可以随意编程定义动作的执行顺序；物料和机构带有各种物理属性：重力，摩擦力，弹力，空气阻力，角阻力等；6.7、每种动作都可以支持手动操作:伸出，缩回，下降，上升，夹紧，松开等等；6.8、支持物料自动生成，可按照位置、种类随机生成；支持清空复位；支持离线自动演示，在线自动运行，在线手动运行多种工作模式；6.9、支持虚拟触摸屏人机界面与虚拟PLC的实时通讯调试，虚拟调试好的触摸屏工程文件可以直接下载到真实触摸屏，无需任何修改和调试，即可正常运行；6.10可模拟真实物料的翻转，跌落，挤压，碰撞等效果；6.11、传感器输出方式多样化：开关量，模拟量，脉冲量等；6.12、支持单站式学习，每个模块都可以单独编程，也可整体编程；6.13、支持添加传感器，修改传感器，删除传感器；6.14、可以连接真实机构做监控模式，也可脱离真是机构做实训模式；6.15、支持传感器故障模拟，机构故障模拟等；6.16、支持机构动作的调速控制，传感器延时控制等；6.17、支持虚拟平台反向控制，可通过平台操作PLC等；6.18、支持通讯控制，可以不用连线也能达到实训编程的目的等；6.19、支持多种模式：数字孪生监控模式、半实物仿真实训模式、虚拟在线调试模式、软件在环模式、硬件在环模式等；6.20、虚拟三维基础实验对象：刀库捷径选择系统、自动成型装配、数码管实验、自动洗衣机、自动机械手、装配流水线、水塔水位控制、邮件分拣控制、电视发射塔、自动送料小车、电机正反转、自动交通灯、自动冲压机、电梯控制、自动售货机等；与实物模块功能一致；6.21、虚拟三维综合实训对象：光机电一体化实训任务：软件安装有出料转盘、气动三轴机械手、传送带、分拣机构、传感器等组成；完成物料从转盘出料、检测、气动机械手抓取、移动、放置、传送带传送后通过分拣机构进行分拣，模拟自动化实训加工过程；基本配置：出料转盘1个；传送带1条；气动三轴机械手1个，带磁性配套开关接近开关（左右，前后，上下，夹紧松开）；推料气缸3个；光电传感器2个；光纤传感器1个；电容传感器1个；电感传感器1个；实训台架1台；告警指示灯1个；物料3种：白色塑料、金属、黑色塑料；七、配套智能控制仿真软件1套7.1、虚拟自动化机构、机器人本体等真实本体外形外观一致，按照1:1的比例设计；可实现各个方位各个角度的不同姿态的运动；7.2、支持虚拟控制器仿真运行，也支持真实控制器在线监视运行；7.3、支持连接≥一种品牌PLC官方编程软件（全集成自动化软件TIAPortalV14+官方仿真器PLCSIMV14）实时互联互通，实现虚拟在线调试；不需要真实PLC就可以实现程序的在线实时监控、调试、下载、上传等功能；可查看各种寄存器实时数据；7.4、支持连接≥一种品牌PLC：可以与对应官方编程软件（GXWorks2）实时互联互通，实现虚拟在线调试；不需要真实PLC就可以实现程序的在线实时监控、调试、下载、上传等功能；可查看各种寄存器实时数据；7.5、独立仿真智能控制全流程开发案例（生产线控制对象）：7.51、轮胎装配站：清晰展示从轮毂取出、轴承压入到轮胎压装的全过程，包括三自由度机械手、气缸、冲压机械等设备的协同作业，以及4个轮胎的连续加工流程；7.52、车轮安装站：详细演示RFID检测、6自由度机械手操作、伺服压机工作等关键环节，确保2个前轮和2个后轮的正确安装；车身安装站：展示三自由度机械手抓取车身、自动螺丝机工作、螺丝拧入等步骤，以及车身与底盘的精确对接；7.53质量检验站：突出视觉识别系统的拍照识别过程，确保螺丝安装位置的准确性和整体装配质量；7.54成品包装站：展示包装底盒推出、机械手抓取汽车放置、包装盖子安装及AGV小车运输等全过程；7.55立体仓库与AGV小车：展示立体仓库的组成结构、存储容量以及AGV小车沿磁条轨道运输产品的场景；3课程资源一、平台功能模块：1、用户管理：可添加新用户，查询、查看、编辑用户信息；同时平台可记录用户登录日志，可按时间段、用户名、邮箱来搜索查看用户的登录；还可实名认证用户信息；2、课程信息包括课程目录、课程介绍、课程评价、课程讨论区、讲师介绍等内容，管理员可修改课程信息，学生可对课程进行收藏和分享；还可对课程内容进行编辑：比如对课程目录、章节、试卷和资料进行添加、编辑、排序和删除，支持图文、音频、视频、Flash、PPT等文档格式混编和混排，支持考核设置及题库搭建；同时可设置一位或多位教师共同负责课程，相应教师会得到课程管理的权限；课程发布后，教师和管理员均可在学习该课程的学生中查看学生的学习进度，可关注学生、可向学生发私信、做备注；管理员还可添加、移除学生，可以导出学生资料，可增加学生学习课程的有效期；3、可通过智能搜索引擎搜索资源、课程等平台内所有内容，其显示结果可分类显示课件、图片、视频、音频、Flash、Word、PPT、三维等类型的资源；4、个人中心模块：包括我的收藏、学习记录、资料修改、好友管理；5、教学辅助模块（1）课程讨论功能，用户可查看帖子和发帖，可回复他人的发帖，讨论与本课程相关的问题进行师生互动；（2）课程资料管理功能，用户可对自己课程下所有的文件进行管理，使用以及分享；（3）任务情况查询功能，用户可查阅该课程下的所有的学员的学习情况，包括学习时间、任务完成情况和课程资料下载情况等；6、平台内置3D可视化编辑器，用户可自行在平台上制作个性化的教学课件内容，并且自己建三维模型及制作三维动画，或对平台现有的三维型和动画进行编辑修改；二、平台性能指标：1、平台采用B/S模式（Browser/Server，浏览器/服务器模式）或C/S模式(Client/Server，客户端/服务器模式），基于校园网/英特网实现；在用户浏览器中嵌入虚拟现实三维互动引擎完成3D虚拟现实场景的渲染显示与实验互动操作，3D图形底层渲染支持OpenGL,DirectX,以及软件渲染，并采用多线程socket实现动态3D数据传送，同时通过与PHP动态网页相结合的方式，实现整个客户端的浏览与操作界面；2、平台具有完善的权限管理与安全管理，可以通过权限控制进行用户管理，按权限将用户分为教师、学生和各级管理员角色；不同角色的操作权限也不一样；3、可从元器件中任意选取所需的元件在仿真工作区自主搭建各种电路，软件会根据所搭建系统上各元器件的属性及搭建的线路情况实时计算，并可通过万用表、示波器等虚拟工具实时的测量电路参数；4、所有的3D动画、3D模型及平台数据均采用128位随机加密技术以保证平台数据的安全性；5、教学资源中的三维模型具有数据量小的特点，如至少含有500个以上零部件的逼真设备或三维虚拟实训场景的三维模型数据量小于1MB；6、平台具有虚拟现实三维互动教学平台与引擎,教师可根据教学需要对平台上的所有教学资源及三维互动资源进行个性化修改或二次开发；三、电工电子课程资源1、提供“电路的基本概念、定律和分析方法”、“正弦交流电路”、“磁路与变压器”、“异步电动机及其控制电路”、“半导体器件”、“基本放大电路及其应用”、“集成运算放大器及其应用”、“直流稳压电源”、“门电路与组合电路”、“触发器和时序逻辑电路”等课程的教材（理论知识)及PPT；2、提供“电路元件