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聚合反应试剂库

1.功能要求

聚合反应试剂库是聚合反应实验站存储、管理聚合反应化学试剂的重要组成部分。其主要为了确保试剂的安全存储，通过分类存放避免混淆和误用。试剂库内配备有专业的储存设备和环境监测系统，以维持适宜存储环境，保障试剂的稳定性和活性。同时，试剂库支持快速存取、库存管理和使用记录跟踪，提高实验效率和数据准确性。此外，试剂库还遵循严格的安全规范和操作流程，确保实验人员和环境的安全。此外，聚合反应试剂库与聚合反应自动化实验室内部的局域网无线通信，以确保其运行的安全性、可控制性和可视化。为了实现自动化系统集成，聚合反应试剂库具备开放的通讯和协议接口，并支持离线和在线调试功能，以便进行灵活的设备管理和性能优化。

2.配置要求

聚合反应试剂库包含：聚合反应试剂库主体模块4套、试剂库远程识别与传感监测模块4套、试剂库全自动过程控制模块2套、聚合反应试剂库系统测试软件1套。

3.技术参数

3.1聚合反应试剂库主体模块

3.1.1整体功能

（1）由入库模块、出库模块、防腐蚀试剂放置台、试剂柔性夹爪等4个模块组成。

（2）主要用于各个实验站所入库液体试剂的存储与管理，集成光电开关、传感器等装置，实现试剂瓶进出库识别、出入库动作执行反馈、试剂瓶柔性抓取等全自动试剂库总体功能。

（3）通过可编程逻辑控制器实现控制逻辑与动作过程的精确控制，可以实现快速、准确的试剂瓶存取操作，保证连续存取动作执行2000次无误差。

（4）接入各个自动化化学实验站中，所存取数据实时传输给各主控中心，保证化学试剂数据的准确性，便于实验人员管理。

（5）设计具备易维护性与可扩展性功能，可以简化故障排查和维修流程。

（6）为满足液体试剂实验需要，设计还充分考虑试剂的环保与清洁，通过结构设计实现收集和处理试剂瓶破碎后的碎片和试剂，以减少环境的污染，保持工作区域的清洁。

（7）采用模块化设计，便于未来功能的扩展和升级。

3.1.2加工指标

（1）距离尺寸公差：±0.003mm

（2）直线度公差为：±0.003mm

（3）平行度公差为：±0.002mm/m

（4）垂直度公差为：±0.002mm/m

（5）平面度公差为：0.001mm

（6）表面粗糙度：Ra值不超过0.02um

（7）钣金切割公差：±0.1mm 以内，且边缘平整、光滑，无毛刺和挂渣

（8）折弯角度公差：±1°以内。

3.1.3防腐蚀满足挥发性化学实验试剂耐腐蚀要求

3.1.3.1机加件

（1）热镀锌处理：将锌涂层镀在机加件表面，基于锌的良好的防腐蚀性能，在空气中被氧化形成一层致密的锌氧化物，防止部件被进一步氧化腐蚀。

（2）阳极氧化处理：对镀锌后的工件，通过采用碱处理法，将镀锌层表面形成化学转化，从而产生氧化膜，进一步进行阳极氧化处理。通过将工件作为阳极，通入电流，然后通过氧化反应将氧化膜形成在金属表层上。为工件表面提供一层厚度约为10-15微米的氧化膜，进一步提高抗腐蚀性能。

3.1.3.2钣金件

（1）平整度：钣金表面平整，无明显凹凸不平、波浪变形等缺陷。平整度满足±0.5mm。

（2）光洁度：表面应具有一定的光洁度，无明显划痕、擦伤、麻点等缺陷。光洁度要求在Ra0.8μm以内。

（3）颜色一致性：钣金件表面颜色应均匀一致，无明显色差。

3.1.4入库模块

入库模块由高集成度的机械部件，辅以电动部件以及高灵敏度传感器集成，可以满足实验人员或实验复合机器人将试剂瓶托盘放入全自动试剂库的需求。当需要进行入库时，电动部件带动机械部件进行入库动作，而入库模块动作又被机械部件上所集成的传感器所捕捉，从而将动作信号完成信号传输给控制中心，从而实现执行操作的自动化与闭环反馈控制。

（1）外形尺寸（长宽高）：461.5×200×254mm（完全收缩状态），761.5×200×254mm（完全伸出状态）；

（2）设有16个试剂瓶工位，呈4行4列排布，每个工位下方都设有1个光电开关，PNP型，用于检测试剂瓶有无及到位情况。

（3）钣金件喷塑处理，颜色为浅蓝哑光；

（4）电动推杆行程300mm，内置2个限位开关，PNP型，分布位于两端，用于检测电动推杆到位情况；

3.1.5出库模块

与入库模块相仿，出库模块也由高集成度的机械部件，辅以电动部件以及高灵敏度传感器集成，可以满足实验人员或实验复合机器人将试剂瓶托盘取出全自动试剂库的需求。当需要进行出库时，电动部件带动机械部件进行出库动作，而出库模块动作又被机械部件上所集成的传感器所捕捉，从而将动作信号完成信号传输给控制中心，从而实现执行操作的自动化与闭环反馈控制。

（1）外形尺寸（长×宽×高）：461.5×420×254mm（完全收缩状态），761.5×420×254mm（完全伸出状态）；

（2）设有2个试剂瓶托盘工位，并排设置，每个工位下方都设有1个光电开关，PNP型，用于检测试剂瓶托盘有无及到位情况。

（3）钣金件喷塑处理，颜色是浅蓝哑光；

（4）电动推杆行程300mm，内置2个限位开关，PNP型，分布位于两端，用于检测电动推杆到位情况；

3.1.6防腐蚀试剂放置台

防腐蚀试剂放置台是全自动试剂库的核心存储区，由多层自动抽屉构成。通过电动缸控制推出或缩回，配合伺服驱动器进行控制，同时，设置对应的位置传感器确定到位情况，并将位置信息发出信号给控制中心，从而完成全自动试剂库的试剂总体存储控制。自动抽屉设有导屑板和接屑盒，收集试剂瓶因意外破碎后的碎片和试剂，可以有效防止实验员因碎片受伤。

（1）外形尺寸（长×宽×高）：891.5×844×1051.5mm；

（2）设有3层抽屉，每个抽屉设有180个试剂瓶存储工位，呈15列12行排布，；

（3）放置台框架由方钢焊接而成，表面喷塑处理，颜色是白平光；钣金件表面喷塑处理，颜色是白平光；

（4）每层抽屉均设有1套电动缸，行程600mm，每套电动缸内置3个限位开关，PNP型，分别位于两端和原点，用于检测电动缸到位情况。

3.1.7柔性夹爪模块

柔性夹爪模块主要配合机器人完成试剂瓶的抓取，由对应的机械结构与夹爪组成。夹爪采用电动设计，可进行抓取位置、力、速度进行高精度调整，提高系统对不同类型试剂瓶的适应性、灵活性，使得系统能够轻松应对多种工作场景和需求变化，提高整体高效性与准确性。夹爪上集成有位移传感器，可以实现试剂瓶抓取状态、试剂瓶掉落检测等功能，使得抓取过程易于监控，增强了生产过程中的安全性、灵活性与适应性。

（1）外形尺寸（长×宽×高）：63*63*170.5mm；

（2）铝合金机加件表面阳极氧化处理；

（3）夹爪主体结构为平滑的长方形结构，拥有5面安装孔位，夹爪末端的安装面与转接板和机器人法兰连接固定，最后安装在机器人末端。

（4）最大负载0.25kg；

（5）总行程26mm；

（6）加持力（单侧）：6-15N。

3.2试剂库远程识别与传感监测模块

3.2.1整体功能

（1）由数据通讯IO单元、读写识别单元、网络交换机单元、人机交互单元与自动化机械支撑单元组成。

（2）该模块通过读写识别单元对全试剂库中的试剂进行识别，从而实现对全自动试剂库在整个实验运行过程中的试剂出入库等信息进行实时采集。

（3）利用数据通讯IO单元将采集的数据送入网络交换机单元，并最终上传到自动化实验站主控中心。

（4）为方便系统检修及现场操作，试剂库远程识别与传感监测模块配置有人机交互单元，以满足实验人员的现场监测与控制需求，使实验操作人员能够方便地查看、管理和控制试剂存取过程中的各种信息和操作，从而确保全自动试剂库的稳定运行。

（5）通过人机交互单元显示数据通讯IO单元的IO点位信号状态，便于操作人员进行数据分析和设备维护。

（6）网络交换机单元提供了8个10/100/1000Base-T RJ45端口，所有端口均具备千兆线速转发能力，其中有3个备用端口，便于操作人员连接计算机监测数据、调试设备。

3.2.2读写识别单元

由射频识别读写器及对应的固定机械结构组成，可以扫描试剂瓶上的标签，以读写标签信息并做好记录。读写器整机采用抗化学腐蚀金属外壳+耐高温、耐氧化的ABS材料设计，定位于化学试剂的计量、计时，具有良好的防摔、防撞、防腐蚀、防爆等特性，是可以满足化学实验过程应用的高频智能数据采集设备。其集成高效信号处理算法，实现电子标签快速识别。产品支持Modbus RTU、Modbus TCP协议，并配置有Demo测试软件，提供了所有所需的收发指令，方便实验人员进行二次开发方便快捷。

（1）外形尺寸：160x130x160mm；

（2）外观呈长方形盒体，顶部设有试剂瓶的扫描孔，底部设有读写器的过线孔；

（3）铝合金机加件表面阳极氧化处理，组成的扫描盒能有效削弱高频信号（如Wi-Fi信号和蓝牙信号）对读写器的干扰；

（4）工作温度：-40至+85℃；

（5）工作湿度：-5%RH至95%RH（非凝结状态）；

（6）标签识别速度：＞300张/秒。

设备集成近场天线，有效识别距离0-2.3m，具有多种定制化通讯接口，识别距离、灵敏度可调，易安装等优点，可广泛用于化学试剂实验场景及自动化工厂等领域。

（1）输出功率：＜1w

（2）读取距离：0-4.3m

（3）写入距离：0-4.3m

（4）识别速度：＞300张/秒

（5）产品尺寸：74x80x35mm

（6）产品重量：140g

（7）空中接口协议：ISO18000-6C

（8）支持主动读卡模式（EPC/TID/USER区均可，且读user区长度可设置）

（9）支持连续写标签模式（编号可递增/递减）

（10）可达到24KB用户flash和密钥存储空间

（11）支持多读写器级联读取，自由配置地址

（12）RS232、RS485、RJ45 三种接口款式可选

（13）串口协议，Modbus RTU、Modbus TCP协议

（14）高灵敏读卡、低灵敏抗干扰防窜读等读写模式设置

（15）自定义EPC长度，软件自动改写PC值

（16）提供c#测试应用软件和指令集开发文档

（17）RS-232接口：THS650-RS232（串口协议），THS750-RS232（Modbus RTU协议）

（18）RS-485接口：THS650-RS485（串口协议），THS750-RS485（Modbus RTU协议）

（19）RJ45接口：THS650-RJ45（TCP/IP协议）,THS750-RJ45（Modbus TCP协议）THS650-RJ45-POE（TCP/IP协议 POE供电）,THS750-RJ45-POE（Modbus TCP协议 POE供电）

（20）工作温度：-40至+85℃

（21）工作湿度：-5%RH至95%RH（非凝结状态）

（22）储存湿度：-10%RH-95%RH（非凝结状态）

3.2.3数据通讯IO单元

由两套IO扩展数字量输入模块组成，可以接收传感器及机械执行机构的状态信息，当传感器的状态发生变化时，数字量输入模块能够实时捕捉这些变化，并将传输给PLC。

16点位的IO扩展数字量输入模块：

（1）产品类型标志：SM 1221，DI 16x24 VDC

（2）电源电压额定值 (DC)：24V

（3）电源电压允许范围下限(DC)：≥20.4V

（4）电源电压允许范围上限(DC)：≤28.8V

（5）背板总线DC：5V

（6）输入电流最大值：130mA

（7）数字输入端输入电流最大值：4mA/每个通道

（8）功率损失的典型值：2.5W

（9）数字输入端数量：16

（10）数字输入在组件中的数量：4

（11）数字输入特性：IEC 61131，类型 1

（12）在所有安装位置，最高温度40℃的工作条件下，可同时控制的输入端最大数量：16

（13）在水平安装位置，最高温度40℃的工作条件下，可同时控制的输入端最大数量：16

（14）在垂直安装位置，最高温度40℃的工作条件下，可同时控制的输入端最大数量：16

（15）额定输入电压（DC）：24V

（16）对于信号0，输入电压：当输入电流为1 mA 时 DC 5 V

（17）对于信号1，输入电压：当输入电流为 2.5 mA 时，DC 15 V

（18）对于信号0，输入电流最大值（允许的闭路电流）：1 mA

（19）对于信号 1，输入电流最小值：2.4mA

（20）对于信号1，输入电流典型值：4mA

（21）输入延迟（输入电压为额定值时）对于标准输入端是可参数化的

（22）输入延迟（输入电压为额定值时）：0.2 ms、0.4 ms、0.8 ms、1.6 ms、3.2 ms、6.4 ms 和 12.8 ms，可在 4 个组别中选择

（23）输入延迟（输入电压为额定值时）对于报警输入端是可参数化的

（24）屏蔽导线最大长度：500m

（25）非屏蔽导线最大长度：300m

（26）报警信息可诊断

（27）用于输入端状态，诊断可显示LED

（28）在通道之间，数字输入电位隔离分组点数：4

（29）防护等级 IP：IP20

（30）满足标准或许可：CE、CSA、UL、cULus、FM、RCM（原 C-TICK）、KC及船舶建造

（31）露天情况下，最大落差：0.3m

（32）运输时，应该被放置在至少五层的包装保护中

（33）运行中的环境温度范围：-20-60℃

（34）运行中允许温度变化：5℃至55℃，3℃/分钟

（35）运输/储存时的环境温度范围；-40-70℃

（36）存放/运输时的气压范围：660-1080hPa（气压符合 IEC 60068-2-13标准要求）

（37）运行时最大空气湿度：95%（25℃无冷凝水）

（38）外壳材料（正面）：塑料

（39）尺寸：45x100x75mm

（40）重量：210g

8点位的IO扩展数字量输入模块：

（1）产品类型标志：SM 1221，DI 8x24 VDC

（2）电源电压额定值 (DC)：24V

（3）电源电压允许范围下限(DC)：≥20.4V

（4）电源电压允许范围上限(DC)：≤28.8V

（5）来自背板总线DC 5V，输入电流最大值：105mA

（6）来自负载电压 L+（空载），数字输入端输入电流最大值：4mA：每个通道

（7）功率损失的典型值：1.5W

（8）数字输入端数量：8

（9）数字输入在组件中的数量：2

（10）数字输入特性符合 IEC 61131，类型 1

（11）在所有安装位置，最高温度40℃的工作条件下，可同时控制的输入端最大数量：8

（12）在水平安装位置，最高温度40℃的工作条件下，可同时控制的输入端最大数量：8

（13）在水平安装位置，最高温度50℃的工作条件下，可