1 成果简介水质有机污染预警仪（ FF-WY-01 型） 是在课题组自主开发的水质有机污染荧光指纹技术的基础上针对突发性水污染的实时预警研制出的第一代成果。预警仪由主机和其控制软件（ FWY solution 1.0）组成，可用于水体监控断面、企业排污口、游泳池以及浴场等污染敏感位置的有机污染在线实时监测及预警。2 应用说明仪器实现了自动取样与过滤，恒温测量，温控精度达到±0.3％，可以消除环境温度变化对测量结果的负面影响。仪器依靠硬件设置和软件设计实现了对光源的实时监控，消除了光源的瞬时抖动及光源衰减对测量的影响，使测量结果更稳定、精确。软件设计人性化，能以实时波形图方式动态显示测量结果；超过污染阈值时，自动报警；所有监测数据自动保存，数据保存格式为 excel 表格，以便于后续处理；当仪器光源老化时，自动提示更换等。仪器操作简便灵活，用户能根据实际情况设定报警阈值或使用推荐的阈值。该仪器完成一次测量仅需 30 秒，不加任何试剂，连续 24 小时使用耗电不足 3 度，维护简便。仪器主机体积小，仅 450×400×160 mm，便于携带和安放，如图 1 所示。目前二代机也已经问世。  图 1 水质有机污染预警仪(FF-WY-01 型) 可用于水体监控断面、企业排污口、游泳池以及浴场等污染敏感位置的有机污染在线实时监测及预警。4 效益分析成本仪器大于 1.5 万元/台，运行费 250 元/年。5 合作方式技术转让。

智能光纤预警系统，基于光纤微震动传感技术的周界安全防范技术在司法军用场所防卫，反恐， 维护国家安全和国民财产安全方面发挥着日益重要的作用，也代表着当今周界安防预警领域的最高技  术与发展方向，目前已在欧美日韩等发达国家取代了传统的安防技术，成为主要安防技术手段，保证 着社会的安全与稳定。 结合国内具体使用环境与特定需求而诞生的新一代智能周界防卫报警系统，在技术指标以及实用 性先进性方面达到甚至超越国外同类产品，达到世界领先水平。

"该项目针对大型基础设施实时监测与灾害预警的迫切需求，历时10余年科技攻关，突破了多项重要理论与核心关键技术。提出了基于双重约束的光纤光栅非均匀应变传感理论，形成了复合材料光纤内植工艺与光纤金属化封装新工艺，攻克了传感精度低、成活率低与耐久性差三大难题；在国内外首次突破了大型基础设施裂隙水流速监测难题，破解了大型基础设施多场耦合监测技术障碍，发明了系列专用光纤光栅传感器；组建了超大容量光纤光栅传感网络，构建了大型基础设施安全监测多元信息一体化综合感知系统；提出了基于离散应变反演递推的形态传感方法建立了基于多场信息的灾变判据，解决了大型基础设施灾害综合预警的重大难题。形成了从“传感理论—封装工艺—传感结构—传感器—采集系统—预警方法”成套技术体系。成果获得2018年度国家科技进步一等奖、2018年度山东省科技进步二等奖项，纳入行业标准3项，获国家发明专利29项，实用新型专利34项，软件著作权15项，发表SCI论文52篇，EI论文62篇，产品出口英国、德国、新加坡、马来西亚等国家，同时产生了巨大的经济效益及社会效益，对大型基础设施安全监测与灾害预警行业发展具有重要的推动作用。本项目成果主要

该项目的关键技术已获批国家自然科学基金项目 2 项，江苏省科技厅社会发 展项目 1 项，浙江省科技厅优先主题项目 1 项。 1、项目简介 我国是酿造生产大国，传统酿造包括酱油、醋、酒，而酒的份额又占其中的 大头，仅白酒黄酒去年销售收入已超过 3000 亿元，而其生产过程目前还处于手 工和半机械化生产模式，其科技进步缓慢，自动化程度低，工人劳动强度大，劳351 动力成本上升，土地资源日益紧张，生产过程高水耗、高能耗与当今社会倡导的 低碳循环经济发展模式产生剧烈冲突。因此，采用自动化技术的生产方式迫在眉 睫。本项目在已完成的几个酿酒企业的自动化应用示范基础上，进一步研究并解 决其中一些关键及共性问题，通过利用计算机、智能控制和物联网技术，推进酿 酒生产过程的自动化、信息化，促进传统酿酒企业的科技创新与生产转型。 2、创新要点 实现黄酒发酵过程的多总线分层递阶的控制系统结构；将图像、动画和声音 与 LabVIEW 软件结合，PLC 采集的设备实际运行信号转化为 3 维动画显示，实现 多媒体控制的黄酒前后酵软件。将智能控制技术引入传统控制系统，根据轻工发 酵过程非线性、时变、大滞后的特点，完成动态系统辨识、建模仿真，多变量模 型预测控制等技术。 3、效益分析 通过项目的示范应用，预计到“十二五”末白酒、黄酒自动化改造直接经济 效益将超过 100 亿元，税利超 1000 亿元，减少酿酒用工，提高产能。强化资源 和能源的循环利用，缓解劳动力成本不断攀升、能源短缺等制约酿酒行业持续发 展的问题，促进传统酿酒产业生产方式的创新与转变。资金需求总额约 300 万元。 4、推广情况 浙江绍兴女儿红酿酒有限公司；浙江古越龙山绍兴酒股份有限公司；劲牌有 限公司劲牌山南健康产业园；江苏今世缘酒业股份有限公司；香格里拉酒业（秦 皇岛）有限公司。 授权专利： 一种黄酒开耙控制系统及其应用 201010248472.0 黄酒前发酵过程温度控制系统 201010248471.6 黄酒生产中间罐液位控制系统及控制方法 201010551020.X 

一、工业机器人参数要求 采用自主品牌的LGL-604型六自由度工业机器人系统，由机器人本体、机器人控制器、示教单元、输入输出信号转换器和抓取机构组成。（1）机器人本体由六自由度关节组成，固定在型材实训桌上，具有6个自由度，串联关节型工业机器人安装方式包括地面安装、挂装、倒装（2）第1轴工作范围：≧+170°/-170°，最大旋转速度≧370°/s，臂展≧198mm，功率≧200W。（3）第2轴工作范围：≧+110°/-110°，最大旋转速度≧400°/s，臂展≧141.25mm，功率≧400W。（4）第3轴工作范围：≧+40°/-220°，最大旋转速度≧430°/s，臂展≧260mm，功率≧200W。（5）第4轴工作范围：≧+180°/-180°，最大旋转速度≧300°/s，臂展≧25mm，功率≧100W。（6）第5轴工作范围：≧+125°/-125°，最大旋转速度≧600°/s，臂展≧280mm，功率≧100W。（7）第6轴工作范围：+360°/-360°，最大旋转速度≧600，臂展≧86.5mm，功率≧100W。（8）最大臂展：≧600mm（9）有效负载：≧5kg （10）整机重量：≧23.50KG （11）防护等级：≧IP65 （12）重复定位精度：≧±0.05mm 二、实训台及相关配件： 1、整个平台为立式结构，主要框架和工作面采用工业铝型材搭建，电器柜可以安装工控机、IO口扩展板、电磁阀安装位置、变频器安装位置、PLC安装位置，电气接线部分为抽屉式结构，便于接线，预留扩展区域，便于设备的扩展。工作平台为可以灵活安装各功能模块的导槽式或矩阵螺丝孔式。尺寸：≥1200mm×1000mm×900mm；材料：铝合金+钢板；平台面板为多用途可扩展设 计方式，扩展灵活；采用气动夹具：最大负载能力：≥3kg；最大抓取范围：≥15cm×15cm；最高抓取精度：≥1mm；带安装机架。 2、触摸屏：≥7英寸；液晶显示屏分辨率：≥800×480；组态：嵌入式组态；提供与PLC通讯相配套的端口线和工控机连接的端口线。 3、物料：尺寸：≥50mm×30mm×15mm；材料：金属材质；数量：≥10个。 4、PLC：集成≥16路输入和≥16路输出IO口；内置≥64K大容量的RAM存储；内置高速处理≥0.065μS/基本指令；控制规模：≥32 I/O点；内置独立≥3轴100kHz定位功能：提供相关电气连接线与附属器件。 5、气源气路：采用无油静音气泵或集中气源供气；配有调压过滤器、气路等气动元件；排气压力：≥0.7Mpa；流量：≥20L/min；噪音量：≤70dB。 三、主要功能板块： 1、分拣搬运：配备圆形、三角形、方形等物料模板；机器人可精准完成各种形状物料分拣搬运；可扩充配置视觉组件，选配视觉条件下可完成全自动分拣（含颜色、位置、坐标、角度等识别）。 2、码垛：码垛是模拟工业场合的自动搬运码垛功能设计，可以自动记录码垛位置和高度，具有重复精度高，自动计算旋转角度等功能；工业机器人工具盘上安装了气动吸盘；包含一个输送带，采用步进电机驱动；电机速度可以进行调节；可以实现将模拟物料送到输送带上进行定向传送；具有传感器能够检测模拟物料是否到达指定位置。 3、运动轨迹模块：TCP练习区主要作为工业机器人的基础学习环节，能动态直观的体现出TCP示教的重要性和示教的精度，能够自由更换示教尖端；可实现TCP标定练习，提供TCP标定用锥形教学块；可实现基本轨迹编程练习，提供三角形、方形教学轨迹；可实现复杂轨迹编程练习，提供曲线教学轨迹； 4、流水线模块：流水线应用场景与工厂实际物流情况相似，可进行机器人点位示教编程与调试，可根据学习内容不同而设置不同挑选形式，可根据工件不同采用不同的夹取夹具。 5、立体仓库：存储自动装配工件；仓位数量：≥3列3层9个；仓位承重：≥2Kg；仓位尺寸：≥100mm×70mm×80mm；外形尺寸：≥350mm×180mm×450mm；工件种类：≥3种9个；工件模块包括自动装配母件、子件等。 6、视觉智能检测线：主要是配合工业机器人做智能检测工件角度缺陷及自动对位等以及工业机器人视觉学习开发使用；工业相机，要求如下：像素：≥130W像素； 分辨率：≥1280×960； 像素尺寸：≥3.75μm× 3.75μm； 光谱：彩色； 支持自定义AOI，降低分辨率、f≥16mm F1.4：12毫米工业镜头，百万像素相机； 配套同轴光源，光源大小≥80mm×80mm；准环形光源，直径≥70mm，照射角度≥90度，带模拟控制器；配套同轴光源及光源控制器：发光窗口≥50mm*50mm含调光控制电源；机器视觉兼视觉开发环境。 7、快换单元：由4种夹具组成，配合机器人使用作搬运、涂胶、焊接、码垛等用途。配置快换公头1个、快换母头4个、搬运夹具2套、涂胶夹具1套、焊接工具1套、电磁阀3个，并标准固定机构，移动式底板。 8、模拟变位机：变位机夹具可以和工业机器人进行模拟焊接、抛光打磨、喷涂等协同作业；变位机行程≥±45°；气缸行程≥30mm；自动夹具采用导杆气缸驱动，配置漫反射光电传感器。变位机采用行星齿轮减速配套市场主流伺服电机控制。 9、工业机器人末端安装电磁吸盘，可匹配多种夹具。同时至少配备4种工装夹具，夹具有专门的工具架安放，每个夹具的负重至少在3kg以上。按照实训项目的要求可分别配合工业机器人完成物料夹取、轨迹模拟、打磨抛光、写字绘图等工作。 10、实验室智能电源管理系统 实训室总体智能电源管理系统由主电路、控制电路、检测保护电路、显示电路、语音报警电路等组成，整个实验室配置一套管理系统。投标时现场演示以下10.1-10.4项功能视频。 主要功能： 10.1上电系统自测 （1）主电路及控制电路上电后对线路系统进行输入电压的过压、欠压；线路对地漏电；输出负载过流的检测，任一故障存在电源输出断开。 （2）故障内容有相应文字显示。 （3）对故障进行语音报警。 10.2运行检测保护 （1）输入过压、欠压、输出过流、漏电，任一故障出现将自动跳闸，实施保护。 （2）对故障进行语音报警。 （3）保护阀值可进行现场设置。 10.3漏电功能测试 （1）按下漏电测试按钮，装置会自动提供一个漏电测试信号，使保护器跳闸。 （2）重新进行上电进入自己检测状态，文字显示“开机检测中....”，无故障情况下，实训室智能电源管理系统恢复供电。 10.4过压保护 （1）运行中，出现输入过压，实训室智能电源管理系统将跳闸。 （2）对应的“过压相”进行文字显示。 （3）语音播报“线路过压，请注意”。 10.5过流保护 （1）运行中，三相电源中任一相出现过流，实训室智能电源管理系统将跳闸。 （2）对应的“过流相”进行文字提示。 （3）语音播报“线路过流，请注意” 10.6漏电保护 （1）运行中，三相中任一相出现漏电，实训室智能电源管理系统将跳闸。 （2）对“漏电”进行文字显示。 （3）语音播报“线路漏电，请注意”。 10.7电源监控 （1）可对各相电压进行数值显示及曲线显示，显示精度±5V （2）可对各相电流进行数值显示及曲线显示，显示精度±0.1A （3）高压保护电压设置： ①设置范围<300V，输入1A; ②动作时间：2-5S，输入单位0.1S （4）欠压保护电压设置： ①设置范围：>154V，输入单位1V ②动作时间：2-5S，输入单位0.1S (5)过流保护电流设置： ①设置范围：<20A,输入单位0.01A; ②动作时间：0.5-2S，输入单位0.1S 四、实训平台可完成的实训项目 （1）工业机器人现场编程与实训操作 （2）PLC与工业机器人的通讯技术实训 （3）PLC对工业机器人的电气集成控制应用 （4）工业机器人模拟轨迹实训 （5）工业机器人图形识别实训 （6）工业机器人搬运与码垛工艺的应用 （7）工业机器人平焊、立焊、曲面焊接工艺的实训 （8）工业机器人复杂装配体的组装实训 （9）工业机器人打磨抛光工艺的实训 （10）工业机器人多用途快换装置的自由切换和匹配实训 （11）PLC基本功能实训（软硬件结构、基本指令、接线、编程下载等） （12）触摸屏的编程与应用 （13）气动控制元件的安装与调试 （14）机器人末端夹具的结构设计认知； （15）机器视觉检测以及与工业机器人、PLC的协调控制运用 （16）PLC控制伺服电机驱动小型变位机实训

目前矿井安全监控系统的监控分站供电模式采用交流供电、直流备用方式运行，当交流断开，直流自动投入，直流电源由备用蓄电池提供，蓄电池在长期的浮充过程中会造成电池老化，性能下降，所以备用直流电池一旦投入运行后，其供电时间的长短无法进行量化及无法提前预警，当其电池容量耗尽后，会使得各类传感器均停止了工作，失去了监控功能，给矿井安全生产带来很大隐患。为了保证煤矿安全监控系统的正常运行，有必要研制开发一种基于 LS-SVM 井下监控分站供电安全预警系统，它能保证实时对蓄电池电压进行实时采集并计算剩余电量、使用时间、找出落后电池，从全局出发对煤矿安全监控系统的备用电源正常工作进行预警、报警，最大程度上保证煤矿安全监控系统的正常运行，避免事故带来的危害。 1、能够实时测量蓄电池的容量，容量范围：0～10Ah； 2、能够根据蓄电池容量与带载情况，预测蓄电池的使用时间； 3、通过历史数据分析，当蓄电池容量下降率达到 4Ah/h（安时/小时），则表示该蓄电 池性能下降，需要修复维护； 4、利用地面中心的送断电控制，定期对蓄电池容进行测试维护； 5、系统能够检测多达 150 台隔爆电源备用蓄电池； 6、系统采用 C/S 架构设计、服务器端主要负责采集数据、数据分析与入库，客户端主 要完成数据实时显示、历史查询、曲线分析与报警功能。 7、数据能够保存长达 2 年以上，满足煤矿安全监控系统要求。

荧光技术是近 20 年来兴起的新型分析方法，灵敏度高、适用范围广。污水和水体的荧光光谱是多物质产生的复合光谱，它们与水样唯一对应，被称为“水质荧光指纹”，简称“水纹”。该法在污染性质快速判断方面具有独特优势。荧光指纹是水样内蕴特征的反映，还携带了有机物总量信息，可作为新型的水质表征方法。课题组从 2003年开始从事水纹研究，在清华大学基础研究基金、教育部科技重点项目、清华大学自主研究项目、国家重大水专项等项目资助下，掌握了数百种水纹，创新性开发出基于水纹比对的新型预警和污染识别原理，并研发出污染预警溯源仪。获得 2 项发明专利，第 16 届中国国际工业博览会高校展区二等奖。

1 成果简介我国水污染事故频发， 以有机污染为主。现有技术不能迅速确定污染类型，因此事故发生后无法迅速采取恰当的应对， 是产生重大经济和环境损失以及负面国际影响的主要原因。为维护水环境安全，保障人民生活和生产， 需要一种能迅速确定污染类型的、环境友好的水体有机污染预警技术。 水质指纹与水样唯一对应， 简称水纹。课题组从 2003 年开始从事水纹研究，在清华大学基础研究基金、教育部科技重点项目、教育部清华大学自主研究项目、国家十一五重大水专项等项目资助下， 掌握了上百种水纹，创新性开发出基于水纹比对的新型污染识别原理，并研发出有机污染溯源仪，填补了迅速确定污染类型的仪器的空白。该仪器由水纹采集仪、水纹比对软件和丰富的水纹数据库组成，可以识别数十种有机污染类型。仪器的特点如下：自动取样，自动测量，自动比对；数据库设计人性化，可以自动添加新指纹；数据自动保存；水纹采集仪性能稳定，使用、维护简便，当仪器光源老化时，自动提示更换等。上述优点表明该仪器既适合在线实时监测，也可以作为监测车和实验室的专用仪器。查新表明，国内外目前尚未发现有相似原理的仪器。 性能参数：灵敏度高，信噪比达到 250；完成一次溯源任务不足 15 分钟，测量时间短，重现性好；工作温度/湿度 15-350℃， 45-80%（不可有冷凝现象，350℃以上时湿度为 70%以下)；不加任何试剂，取样量少，不产生二次污染；连续 24 小时使用耗电仅数度，成本低。 图1 有机污染预警溯源仪2 应用说明2011 年 7 月至 2012 年 3 月，水质有机污染溯源预警仪在京杭运河江苏苏州段进行了为期 3 个月的实地连续测试运行， 仪器检测出数次水质异常，并及时进行了报警， 现场测试表明，该仪器能够灵敏、及时地监测到污染的发生和变化， 预警迅速，并能给污染类型的信息，对于快速确定有针对性的采取污染应对措施大有益处。 目前正在太湖水源地进行示范运行。 仪器经过了权威第三方的检测。3 效益分析由于目前国内外尚无同类产品，而污染预警和溯源的需求比较迫切，因此本仪器具有较大的推广空间。本仪器价格每台约 60 万元。而本仪器运行稳定、灵敏。总体上，仪器成本低，维护省，快速，无二次污染， 24 小时连续使用，运行费每月在 3000 元左右，具有明显的经济和技术优势。

智能制造（铣削）综合实训平台既可独立实训，也可以接通实物机电设备实现动作控制。本设备集成了智能制造执行系统（MES）、工业机器人控制系统、数控铣削控制系统、可编程控制器（PLC）、触摸屏（HMI）、场景系统、MES系统。通过机器人示教器、数控系统、PLC及电路控制虚拟场景中的设备。利用该设备可综合实训MES系统、工业机器人编程与操作、数控铣床编程与操作、触摸屏编程与控制、工业PLC的交互控制编程与调试。本设备还配备自定义I/O接线仿真功能模块，用户可自定义删除和连接I/O端口的接线设置，从而可以按自定义的I/O接线进行PLC程序编辑，拥有自主搭建场景功能。 该平台面向智能制造专业群可开展《工业机器人技术与应用》、《数控铣削加工实训》、《数控铣床系统参数调试》、《PLC基础应用》、《触摸屏组态控制》、《智能制造单元综合实训》等课程的教学、考核及相应的技能竞赛训练。