SKIOT-31型 工业互联网创新(xīn)应用(yòng)实训平台
所属类别:工业互联系列
·设备外观
·设计简述
工业互联网是新(xīn)一代信息通信技术与工业经济深度融合的全新(xīn)工业生态、关键基础设施和新(xīn)型应用(yòng)模式,通过人、机、物(wù)的全面互联,实现全要素、全产业链、全价值链的全面连接,将推动形成全新(xīn)的工业生产制造和服務(wù)體(tǐ)系。深入实施工业互联网创新(xīn)发展战略,是以习近平同志(zhì)為(wèi)核心的党中央立足全局、面向未来作出的重大战略抉择,对加速我國(guó)产业数字化转型,抢占國(guó)际竞争制高点,意义重大。我國(guó)工业互联网发展取得显著进展,工业互联网应用(yòng)水平得到明显提升,多(duō)层次系统化平台體(tǐ)系初步形成,涌现出更多(duō)新(xīn)的知名工业互联网平台,形成一批创新(xīn)解决方案和应用(yòng)模式。
实训平台以工业现场最通用(yòng)的PLC為(wèi)主控制器,进行井式供料控制、传送带输送控制、智能(néng)分(fēn)类控制控制;以人机交互界面通用(yòng)与PLC数据存储单元的读写;以模拟量、数字量采集模块,与工业控制器配合完成设备运行状态、设备限位的智能(néng)监测;以工业网关监控设备运行状态。
实训平台支持工业现场总線(xiàn)、工业以太网等方式互联集成工业控制器、工业网关、边缘云服務(wù)器之间的网络,并数据同过 MQTT 协议、HTTP 协议接入工业互联网平台。
·主要参数
1、工作電(diàn)源:三相四線(xiàn)AC380V±10% 50Hz;2、装置容量:≤1.0KVA;
3、外形尺寸:1410mm×800mm×1880mm;
4、安全保护:具有(yǒu)接地、漏電(diàn)压、漏電(diàn)流保护,安全指标符合國(guó)家标准。
·组成及功能(néng)
实训平台主要包括实训台、PLC模块触摸屏模块、井式供料、输送带、智能(néng)分(fēn)类模块、伺服電(diàn)机模块、工业级双频无線(xiàn)接入点、双核多(duō)WAN口千兆企业VPN路由器、工业级双频无線(xiàn)客户端、边缘网关、工业云平台、环网三层网管工业交换机、环网二层管理(lǐ)工业交换机、工作环境监测模块、数字孪生仿真软件、電(diàn)脑桌、配套资料。(一)实训台
桌子台面板要求采用(yòng)≥25mm厚高密度纤维板外贴进口防火板,PVC截面封边,具有(yǒu)耐磨、耐热、耐污、耐烟灼、耐菌、防霉、抗静電(diàn)及易清洁等特点;
桌體(tǐ)要求采用(yòng)工业铝合金型材一次成型,阳极氧化工艺处理(lǐ),截面尺寸不低于72mm*72mm,开有(yǒu)标准滑槽,可(kě)以根据需求安装不同的配件,桌體(tǐ)的平衡可(kě)由脚下铝压铸件上的脚轮进行调节,脚轮带刹車(chē)功能(néng)便于固定。(投标时提供工业铝型材截面尺寸规格图纸和实物(wù)照片)
台面要求通过至少四个铝压铸件浮空式连接支撑,厚度要求5mm,表面海绿色环氧喷塑工艺处理(lǐ)。桌面要求高度≥800mm,桌體(tǐ)承载重量≥300KG。
要求桌體(tǐ)自带抽屉两只,用(yòng)冷轧钢片成型、喷塑。
(二)PLC模块
1.S7-1200
采用(yòng)西门子紧凑型PLC产品S7-1200 CPU1214C DC/DC/DC,供電(diàn)電(diàn)压DC20.4~28.8V,集成14路数字量输入,10路数字量晶體(tǐ)管输出,2路模拟量输入,内置100KB工作存储器/4MB负载存储器/10KB保持性存储器、6个高速计数器(最大100KHz),4轴高速脉冲输出(最大100KHZ),集成以太网接口,支持RS232、RS485、MODBUS、USS、S7协议通讯、PROFIBUS、PROFINET等通信,配有(yǒu)通信编程電(diàn)缆。
2.通信模块
通信模块 CM 1241, RS422/485,9 针 Sub-D(插座) 支持自由端口通信。
3.模拟量扩展模块 SIMATIC S7-1200,模拟输出, SB 1232,1 个模拟输出, +/-10V DC(12 位分(fēn)辨率)或 0-20mA(11 位分(fēn)辨率) |
采用(yòng)西门子TP系列产品KTP700触摸屏,供電(diàn)電(diàn)压DC19.2~28.8V,用(yòng)户内存10MB ,配方内存256KB,分(fēn)辨率800×480,64K色,集成以太网口、USB接口,能(néng)够使學(xué)员了解工业触摸屏的功能(néng)及使用(yòng)方法、掌握与PLC之间的通信知识,并掌握复位、置位、交替等功能(néng)键、图形(曲線(xiàn))显示、动态画面跟踪在触摸屏中的实现方法,要求可(kě)以和PLC组建PROFINET网络。
(四)变频器模块
采用(yòng)西门子基本型变频器V20,功率0.37kW,供電(diàn)電(diàn)压1AC~230V,输出频率0~550Hz,精度0.01Hz。带有(yǒu)RS485通信接口,集成4路数字量输入,2路继電(diàn)器输出,2路模拟量输入,1路模拟量输出;具有(yǒu)線(xiàn)性V/F控制、平方V/F控制、可(kě)编程多(duō)点设定V/F控制,磁通電(diàn)流控制、電(diàn)压/频率控制等工作模式;可(kě)进行PID控制、BICO功能(néng)、多(duō)脉冲高转矩启动模式、单脉冲高转矩启动模式、防堵模式、多(duō)泵控制、弹性電(diàn)压提升控制、摆频功能(néng)、滑差补偿、双斜坡、PWM调制;具备霜冻保护、冷凝保护、气穴保护、动能(néng)缓冲、负载故障检测功能(néng)。
(五)井式供料模块
主要包含井式工件库至少1件,物(wù)料推出机构1件,光電(diàn)传感器2只,磁性开关2只,单缸气缸1只,单控電(diàn)磁阀1只,主要完成将工件库中的工件依次推出。
(六)输送带模块
输送带采用(yòng)三相交流電(diàn)机,减速箱减速比為(wèi)1:18。速度显示包含编码器、速度显示表,RS485输出功能(néng),用(yòng)于将物(wù)料输送至搬运模块。
(七)伺服電(diàn)机模块
采用(yòng)西门子高效伺服系统V90,0.2KW,供電(diàn)電(diàn)压1AC~240V,集成PROFINET 接口,可(kě)以通过PROFIdrive 协议与上位控制器进行通讯。電(diàn)机最大扭矩3.82Nm,最大電(diàn)流7.8A,转速3000r/min,配有(yǒu)增量编码器2500ppr,振动等级A级,径向抖动公差N级。
搭配工业丝杆滑台模组,组成物(wù)料搬运模块,进行物(wù)料搬运入库工作。
(八)智能(néng)分(fēn)类模块
步进系统输入電(diàn)压要求DC20~36V,斩波频率大于35KHZ,電(diàn)流要求可(kě)由开关设定,最大驱动電(diàn)流要求1.68A/相,细分(fēn)要求可(kě)选2、4、8、16、32、64,双极性恒流斩波方式,静止时電(diàn)流自动减半。要求配套42型步进電(diàn)机,步距角1.8,電(diàn)压3.8V,電(diàn)流0.95A,電(diàn)阻4欧,電(diàn)感3mH,引線(xiàn)数4,转动惯量34g.cm2。
(九)工业级双频无線(xiàn)接入点
采用(yòng)TL-AP1900DG工业级适应-40℃~+75℃温度下严苛的工业级工作环境;冗余双路直流供電(diàn),以及标准PoE供電(diàn),适应工业环境组网要求,稳定可(kě)靠;IEC/EN 61000-4高标准工业级防护设计,适应恶劣环境;2.4GHz和5GHz双频段并发射频,无線(xiàn)速率可(kě)达1900Mbps;独立功放電(diàn)路,提升发射功率;支持设备工作為(wèi)AP或Client两种覆盖/传输模式以及Router上网模式,应用(yòng)灵活;增强双频漫游技术,Client模式设备可(kě)快速漫游至信号更优的AP;无線(xiàn)冗余技术,干扰下设备通信不中断(无線(xiàn)冗余功能(néng)近期更新(xīn)软件支持);紧凑型铝合金机身,精致美观,坚固耐用(yòng),高效散热;标准DIN导轨/壁挂安装,维护简便;支持AC或TP-LINK商(shāng)用(yòng)网络云平台集中管理(lǐ)。
(十)双核多(duō)WAN口千兆企业VPN路由器TL-ER2220G
双核CPU,256MB DDRIII高速内存,性能(néng)强劲5个千兆网口和1个千兆SFP口,1WAN(SFP)+3WAN/LAN+2LAN或1LAN(SFP)+4WAN/LAN+1LANIPSec/PPTP/L2TP VPN,遠(yuǎn)程通信更安全Web认证、短信认证、PPPoE服務(wù)器上网行為(wèi)管理(lǐ)(移动APP管控/桌面应用(yòng)管控/网站过滤/行為(wèi)审计),内置AC功能(néng),统一管理(lǐ)TP-LINK企业AP,负载均衡与線(xiàn)路备份,内外网ARP防护及常见攻击防护,智能(néng)IP带宽管理(lǐ)及连接数限制。
(十一)工业级双频无線(xiàn)客户端
采用(yòng)TL-CPE1300D工业级双频无線(xiàn)客户端,适应-40℃~+75℃温度下严苛的工业级工作环境;IEC/EN 61000-4高标准工业级防护设计,适应恶劣环境;2.4GHz和5GHz双频段并行工作射频,无線(xiàn)速率可(kě)达867Mbps;独立功放電(diàn)路,提升发射功率;支持设备工作為(wèi)Client模式,机身小(xiǎo)巧,适合安装在移动端提供无線(xiàn)通信;增强漫游技术,Client模式设备可(kě)快速漫游至信号更优的AP;无線(xiàn)冗余技术,干扰下设备通信不中断;紧凑型钢壳机身,精致美观,坚固耐用(yòng),高效散热;标准DIN导轨/壁挂安装,维护简便;支持TP-LINK商(shāng)用(yòng)网络云平台集中管理(lǐ)(云管理(lǐ)、无線(xiàn)冗余功能(néng)近期更新(xīn)软件支持)。
(十二)边缘网关
要求无線(xiàn)接入方式:以太网。CPU不低于600MHz ARM Cortex-A8,内置存储器不低于128MB Flash+128MB DDR3,RTC:实时时钟内置。集成USB端口:1个USB Device2.0接口,1个USB Host2.0接口,串行通讯端口:COM1:RS232/RS485/RS422; COM2:RS485;COM3:RS232,IO端口:2路光電(diàn)隔离数字点输入;2路继電(diàn)器输出(最大5A)。以太网:3路10M/100M自适应端口。
(十三)工业云平台
支持网線(xiàn)、WiFi、GPRS和4G连接,无需复杂配置,应用(yòng)简单方便;支持绝大部分(fēn)PLC遠(yuǎn)程程序下载和监控,减少用(yòng)户出差;支持VPN,一键连接,简单方便;支持通过電(diàn)脑客户端、手机APP和网页遠(yuǎn)程数据监控;支持数据报警,移动端APP可(kě)推送报警信息,也可(kě)配置短信推送和微信推送;支持历史数据记录,采集和记录登记的监控点的数据,并支持列表曲線(xiàn)的数据展示和常用(yòng)的统计分(fēn)析;支持遠(yuǎn)程停机功能(néng),绑定盒子与PLC的连接,遠(yuǎn)程控制停机,便于租赁设备等的遠(yuǎn)程设备管理(lǐ);接口开放,支持OPC接口,用(yòng)户可(kě)自行组态;同时开放HTTP接口和SDK接口,用(yòng)户可(kě)自行编程;支持权限分(fēn)级,可(kě)以根据实际情况分(fēn)配不同权限的账户信息,便于设备厂商(shāng)和终端客户使用(yòng)。
(十四)环网三层网管工业交换机
采用(yòng)TL-SG5210工业级交换机,提供8个10/100/1000M自适应RJ45 端口和2个千兆SFP端口;工业级工作温度:-40℃~75℃;宽電(diàn)压输入:9.6V~60VDC;多(duō)种安装方式:导轨式安装+壁挂安装;IP30防护:减少粉尘影响;提供三层管理(lǐ)、云管理(lǐ)功能(néng),适应各类复杂网络环境;三路電(diàn)源输入,冗余备份,大大提高产品供電(diàn)可(kě)靠性;EMS高防护等级,无惧各种恶劣环境。
(十五)环网二层管理(lǐ)工业交换机(2台)
采用(yòng)TL-SG2210R工业级环网Web网管工业以太网交换机,8个10/100/1000M自适应RJ45 端口,2个千兆SFP端口,工业级工作温度:-40℃~75℃ , ERPS环网协议,宽電(diàn)压输入:9.6V~60VDC,多(duō)种安装方式:导轨式安装+壁挂安装 ,IP30防护:减少粉尘影响 ,提供WEB管理(lǐ)、广播风暴保护和端口中断报警开关,适应各类复杂网络环境 。
(十六)工作环境监测模块
工作环境监测模块包含工作電(diàn)网监测模块、温湿度监测仪、监控模块。
工作電(diàn)网监测模块采用(yòng)電(diàn)子式電(diàn)能(néng)表来显示测量参数信息。可(kě)以直接代替常规電(diàn)力变送器等辅助单元,作為(wèi)一种先进的智能(néng)化数字化電(diàn)网前端采集元件,广泛应用(yòng)于各种控制系统、变電(diàn)自动化系统、配電(diàn)自动化系统中,具有(yǒu)安装方便、接線(xiàn)简单、维护方便、工程量小(xiǎo)等特点,能(néng)够完成业界不同PLC、工业控制计算机通讯软件组网。
温湿度传感器:
温度量程: | 5~36VDC | 供電(diàn)電(diàn)流: | <0.1A |
温度量程: | —40℃~+125℃ | 湿度量程: | 0~100% |
温度精度: | ±0.3℃ | 温度分(fēn)辨率: | 0.1℃ |
湿度精度: | ±3%RH | 湿度分(fēn)辨率: | 0.1%RH |
通讯接口: | RS485 | 通讯协议: | MODBUS RTU |
通讯距离: |
0~1200米 通过中继器可(kě)延長(cháng) |
波特率: |
9600/14400/19200/38400 56000/57600/115200 BPS |
通讯地址: |
1~255 可(kě)设置,掉電(diàn)保存 |
参数复位: | 软件复位 |
指示灯: | 電(diàn)源/通讯 | 保护功能(néng): | 过流/过压/反接 |
工作温度: | —40℃~+85℃ | 工作湿度: | 0%~85%(不结露) |
产品尺寸: | 65x45x28MM | 安装方式: | 标准35MMU形卡轨 |
配备海康威视摄像头,可(kě)记录整个实验操作过程,能(néng)够实现高质量回溯。通过该模块可(kě)以记录學(xué)生的考核过程,同时通过回溯查看操作过程中的错误点,针对性进行提高和改正。
主要技术参数要求:像素,≥200万像素1080P高清;镜头≥4mm;支持背光补偿,智能(néng)报警,3D降噪,红外≥20~30米。
(十七)数字孪生仿真软件
数字孪生仿真软件内嵌设备1:1模型,可(kě)实时查看设备各模块运行情况,设备运行动作在数字孪生仿真软件中同步进行。
数字化孪生虚拟调试平台支持机械、電(diàn)气、自动化多(duō)學(xué)科(kē)协同并行的设计方法,可(kě)集成上游和下游工程领域,包括需求管理(lǐ)、机械设计、電(diàn)气设计以及软件/ 自动化工程,使这些學(xué)科(kē)能(néng)够同时工作,专注于包括机械部件、传感器、驱动器、PLC 程序设计和运动控制的设计。该平台可(kě)实现创新(xīn)性的设计技术,帮助自动化设备设计人员满足日益提高的要求,不断提高自动化设备的生产效率、缩短设计周期。
数字孪生仿真软件支持产品建模、曲面建模、高级装配、基于物(wù)理(lǐ)场引擎运算、支持多(duō)种3D模型格式、、部件属性设定、传感器、碰撞體(tǐ)设计、、支持多(duō)种外部通讯协议,如:OPC DA/UA 、SHM、Matlab、PlcSim、TCP、UDP等。可(kě)实现外部数据变量导入,实现外部控制变量快速映射关联,方便快捷。
(十八)電(diàn)脑桌
主體(tǐ)部分(fēn)采用(yòng)工业标准铝型材(规格30×30)组装而成,封板采用(yòng)1.5mm冷轧钢板喷塑处理(lǐ);
桌面上方设置有(yǒu)显示器围栏,采用(yòng)1.5mm冷轧钢板冲φ6.5mm工艺孔,既美观又(yòu)实用(yòng),防止显示器坠落;
键盘铁质材料加工喷塑而成,通过加重型轴承导轨吊装在桌面板下方,抽出缩回自如;
桌體(tǐ)配有(yǒu)4个带刹車(chē)万向轮,方便電(diàn)脑桌移动和固定。
尺寸:600*500*1000mm(桌面离地800mm)
(十九)气泵
飓霸,功率600W,转速1380rpm/min,压力7.0Bar,排气量40L/min,容量18L。
·实训项目
1.可(kě)编程控制器实训2.变频器实训
3.伺服驱动实训
4..防火墙的配置
5..工业网络实训
6.边缘网关实训
7.云组态
8.传感器技术应用(yòng)
9.工业软件技术应用(yòng)
10.总線(xiàn)通信技术应用(yòng)
11.工业互联网技术应用(yòng)
12.物(wù)联网技术应用(yòng)
13.网络安全技术应用(yòng)
14.数据云平台技术的应用(yòng)
15.数字孪生技术应用(yòng)