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SKIOT-40型 工业互联网运维一體(tǐ)化实训系统

设备外观| 设计简述| 主要参数| 组成及功能(néng)| 实训项目| 配置清单

SKIOT-40型 工业互联网运维一體(tǐ)化实训系统
所属类别:工业互联系列
SKIOT-40型 工业互联网运维一體(tǐ)化实训系统
  

·设备外观

·设计简述

工业互联网是通过工业资源的网络互联、数据互通和系统相互操作,实现制造原料的灵活配合、制造过程的按需执行、制造工艺的合理(lǐ)优化和制造环境的快速适应,达到资源的高效利用(yòng),从而构建服務(wù)驱动型的新(xīn)工业生态體(tǐ)系。
随着《中國(guó)制造2025》的实施,美國(guó)先进制造伙伴计划、德國(guó)工业4.0等一系列发展國(guó)家也提出了战略实施步骤,工业互联网已经呈现全球化发展势头,实现大范围普遍推广应用(yòng),进入科(kē)技发展与实际应用(yòng)环环相连、互相推进的良性循环模式。做為(wèi)全球工业體(tǐ)系智能(néng)化变革的重要推手,工业互联网主要应用(yòng)于设计、生产、管理(lǐ)和服務(wù)等全生命周期的各个环节,是中國(guó)战略性新(xīn)兴产业的重要组成部分(fēn),蕴含着巨大的经济价值。用(yòng)工业互联网改造传统产业,必将提升产业的经济附加值,同时也有(yǒu)力推动我國(guó)经济发展方式由生产驱动向创新(xīn)驱动的转变,促进我國(guó)产业结构的调整。
2017年9月,國(guó)家電(diàn)子技术标准化研究所发布了《工业互联网白皮书》,对工业互联网的发展背景、内涵本质、技术现状、标准现状、产业应用(yòng)等方面进了论述。明确指出工业互联网的实施包括四个阶段:一是感知控制阶段;二是互联互通阶段;三是数据应用(yòng)阶段;四是创新(xīn)的服務(wù)模式阶段,利用(yòng)信息管理(lǐ)、智能(néng)终端和平台集成等技术,实现传统工业智能(néng)化改造,提升产业价值,优化服務(wù)资源和激发产业创新(xīn)。
本设备依托于中國(guó)工业互联网发展,针对信息技术与制造业融合过程研发而来,模拟一条高度自动化生产線(xiàn)不同工位。通过不同工位化设备、跨品牌跨距离的全面互联互通,实现生产过程中的各个流程实时同步到边缘计算服務(wù)器中。边缘计算根据各工位数据进行建模分(fēn)析。结合大数据、人工智能(néng)分(fēn)析的算法模型和物(wù)理(lǐ)、化學(xué)等各类仿真工具,结合数字孪生、工业智能(néng)等技术,对海量数据挖掘分(fēn)析,实现数据驱动的科(kē)學(xué)决策和智能(néng)应用(yòng)。通过平台联网实现知识复用(yòng)和应用(yòng)创新(xīn)。
生产線(xiàn)由6个工位组合而成,分(fēn)别為(wèi)上料搬运、加工、搬运安装、分(fēn)拣和仓储工位,每个工位根据既定逻辑进行不同工作,同时工作信息会被上传至边缘服務(wù)器中,边缘服務(wù)器会控制各个工位之间相互配合最终完成整条生产線(xiàn)的工作流程。
系统通过工业互联实现跨平台联动功能(néng),将生产过程与数字化管理(lǐ)相结合,打通核心数据链,贯通生产制造全场景、全过程,基于数据的广泛汇聚、集成优化和价值挖掘,优化、创新(xīn)乃至重塑企业战略决策、产品研发、生产制造、经营管理(lǐ)、市场服務(wù)等业務(wù)活动,构建数据驱动的高效运营管理(lǐ)新(xīn)模式。

·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:4000mm×800mm×1900mm;
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)

系统由六个工位以及工业网络平台组成,分(fēn)别為(wèi):上料搬运、加工、搬运安装、分(fēn)拣和仓储工位。
(一)上料搬运站
由料斗、回转台、导料机构、工件滑道、三轴机械臂、计数检测开关、颜色识别光電(diàn)开关、开关電(diàn)源、可(kě)编程序控制器、按钮、I/O接口板、通讯接口板、電(diàn)气网孔板、直流减速電(diàn)机、電(diàn)磁阀及气缸组成,主要完成将工件从回传上料台依次送到检测工位,三轴机械臂将其搬运至下一工作站。
主要技术指标:
名称 型号规格 数量 备注
工作台 860mm×460mm 1台 工业型材
供電(diàn)電(diàn)源/工作電(diàn)压 AC220V 50Hz /DC24V 4.5A 1组  
工作气压 0.5MPa    
直流减速電(diàn)机 24V 5r/m 1台 正科(kē)
检测传感器 光電(diàn)漫反射 检测距离50-300mm、磁感式 4个  
三轴机械臂   1个  
(二)加工站
由6工位回转工作台、刀(dāo)具库(3种刀(dāo)具)、升降式加工系统、加工组件、检测组件、步进驱动器、步进電(diàn)机、光電(diàn)传感器、接近开关、开关電(diàn)源、平面推力轴承、可(kě)编程序控制器、按钮、I/O接口板、電(diàn)气网孔板、通讯接口板、直流减速電(diàn)机、多(duō)种类型電(diàn)磁阀及气缸组成,回转工作台有(yǒu)六个旋转工位,加工站主要完成工件的加工(钻孔、铣孔),并进行工件检测。
主要技术指标:
名称 型号规格 数量 备注
工作台面 860mm×460mm 1台 工业型材
供電(diàn)電(diàn)源/工作電(diàn)压 AC220V 50Hz/DC24V 4.5A 1组  
工作气压 0.5Mpa    
直流减速電(diàn)机 24V 5r/m 1台 正科(kē)
步进電(diàn)机 步距角1.2° 1台  
步进電(diàn)机驱动器 電(diàn)压DC20~50V,斩波频率最大值300KHZ,電(diàn)流要求可(kě)由开关设定 1套  
双导杆气缸 行程:75mm 1个 斯昆特
单杆气缸 行程:45mm 2个 斯昆特
检测传感器 光電(diàn)、電(diàn)感、磁感式 10个  
(三)安装站
由三轴机械臂、料仓换位部件、工件推出部件、开关電(diàn)源、可(kě)编程序控制器、按钮、I/O接口板、通讯接口板、電(diàn)气网孔板、多(duō)种类型電(diàn)磁阀及气缸组成,主要完成选择要安装工件的料仓,将工件从料仓中推出,将工件安装到位。
主要技术指标:
名称 型号规格 数量 备注
工作台 860mm×460mm 1台 工业型材
供電(diàn)電(diàn)源/工作電(diàn)压 AC220V 50Hz/DC24V 4.5A 1组  
工作气压 0.5MPa    
单杆气缸 行程:60mm 2个 斯昆特
旋转气缸 180° 1个 斯昆特
真空吸盘及发生器   1个 斯昆特
检测传感器 磁感式 4个 SMC
三轴机械臂   1个  
(四)传送分(fēn)拣站
由三相交流减速電(diàn)机、V20变频器、工业相机、旋转气缸、分(fēn)拣料槽、开关電(diàn)源、按钮、I/O接口板、通讯接口板、電(diàn)气网孔板等组成,主要完成将材料颜色不合格的工件分(fēn)拣出来,同时将合格产品传送至下一站。 
主要技术指标:
名称 型号规格 数量 备注
工作台 860mm×460mm 1台 工业型材
供電(diàn)電(diàn)源/工作電(diàn)压 AC220V 50Hz/DC24V 4.5A 1组  
工作气压 0.5MPa    
变频器 V20 0.37KW 1台 西门子
三相异步電(diàn)机 鼠笼式三相异步電(diàn)机0.18Kw 1台  
旋转气缸 0~180° 1个 斯昆特
单杆气缸 行程:60mm 2个 斯昆特
检测传感器 工业相机 1个  
(五)分(fēn)类站
由二维丝杆运动机构、气动推出机构、分(fēn)类料仓、步进電(diàn)机、步进驱动器、電(diàn)感传感器、开关電(diàn)源、可(kě)编程序控制器、按钮、I/O接口板、通讯接口板、電(diàn)气网孔板、多(duō)种类型電(diàn)磁阀及气缸组成,主要完成按工件类型分(fēn)类,将工件推入料仓。
名称 型号规格 数量 备注
工作台面 860mm×460mm 1台 工业型材
供電(diàn)電(diàn)源/工作電(diàn)压 AC220V 50Hz/DC24V 4.5A 1组  
工作气压 0.5MPa    
步进電(diàn)机驱动器 電(diàn)压DC20~36V,斩波频率35KHZ,電(diàn)流可(kě)由开关设定 2个  
步进電(diàn)机 角距:1.8度 2台  
单杆气缸 行程:45mm 1个 斯昆特
滚珠丝杆 行程≥320mm 2个  
由二维丝杆运动机构、气动推出机构、分(fēn)类料仓、步进電(diàn)机、步进驱动器、電(diàn)感传感器、开关電(diàn)源、可(kě)编程序控制器、按钮、I/O接口板、通讯接口板、電(diàn)气网孔板、多(duō)种类型電(diàn)磁阀及气缸组成,主要完成按工件类型分(fēn)类,将工件推入料仓。
)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)。
)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。
)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)。
)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。
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)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)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)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
监控模块:
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)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)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)气泵
功率600W,转速1380rpm/min,压力7.0Bar,排气量40L/min,容量18L。

·实训项目

(1)基础实训项目
1.了解传感器的应用(yòng)
2.观察气动元件的应用(yòng)
3.掌握PLC控制技术
4.PLC基本指令學(xué)习和实际应用(yòng)
5.系统故障检测
6.工件上料程序控制
7.工件搬运程序控制
8.工件检测程序控制
9.工件搬运安装程序控制
10.工件加工程序控制
11.工件安装程序控制
12.工件分(fēn)类程序控制
13.多(duō)工位程序控制
14.工作站联网程序控制
15.步进電(diàn)机驱动控制
16.電(diàn)气控制系统安装调试
17.机械系统安装调试
18.電(diàn)机驱动调试
19.系统维护和故障检测技术
(2)工业互联实训项目
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)

·配置清单