SBGYW-02工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)集成應(yīng)用平臺(tái)
一、背景
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)集成應(yīng)用平臺(tái)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)集成應(yīng)用實(shí)訓(xùn)室設(shè)備是專門為提供工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)踐教學(xué)和培訓(xùn)的設(shè)施，旨在幫助學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是“互聯(lián)網(wǎng)+各個(gè)傳統(tǒng)行業(yè)”的典型應(yīng)用，通過利用互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)和信息通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)與其他傳統(tǒng)行業(yè)的深度融合，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)變革。
隨著工業(yè)4.0時(shí)代的到來和信息管理網(wǎng)絡(luò)化程度的不斷提高，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)集成應(yīng)用實(shí)訓(xùn)室應(yīng)運(yùn)而生。這樣的實(shí)訓(xùn)室不僅模擬真實(shí)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景，如模擬工廠、模擬設(shè)備和模擬設(shè)施等，而且設(shè)計(jì)開放、模塊化、多樣化、標(biāo)準(zhǔn)化，以提供真實(shí)、靈活的學(xué)習(xí)環(huán)境。
在實(shí)訓(xùn)室內(nèi)，學(xué)生可以接觸到工業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、智能傳感系統(tǒng)、工業(yè)視覺檢測(cè)系統(tǒng)以及工業(yè)視覺與工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)等各類實(shí)訓(xùn)工作站。這樣的設(shè)置不僅有助于提升學(xué)員的操作技能水平與創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力，還能夠模擬工廠級(jí)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，為學(xué)生提供更全面的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)集成應(yīng)用體驗(yàn)。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)集成應(yīng)用實(shí)訓(xùn)室的出現(xiàn)，適應(yīng)了工業(yè)工程人才培養(yǎng)的需要，特別是在經(jīng)濟(jì)全球化和信息技術(shù)迅速發(fā)展的背景下，高校利用現(xiàn)有技術(shù)和資源構(gòu)建具有專業(yè)特色的實(shí)驗(yàn)室，對(duì)于保證工業(yè)工程人才的培養(yǎng)質(zhì)量具有重要意義。
參考圖（以實(shí)物為準(zhǔn)）
二、主題平臺(tái)：
1.結(jié)構(gòu)和功能：平臺(tái)主體采用40*80 型材做骨架，周邊采用Q235 冷扎鋼板 做封板，表面靜電噴塑處理。底部裝帶腳墊萬向輪，萬向輪移動(dòng)時(shí)用，可 調(diào)腳固定時(shí)用。頂部安裝電源模塊，中部為實(shí)訓(xùn)區(qū)域，依據(jù)任務(wù)安裝不同 掛板。
2.整體尺寸 (含底座) ：寬 800-900mm，深 700-750mm，高 1800-2000mm。
3.網(wǎng)孔板尺寸：寬 700-800mm，深 30-50mm，高 1400-1600mm。
4.網(wǎng)孔尺寸：適合M4 螺釘固定。
三、電源模塊：
1.功能：電源模塊固定安裝在主體平臺(tái)頂部，由箱體和面板組成，采用Q235 冷軋鋼板折彎后焊接而成，表面靜電噴塑處理，面板上提供有實(shí)訓(xùn)平臺(tái)所 需的直流 24V 電源、交流 AC380V、AC220V 電源等，為實(shí)訓(xùn)任務(wù)提供各種 電源，具有漏電保護(hù)、過流保護(hù)、短路保護(hù)、接地保護(hù)等功能。
2.交流電源：提供固定交流電源輸出：三相五線 380V 輸出、220V 輸出各 二路，一路輸出采用安全護(hù)套耐高壓插頭端子方式，另一路輸出采用螺釘端子方式， 滿足實(shí)訓(xùn)時(shí)不同方式接線。電源經(jīng)過漏電斷路器、保險(xiǎn)管、負(fù)載電源開關(guān)控制電源的輸出；電源輸出區(qū)域安裝透明安全防護(hù)罩，防護(hù)罩 開合角度大于 110 度，出線孔為拱門型設(shè)計(jì)。
3.直流電源：提供直流 24V，電流大于4A 的穩(wěn)壓電源，輸出方式與交流電 源一樣，兩路輸出。具有短路保護(hù)及自動(dòng)恢復(fù)功能。
4.電源指示燈：配有 U 相、V 相、W 相三相電源指示燈，當(dāng)三相電源正常時(shí)，黃、綠、紅指示燈點(diǎn)亮，反之不亮。
四、主要配置：
1.PLC1主機(jī)配置：
125 KB 工作存儲(chǔ)器；24VDC 電源，板載 DI14 x 24VDC 漏型/源型，板載 DQ10 x 24VDC 及 AI2 和 AQ2；板載 6 個(gè)高速計(jì)數(shù)器和 4 個(gè)脈沖輸出；信號(hào)板擴(kuò)展板載 I/O；多達(dá) 3 個(gè)用于串行通信的通信模塊；多達(dá) 8 個(gè)用于 I/O 擴(kuò)展的信號(hào)模塊；0.04 ms/1000 條指令；2 個(gè) PROFINET 端口，用于編程、HMI 和 PLC 間數(shù)據(jù)通信，CM 1242-5 通信模塊，用于將 SIMATIC S7-1200 連接到 PROFIBUS DP，I 從站.
2.PLC2主機(jī)配置：
2.1.125 KB 工作存儲(chǔ)器；24VDC 電源，板載 DI14 x 24VDC 漏型/源型，板載 DQ10 x 24VDC 及 AI2 和 AQ2；板載 6 個(gè)高速計(jì)數(shù)器和 4 個(gè)脈沖輸出；信號(hào)板擴(kuò)展板載 I/O；多達(dá) 3 個(gè)用于串行通信的通信模塊；多達(dá) 8 個(gè)用于 I/O 擴(kuò)展的信號(hào)模塊；0.04 ms/1000 條指令；2 個(gè) PROFINET 端口，用于編程、HMI 和 PLC 間數(shù)據(jù)通信，
2.2. 數(shù)字量輸入輸出模塊SM1223:
數(shù)字量輸入/輸出模塊 DI16 x 24VDC 漏型/源型及DQ16 x 24VDC；可組態(tài)輸入延時(shí)；插入式端子塊,
2.3. 模擬量輸入輸出模塊SM1234:模擬量 I/O 模塊 AI4 + AQ2；插入式端子排；輸入：13 位，2.5V、5V、10V，0/4 到 20mA；可選擇頻率抑制；可選擇濾波；診斷可組態(tài)；輸出：+/-10V，0 到 20mA；診斷可組態(tài)；可選擇輸出替代值,
2.4. 通訊模塊CB1241:帶有 RS-485 接口的通信板；接線盒,
2.5.通訊模塊CM1241:帶有 RS422/RS485 接口的通信模塊；9 針 D-sub 插座,
2.5. DP通訊模塊CM 1243-5:用于將 SIMATIC S7-1200 連接到 PROFIBUS DP，DP 主設(shè)備，PG/OP 通信，S7 通信。
3.MODBUS模塊：
工業(yè)智能儀表，通過MODBUS RTU通訊協(xié)議上位機(jī)可以讀取設(shè)備使用的電壓、電流、頻率、功率等參數(shù)
4.PA模塊：
SIMATIC DP，接口連接 DP/PA LINK 和 ET200M IM153-2 HF 用于擴(kuò)展溫度范圍 針對(duì)最多 12 個(gè) S7-300 模塊 具有冗余能力， 時(shí)間戳 適合時(shí)鐘同步運(yùn)行 新特性： 直至最多 12 個(gè)模塊可使用 從站主動(dòng)發(fā)起針對(duì) Drive ES（驅(qū)動(dòng)工程軟件） 和 Switch ES（交換機(jī)工程軟件） 擴(kuò)展的組態(tài)范圍 針對(duì) HART 協(xié)議的輔助變量 64 通道模塊的運(yùn)行 32 個(gè)信號(hào)/插槽 +++ 遵守手冊(cè)中的 兼容性提示+++
5.觸摸屏：
7'' TFT 顯示屏，800 x 480 像素，64K 色；按鍵和觸摸操作，8 個(gè)功能鍵；1 x PROFINET，1 x USB
6.交換機(jī)：
SCALANCE XB205-3LD 可管理的 層面 2 IE 交換機(jī) 5個(gè) 10/100 Mbit/s RJ45 端口 3個(gè) SM FO SC 端口 1個(gè)控制臺(tái)端口， 診斷 LED 冗余的 電源； IEC 62443-4-2 認(rèn)證； 溫度范圍 0°C 至 +60°C； 標(biāo)準(zhǔn)軌道安裝； 默認(rèn) PROFINET
7.三層網(wǎng)管型交換機(jī)：
SCALANCE XR526-8C；受管理的 IE 交換機(jī)；層 3 已集成； 電源 24 V DC； 24x 10/100/1000 Mbit/s RJ45； 8x 100/1000 Mbit/s SFP Combo； 2x 10 Gbit/S SFP+；內(nèi) 總計(jì) 26 個(gè)端口可用； 錯(cuò)誤信號(hào)觸點(diǎn)： 選擇鍵/設(shè)置鍵；PROFINET IO 設(shè)備；冗余功能； 辦公功能 （RSTP，VLAN，IGMP，...)； C 型插頭在供貨范圍內(nèi)。
8.無縫冗余網(wǎng)絡(luò)模塊：
SCALANCE X201-3PIRT PRO； 管理型 IE IRT 交換機(jī) 防護(hù)等級(jí) IP65/67； 1x 10/100 Mbit/s Push Pull RJ45 端口；3個(gè) 100 Mbit/s Push Pull SCRJ 端口； 錯(cuò)誤信號(hào)觸點(diǎn)含設(shè)置 按鈕；冗余 電源；PROFINET 輸入輸出設(shè)備； 網(wǎng)絡(luò)管理； 集成冗余管理器， 包括電子手冊(cè)在 CD-ROM，可選配 C 型插頭
9.光纖模塊：
光纖傳感器（1個(gè)）
電源電壓：12~24VDC±10%；消耗電流：40mA以下；數(shù)顯設(shè)計(jì)；短路保護(hù)；反應(yīng)時(shí)間：100us，300us，1ms，2ms可調(diào)；用于對(duì)射檢測(cè)距離：≥400mm；用于漫反射檢測(cè)距離：≥50mm；
10.按鈕指示燈模塊：
1.采用冷軋鋼板折彎后焊接而成，表面靜電噴塑處理，文字符采用現(xiàn)代絲印技術(shù)處理，使面板標(biāo)識(shí)清晰且經(jīng)久耐用。
2.安裝有自復(fù)平鈕4個(gè)、旋鈕2個(gè)、信號(hào)指示燈8個(gè)，端口引至接線端子。外置（簡(jiǎn)單控制用）
11.傳感器模塊：
基礎(chǔ)模塊主要由電感接近傳感器、電容接近傳感器、擴(kuò)散漫反射型光電傳感器、回歸反射型光電傳感器、和單軸模組等組成。通過按照刻度標(biāo)尺精細(xì)調(diào)節(jié)單軸模組的滑塊位置，來獲取開關(guān)量傳感器的信號(hào)，并控制指示燈啟動(dòng)和停止動(dòng)作。
a.電容接近開關(guān)（1個(gè)）
直流3線；檢測(cè)距離：5mm±10%；設(shè)定距離：1~5mm；可檢測(cè)物體：導(dǎo)體和電介質(zhì)體；電壓：DC12~24V；
b.漫反射光電開關(guān)(1個(gè))
擴(kuò)散反射型；檢測(cè)距離：≥100mm；紅外發(fā)光二極管；DC12~24V±10%；消耗電流30mA以下；PNP集電極開路；可切換動(dòng)作模式；靈敏度可調(diào)。
c.電感傳感器（1個(gè)）
直流3線；檢測(cè)距離：4mm±10%；設(shè)定距離：0~2.8mm；可檢測(cè)導(dǎo)體和電介質(zhì)體物體；電壓：DC12~24V；
d.可實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目
1.電感傳感器位置調(diào)節(jié)及接線；
2.電容傳感器位置調(diào)節(jié)及接線；
3.漫反射光電傳感器的位置調(diào)節(jié)及接線；
4.回歸反射型光電傳感器的位置調(diào)節(jié)及接線；
12.無線數(shù)據(jù)傳輸模塊：
本地采集上傳、效率更高支持協(xié)議解析支持離線存儲(chǔ)、不懼?jǐn)嗑W(wǎng)支持加密傳輸、保障安全支持遠(yuǎn)程更新支持本地?cái)?shù)據(jù)處理、報(bào)警動(dòng)作支持短信、微信報(bào)警動(dòng)態(tài)上傳更省流量支持OPC,模塊集成1路串口RS485，串口RS232，1個(gè)WAN 1個(gè)LAN
13.無線網(wǎng)絡(luò)客戶端：
手機(jī)客戶端，微信小程序同步生成。大幅提升項(xiàng)目進(jìn)度
14.步進(jìn)系統(tǒng)
1.數(shù)字式步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器
驅(qū)動(dòng)電壓：20-50VDV
保護(hù)功能：具有過流、過壓、欠壓等保護(hù)
輸出相電流：2.0A～5.8A
控制信號(hào)輸入電流：6～16mA含2米數(shù)據(jù)線及電源線
2.步進(jìn)電機(jī)：
1）步距精度：5%；
2）保持轉(zhuǎn)矩：1.5Nom；
3）電感精度：±20%mH；
4）電阻精度：±10%Ω；
5）環(huán)境溫度：-20攝氏度~50攝氏度（無結(jié)冰）
6）環(huán)境濕度：85%以下（無結(jié)露）
7）介質(zhì)環(huán)境：85%以下低于40℃，57%以下低于50℃（無結(jié)露）
8）絕緣級(jí)別：B級(jí)（+130℃）
9）絕緣耐壓：AC 500V 1Min
10）絕緣電阻：100MΩ MIN DC 500V
11）額定電壓：3V
12）額定電流：2A
13）電機(jī)線數(shù)：4線
14）相數(shù)：三相含2米電纜線
15.伺服系統(tǒng)：
4.伺服驅(qū)動(dòng)器
1）輸入電壓：200-240 V單相/三相（- 15 %/+ 10 %）
2）連續(xù)輸出電流：≧2.5 A/1.5 A
3）防護(hù)等級(jí):IP20
4）含2米數(shù)據(jù)線
5.伺服電機(jī)
1)工作電壓：230V 3AC；
2)功率：≧0.1kW；
3)額定轉(zhuǎn)速:1500或3000rpm；
4)M0 ≧0.32Nm；
5)MN ≧0.32Nm；
6)增量編碼器TTL：2500 增量/轉(zhuǎn)；
7)防護(hù)等級(jí)：IP65；
8)含2米電源電纜；
6.云平臺(tái)：
SC-GN280工業(yè)網(wǎng)關(guān)連接到霜蟬工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，只需簡(jiǎn)單配置即可實(shí)現(xiàn)監(jiān)控畫面、趨勢(shì) 曲線、運(yùn)行報(bào)表，報(bào)警推送等功能。采用云組態(tài)技術(shù)。用戶只要簡(jiǎn)單配置即可實(shí)現(xiàn)一個(gè)項(xiàng)目的遠(yuǎn)程監(jiān)控。
7.變頻器：
變頻器1臺(tái)
功率模塊：380-420V+10/-10%
智能操作面板1塊：智能調(diào)節(jié)參數(shù)；
控制單元：具備了基本輸入輸出，包括6個(gè)數(shù)字量輸入，3個(gè)繼電器輸出，2路模擬量輸入，2路模擬量輸出，并帶有PROFINET和RS485 通訊接口(變頻器與PLC 通訊采用 USS 通訊協(xié)議)功率輸出：380-480.(-15 %/+10%)
8.遠(yuǎn)程I/O模塊：
具有 PROFINET 接口 V2.3 (RT/IRT) 的接口模塊，最小循環(huán)時(shí)間 250 ?s，可通過 BusAdapter 選擇 PN 連接方式，32 個(gè) I/O 模塊（包括 F 模塊）；介質(zhì)冗余 (MRP)；通過 PLC 進(jìn)行組態(tài)控制；可以在運(yùn)行期間更換模塊；設(shè)置參數(shù)與實(shí)際參數(shù)不一致的情況下允許啟動(dòng)；支持 PROFIenergy；支持共享設(shè)備，可連接 2 個(gè) PROFINET 控制器；支持 MSI/MSO；通過 ET-Connection 擴(kuò)展站；每個(gè) I/O 模塊最多 256 個(gè)字節(jié)的用戶數(shù)據(jù)；支持模塊分配；固件版本 V4.1
19.模擬量模塊：
提供一組0-10V模擬電壓和0-20mA電流，通過外部可調(diào)電壓和電流模擬外部模擬量的輸入。
9.三相異步電機(jī)模塊：
三相異步電機(jī)功率180W，支持星三角接法。
