·設備外觀

·設計簡述

實訓系統以當今最先進的工業互聯網在工業現場智能控制為背景，通過對工業網絡、自動控制、數據采集和遠程運維等技術的實訓，實現對工業網絡智能控制系統從選型、搭建、組網、調試，以及在邊緣層進行各種數據采集與傳輸等能力的學習與提升。
實訓系統主要分為網絡層、邊緣層、設備層，實訓人員可以使用本系統進行工業網絡實施方案設計、防火墻、三層交換機、智能傳感器、可編程控制器、IOLINK設備、變頻器、伺服、溫度PID控制等工業網絡關鍵設備的設計、選型、裝配與編程調試。

·主要參數

1、工作電源：三相四線AC380V±10%  50Hz；
2、裝置容量：≤1.0KVA；
3、外形尺寸：1200mm×700mm×1900mm；
4、安全保護：具有接地、漏電壓、漏電流保護，安全指標符合國家標準。

·組成及功能

實訓系統主要包括實訓臺、PLC模塊觸摸屏模塊、變頻器模塊、溫度PID模塊、三相交流電機模塊、伺服電機模塊、IOlink傳感器模塊、工業級雙頻無線接入點、雙核多WAN口千兆企業VPN路由器、工業級雙頻無線客戶端、邊緣網關、工業云平臺、環網三層網管工業交換機、環網二層管理工業交換機、工作環境監測模塊、數字孿生仿真軟件、電腦桌、配套資料。
網絡拓撲：
（一）實訓臺
實訓臺采用立式網架＋控制柜結構形式，主體部分采用優質冷軋鋼板鋼板做骨架，經過機械加工成型，外表面噴涂彩色環氧聚塑處理，柜體配有4個帶剎車萬向輪，方便移動和固定。
交流電源：提供1路三相380V交流輸出電源、兩路單相220V交流電源輸出。分別采用獨立開關控制，其中三相380V開關為設備總開關。
直流電源：采用導軌式模塊電源，提供1路DC24V、1路DC12V電源為設備供電。
（二）PLC模塊
1.S7-1200
采用西門子緊湊型PLC產品S7-1200 CPU1214C DC/DC/DC，供電電壓DC20.4～28.8V，集成14路數字量輸入,10路數字量晶體管輸出，2路模擬量輸入，內置100KB工作存儲器/4MB負載存儲器/10KB保持性存儲器、6個高速計數器（最大100KHz），4軸高速脈沖輸出（最大100KHZ），集成以太網接口，支持RS232、RS485、MODBUS、USS、S7協議通訊、PROFIBUS、PROFINET等通信，配有通信編程電纜。
2.通信模塊
通信模塊 CM 1241， RS422/485，9 針 Sub-D（插座） 支持自由端口通信。
3.IOlink模塊
SM1278 IO-Link， 4xIO-Link 主站
4.模擬量擴展模塊
SIMATIC S7-1200，模擬輸出， SB 1232，1 個模擬輸出， +/-10V DC（12 位分辨率）或 0-20mA（11 位分辨率）
（三）觸摸屏模塊
采用西門子TP系列產品KTP700觸摸屏，供電電壓DC19.2～28.8V，用戶內存10MB ，配方內存256KB，分辨率800×480，64K色，集成以太網口、USB接口，能夠使學員了解工業觸摸屏的功能及使用方法、掌握與PLC之間的通信知識，并掌握復位、置位、交替等功能鍵、圖形（曲線）顯示、動態畫面跟蹤在觸摸屏中的實現方法，要求可以和PLC組建PROFINET網絡。
（四）變頻器模塊
采用西門子基本型變頻器V20，功率0.37kW，供電電壓1AC～230V，輸出頻率0～550Hz，精度0.01Hz。帶有RS485通信接口，集成4路數字量輸入，2路繼電器輸出，2路模擬量輸入，1路模擬量輸出；具有線性V/F控制、平方V/F控制、可編程多點設定V/F控制，磁通電流控制、電壓/頻率控制等工作模式；可進行PID控制、BICO功能、多脈沖高轉矩啟動模式、單脈沖高轉矩啟動模式、防堵模式、多泵控制、彈性電壓提升控制、擺頻功能、滑差補償、雙斜坡、PWM調制；具備霜凍保護、冷凝保護、氣穴保護、動能緩沖、負載故障檢測功能。
（五）隨變頻器配有三相交流電機模塊
三相交流電機采用三相220/380V交流電機，減速箱減速比為1:18。速度顯示包含編碼器、速度顯示表，RS485輸出功能，用于顯示三相交流電機輸出狀態。
配備啟動、停止、急停按鈕方便實訓進行。
（六）溫度PID模塊
包含加熱板、溫控儀表、散熱風扇、固態繼電器、溫度傳感器、溫控開關，可通過升溫降溫控制，實現溫度精準調節。
加熱板而定功率50W，工作電壓AC/DC220V，外形尺寸90*150CM，最高加熱溫度121℃，避免因長時間加熱發生危險。配備100℃溫控開關，保證實訓安全可靠。
配備啟動、停止、急停按鈕方便實訓進行
（七）伺服電機模塊
采用西門子高效伺服系統V90，0.2KW，供電電壓1AC～240V,集成PROFINET 接口，可以通過PROFIdrive 協議與上位控制器進行通訊。電機最大扭矩3.82Nm,最大電流7.8A，轉速3000r/min，配有增量編碼器2500ppr，振動等級A級，徑向抖動公差N級.
速度顯示包含編碼器、速度顯示表，RS485輸出功能，用于顯示伺服電機運行速度。配備啟動、停止、急停按鈕方便實訓進行。
（八）IOlink傳感器模塊
光電傳感器采用sickWTB16I-24161120A00，

最小觸發感應距離	10mm
最大開關距離	1,500 mm
背景抑制功能的開關閾值設置范圍	100 mm ... 1,500 mm
參照物	具有 90% 反射的物體（對應 DIN 5033 規定的標準白）
已調整的觸發感應距離和背景之間的最小距離（黑色 6%/白色 90%）	70 mm, 600 mm 距離時
建議的實現理想性能的觸發感應距離范圍	100 mm ... 600 mm

（九）工業級雙頻無線接入點
采用TL-AP1900DG工業級適應-40℃～+75℃溫度下嚴苛的工業級工作環境；冗余雙路直流供電，以及標準PoE供電，適應工業環境組網要求，穩定可靠；IEC/EN 61000-4高標準工業級防護設計，適應惡劣環境；2.4GHz和5GHz雙頻段并發射頻，無線速率可達1900Mbps；獨立功放電路，提升發射功率；支持設備工作為AP或Client兩種覆蓋/傳輸模式以及Router上網模式，應用靈活；增強雙頻漫游技術，Client模式設備可快速漫游至信號更優的AP；無線冗余技術，干擾下設備通信不中斷（無線冗余功能近期更新軟件支持）；緊湊型鋁合金機身，精致美觀，堅固耐用，高效散熱；標準DIN導軌/壁掛安裝，維護簡便；支持AC或TP-LINK商用網絡云平臺集中管理。
（十）雙核多WAN口千兆企業VPN路由器TL-ER2220G
雙核CPU，256MB DDRIII高速內存，性能強勁5個千兆網口和1個千兆SFP口，1WAN(SFP)+3WAN/LAN+2LAN或1LAN(SFP)+4WAN/LAN+1LANIPSec/PPTP/L2TP VPN，遠程通信更安全Web認證、短信認證、PPPoE服務器上網行為管理（移動APP管控/桌面應用管控/網站過濾/行為審計），內置AC功能，統一管理TP-LINK企業AP，負載均衡與線路備份，內外網ARP防護及常見攻擊防護，智能IP帶寬管理及連接數限制。
（十一）工業級雙頻無線客戶端
采用TL-CPE1300D工業級雙頻無線客戶端，適應-40℃～+75℃溫度下嚴苛的工業級工作環境；IEC/EN 61000-4高標準工業級防護設計，適應惡劣環境；2.4GHz和5GHz雙頻段并行工作射頻，無線速率可達867Mbps；獨立功放電路，提升發射功率；支持設備工作為Client模式，機身小巧，適合安裝在移動端提供無線通信；增強漫游技術，Client模式設備可快速漫游至信號更優的AP；無線冗余技術，干擾下設備通信不中斷；緊湊型鋼殼機身，精致美觀，堅固耐用，高效散熱；標準DIN導軌/壁掛安裝，維護簡便；支持TP-LINK商用網絡云平臺集中管理（云管理、無線冗余功能近期更新軟件支持）。
（十二）邊緣網關
要求無線接入方式:以太網。CPU不低于600MHz ARM Cortex-A8，內置存儲器不低于128MB Flash+128MB DDR3，RTC:實時時鐘內置。集成USB端口:1個USB Device2.0接口,1個USB Host2.0接口，串行通訊端口:COM1：RS232/RS485/RS422； COM2：RS485；COM3：RS232，IO端口:2路光電隔離數字點輸入；2路繼電器輸出(最大5A）。以太網:3路10M/100M自適應端口。
（十三）工業云平臺
支持網線、WiFi、GPRS和4G連接，無需復雜配置，應用簡單方便；支持絕大部分PLC遠程程序下載和監控，減少用戶出差；支持VPN，一鍵連接，簡單方便;支持通過電腦客戶端、手機APP和網頁遠程數據監控；支持數據報警，移動端APP可推送報警信息，也可配置短信推送和微信推送；支持歷史數據記錄，采集和記錄登記的監控點的數據，并支持列表曲線的數據展示和常用的統計分析；支持遠程停機功能，綁定盒子與PLC的連接，遠程控制停機，便于租賃設備等的遠程設備管理；接口開放，支持OPC接口，用戶可自行組態；同時開放HTTP接口和SDK接口，用戶可自行編程；支持權限分級，可以根據實際情況分配不同權限的賬戶信息，便于設備廠商和終端客戶使用。
（十四）環網三層網管工業交換機
采用TL-SG5210工業級交換機，提供8個10/100/1000M自適應RJ45 端口和2個千兆SFP端口；工業級工作溫度：-40℃~75℃；寬電壓輸入：9.6V~60VDC；多種安裝方式：導軌式安裝+壁掛安裝；IP30防護：減少粉塵影響；提供三層管理、云管理功能，適應各類復雜網絡環境；三路電源輸入，冗余備份，大大提高產品供電可靠性；EMS高防護等級，無懼各種惡劣環境。
（十五）環網二層管理工業交換機（2臺）
采用TL-SG2210R工業級環網Web網管工業以太網交換機，8個10/100/1000M自適應RJ45 端口,2個千兆SFP端口,工業級工作溫度：-40℃~75℃ , ERPS環網協議,寬電壓輸入：9.6V~60VDC,多種安裝方式：導軌式安裝+壁掛安裝 ,IP30防護：減少粉塵影響 ,提供WEB管理、廣播風暴保護和端口中斷報警開關，適應各類復雜網絡環境。
（十六）工作環境監測模塊
工作環境監測模塊包含工作電網監測模塊、溫濕度監測儀、監控模塊。
工作電網監測模塊采用電子式電能表來顯示測量參數信息。可以直接代替常規電力變送器等輔助單元，作為一種先進的智能化數字化電網前端采集元件，廣泛應用于各種控制系統、變電自動化系統、配電自動化系統中，具有安裝方便、接線簡單、維護方便、工程量小等特點，能夠完成業界不同PLC、工業控制計算機通訊軟件組網。
溫濕度傳感器：

溫度量程:	5～36VDC	供電電流:	<0.1A
溫度量程:	—40℃～＋125℃	濕度量程:	0～100％
溫度精度：	±0.3℃	溫度分辨率:	0.1℃
濕度精度：	±3％RH	濕度分辨率:	0.1％RH
通訊接口:	RS485	通訊協議:	MODBUS RTU
通訊距離:	0～1200米 通過中繼器可延長	波特率:	9600/14400/19200/38400 56000/57600/115200 BPS
通訊地址:	1~255 可設置，掉電保存	參數復位:	軟件復位
指示燈:	電源／通訊	保護功能:	過流／過壓／反接
工作溫度:	—40℃～＋85℃	工作濕度:	0％～85％（不結露）
產品尺寸:	65x45x28MM	安裝方式:	標準35MMU形卡軌

監控模塊：
配備海康威視攝像頭，可記錄整個實驗操作過程，能夠實現高質量回溯。通過該模塊可以記錄學生的考核過程，同時通過回溯查看操作過程中的錯誤點，針對性進行提高和改正。
主要技術參數要求：像素，≥200萬像素1080P高清；鏡頭≥4mm；支持背光補償，智能報警，3D降噪，紅外≥20～30米。
（十七）數字孿生仿真軟件
數字孿生仿真軟件內嵌設備1:1模型，可實時查看設備各模塊運行情況，設備運行動作在數字孿生仿真軟件中同步進行。
數字化孿生虛擬調試平臺支持機械、電氣、自動化多學科協同并行的設計方法，可集成上游和下游工程領域，包括需求管理、機械設計、電氣設計以及軟件/ 自動化工程，使這些學科能夠同時工作， 專注于包括機械部件、傳感器、驅動器、PLC 程序設計和運動控制的設計。該平臺可實現創新性的設計技術，幫助自動化設備設計人員滿足日益提高的要求，不斷提高自動化設備的生產效率、縮短設計周期。
數字孿生仿真軟件支持產品建模、曲面建模、高級裝配、基于物理場引擎運算、支持多種3D模型格式、、部件屬性設定、傳感器、碰撞體設計、、支持多種外部通訊協議，如：OPC DA/UA 、SHM、Matlab、PlcSim、TCP、UDP等。可實現外部數據變量導入，實現外部控制變量快速映射關聯，方便快捷。
（十八）電腦桌
主體部分采用工業標準鋁型材（規格30×30）組裝而成，封板采用1.5mm冷軋鋼板噴塑處理；
桌面上方設置有顯示器圍欄，采用1.5mm冷軋鋼板沖φ6.5mm工藝孔，既美觀又實用，防止顯示器墜落；
鍵盤鐵質材料加工噴塑而成，通過加重型軸承導軌吊裝在桌面板下方，抽出縮回自如；
桌體配有4個帶剎車萬向輪，方便電腦桌移動和固定。
尺寸：600*500*1000mm（桌面離地800mm）

·實訓項目

1.可編程控制器實訓
2.變頻器實訓
3.伺服驅動實訓
4..防火墻的配置
5..工業網絡實訓
6.邊緣網關實訓
7.云組態
8.傳感器技術應用
9.工業軟件技術應用
10.總線通信技術應用
11.工業互聯網技術應用
12.物聯網技術應用
13.網絡安全技術應用
14.數據云平臺技術的應用
15.數字孿生技術應用

·配置清單