工業互聯網技術實訓室是一個專門為提供工業互聯網技術實踐教學和培訓的設施。其主要目的是幫助學生學習和掌握工業互聯網技術,并促進產學研一體化,提高學校的競爭力和學生的實踐能力。
在實訓室中,通常設有模擬工廠、模擬設備、模擬設施等實訓設施,以提供一個真實的學習環境。學生可以在這里進行實踐操作,學習和應用工業互聯網技術。實訓室內還配備了先進的工業互聯網設備和工具,如工業互聯網傳感器、工業互聯網系統、工業互聯網設備等,以便學生能夠通過操作這些設備和工具,學習使用方法、注意事項,提高實際操作能力。
此外,為了提升實訓效果,工業互聯網實訓室通常還配備了虛擬工業互聯網平臺。通過這個平臺,學生可以進行虛擬工業互聯網設備控制、設備管理等模擬練習,增強實際應用能力。同時,實訓室還提供豐富的教學輔助資源,如教學視頻、案例分析、工業互聯網手冊等,幫助學生深入理解工業互聯網的理論知識。
工業互聯網技術實訓室的建設對于學校科研、教學的實現和完善具有重要意義。它有助于促進科研成果的轉化,并最終應用于實際生產中。同時,它也為相關專業的科研項目和技術創新提供了更好的條件和支持。
在工業互聯網技術實訓室中,學生可以直觀、全方位地了解各種網絡設備和應用開發環境,真正加深對網絡原理、協議、標準的認識。通過工業互聯網實訓室的學習,學生可以真正提高網絡研發技能和實戰能力,為未來的職業生涯打下堅實的基礎。
面對新一輪制造業數字化的技術浪潮以及引起的產業變革,高校的人才培養也面臨著新的挑戰,一方面是教育本身如何運用信息化技術升級?另一方面是如何抓住企業痛點,制定出適應性強的教學方案,培養符合產業需要的數字化人才,同時培養一批匹配新型技術要求的雙師型教師,打造出特色學科提高學校的核心競爭力。
新一輪的技術變革不僅會引起制造業的變革,也會對社會的方方面面影響深遠。尤其是對最具前瞻性的教育,將會是一場重大的挑戰。同時,也瞬間催生出新的人才需求,既要掌握本專業行業知識,又要掌握智能控制、移動互聯、云計算開發、人工智能等信息化技術的復合型人才。
工業互聯網教育要實現信息化融合面臨以下四方面問題:
●第一:課程培養體系與新型企業人才需求匹配問題;
●第二:專業跨度大,涉及到機電、自動化、物聯網以及計算機軟件開發等知識體系;
●第三:實訓設備匱乏,傳統機電類設備成本高、維護難、無法滿足教學;
●第四:課程資源匱乏,缺乏市場案例及專業化課程資源,教學轉化困難。
1.2、工業互聯網專業
2021年3月12日,教育部關于印發《職業教育專業目錄(2021年)》的通知中,專科增設三個工業互聯網相關專業,本科增設兩個工業互聯網相關專業。
專科專業在裝備制造大類,自動化類增設工業互聯網應用專業(專業代碼460310),在電子與信息大類,計算機類增設工業互聯網技術專業(專業代碼510211),工業軟件開發技術專業(專業代碼510214)。
本科專業在裝備制造大類,自動化類增設工業互聯網工程專業(專業代碼260307),在電子與信息大類,計算機類增設工業互聯網技術專業(專業代碼310211)。
1.3、工業互聯網技能培養
隨著新技術的成熟,新型的、先進的應用將來自5G、人工智能(AI)和物聯網(IoT)的融合。這種融合將創造出一個智能連接的世界,對所有個人、行業、社會和經濟產生積極影響。工業互聯網學科都離不開相關成熟學科的支撐,通過學科交叉及其知識集成構成新專業新學科。作為學科交叉極強的工程新興專業,如何構建其科學合理的課程體系成為該專業建設面臨的首要教學需求。
該課程體系按照《工業互聯網產業人才崗位能力要求》為藍本,分為五部分模塊和能力培養內容:
工業大數據與工業智能:
基于工業控制、工業總線以及傳感網,進行數據采集及預測性維護等,通過掌握網絡通訊、數據存儲以及工業總線技術等進行的計算機軟件控制及數據開發。
數據存儲與部署:
基于云計算、數據庫以及服務器部署等要求,通過數據庫鏈接至云平臺形成工業云端數據存儲,定義設備功能和分類,形成基于微服務架構的工業物聯網系統云平臺。
工業應用與互聯網:
基于前端設計、包含通過HTML,CSS及JavaScript等前端應用技術,通過前端服務器完成對工業應用的各種界面及應用端開發;
工業APP:
基于工業互聯網,工業 APP 是面向工業產品全生命周期相關業務(設計、生產、實驗、使用、保障、交易、服務等)的場景需求,把工業產品及相關技術過程中的知識、最佳實踐及技術訣竅封裝成應用軟件
工業人工智能:
基于工業互聯網數據傳輸,定制專業的人工智能判斷專家系統,以機器視覺、云AI搜索、語音智能為主流,給與工業控制的智能化判斷及應用;
1.4、特點:數字孿生技術引用
基于數字孿生技術,構建理實虛擬,課程培訓體系,能夠圍繞產業應用技術1:1的打造數字孿生的培訓實訓體系,實訓內容設計圍繞智能制造工業應用情景和核心技能點,覆蓋了工業總線、智能控制、人工智能、工業互聯網、邊緣計算等典型應用。堅持技能要點與行業用人、崗位需求、技術進步以及教學建設相結合,系統裝調、現場工藝規范系統接線、工藝過程分析、系統編程等相互結合進行安排,引導工業互聯網技術相關專業專項實訓教學的設計與實施,系統化培養高端技能型人才。
產業對接
1:1圍繞企業技能、場景、工程應用的人才及應用形成虛實孿生的教學課程內容。
虛實仿真
不同于傳統虛擬仿真技術,而是采用虛實孿生技術構建1:1的控制及應用實訓體系,低成本教學
在線教學
形成在線教學資源庫以及在線課程中心,滿足異地教學,線上大學培訓應用
技能圖譜
以仿真+實訓,能夠結合云數據平臺形成對教學實訓能力的技術圖譜分析,最精準推薦保障就業。
DB-03C 工業自動化綜合實訓平臺
工業自動化綜合實訓平臺結合當前我國工業自動化應用技術及器件技術的發展,充分考慮實用性、先進性。工業自動化綜合實訓平臺采用模塊式結構,實訓掛箱包含PLC主機掛箱、變頻器掛箱、觸摸屏掛箱、PLC模擬負載掛箱、直流電機、步進電機實訓裝置、伺服電機實訓裝置、實訓網孔板掛箱及豐富的驗證演示裝置。工業自動化綜合實訓平臺實訓內容包括PLC的基礎實訓、PLC綜合實訓,變頻器的認識、操作、參數設定及通訊實訓,觸摸屏的認識、操作應用實訓,步時電機應用實訓,伺服電機控制實訓等,實訓項目豐富、綜合性強、緊跟世界工業自動化發展潮流。
1、模塊式結構,掛箱更換方便,便于組織各種實訓項目及擴展新的實訓功能。
2、適合就業前及崗前綜合技能訓練,適合高級工技能培訓考核。
3、能進行小型工程項目設計、設備選型、安裝調試、操作模擬。
4、只需三相四線交流電源即可投入使用,實訓資源豐富、綜合性強,有效節約實訓用房。
5、安全性高,除配備電壓型和電流型漏電保護器外,裝置設有單片機全程監控的過載或短路軟件截止保護功能,確保設備和人身安全。
二、技術性能
1、輸入電壓:三相四線制~380V±10% 50Hz
2、工作環境:溫度范圍-5℃~+40℃,相對濕度<85%(25℃)
3、裝置容量:<1.5KVA
4、外形尺寸:2500mm×700mm×1680mm
三、裝置配備
(一)電源、信號源、儀器控制屏
控制屏為鐵質雙層亞光密紋噴塑結構,鋁合金面板。為實訓提供交流電源、直流電源、信號源、測試儀表、安全保護等。具體功能如下:
1、主控功能板
(1)三相四線電源輸入,通過漏電保護器接通總開關,由接觸器通過啟動、停止按鈕進行操作。
(2)設有450V指針式交流電壓表三只,指示電源輸入的三相電源電壓。
2、直流電源
(1)一路直流0-30V連續可調直流電源、內置式繼電器自動換檔,多圈電位器連續調節,具有預設式限流保護功能,最大電流2A。
(2)提供±12V、+5V、+24V直流穩壓電源,均有短路保護功能。
(3)恒流源一路:0-500mA連續可調,分2mA、20mA、500mA三檔,具有輸出開路,短路保護功能。
★3、DDS功率型函數發生器/頻率計:
(1)采用直接數字頻率合成(DDS)產生高精度正弦波,方波和三角波。采用大屏幕LCD顯示輸出頻率、波形,衰減值。
(2)正弦波輸出幅度≥10V,輸出阻抗50Ω,失真度<1%(0.1HZ-- 1KHz)。
(3)頻率范圍: 0.1HZ~3MHz, 采用鍵盤直接輸入數字設定頻率,。
(4)輸出幅度采用電位器調節,正弦波輸出具有20db,40db衰減。
(5)方波占空比可調, 調節范圍:1%-99%調節;方波和三角波采用TTL電平輸出。
(6)頻率計最高測量范圍100MHz,自動換檔。
(二)實訓桌
實訓桌為鐵質雙層亞光密紋噴塑結構,桌面為防火、防水、耐磨高密度板,結構堅固,造型美觀大方。設有抽屜和元器件儲存柜。
(三)實訓組件
1、PLC實訓組件
配置三菱FX3U-48mR主機,集成數字量I/O(24路數字輸入,24路數字量輸出),FX2N-485BD通訊模塊,FX0N-3A模擬量模塊(2路輸入,1路輸出),SC-09通訊編程電纜及輸出轉接口、開關等。
2、PLC實訓模擬單元
序號 | 編號 | 控制對象實訓模塊 | 實訓教學目標 |
---|---|---|---|
1 | SX1 | 搶答器/音樂噴泉 | 通過對搶答系統中各組人員搶答時序的監視和控制,掌握條件判斷控制指令的編寫方法;通過對音樂噴泉控制系統中“水流”及音樂的循環控制,掌握循環指令的編寫方法。 |
2 | SX2 | 裝配流水線/十字路口交通燈 | 通過對“生產流水線”順序加工過程及十字路口交通燈路況信號控制,掌握順序控制指令的編寫方法。 |
3 | SX3 | 水塔水位/天塔之光 | 通過對“水塔水位”和“儲水池水位”變化過程的判斷,了解簡單邏輯控制指令的編寫方法。通過對天塔之光閃亮過程的移位控制,掌握移位寄存器指令的編寫方法。 |
4 | SX4 | 自動送料裝車/四節傳送帶 | 通過對傳送帶啟停、傳送狀態的控制和對貨物在自動送料裝車系統中流向、流量的控制,掌握較復雜邏輯控制指令的編寫方法。 |
5 | SX5 | 多種液體混合裝置 | 通過對“液體混合裝置”中不同液體比例及液體混合時攪拌時間的控制,掌握條件判斷指令及各種不同類型的定時器指令的編寫方法。 |
6 | SX6 | 自動售貨機 | 通過對用戶投幣數目的識別和自動售貨機中各種“貨物”的進出控制,掌握各種計數器指令及比較輸出指令的編寫方法。 |
7 | SX7 | 自控軋鋼機/郵件分揀機 | 通過對自控軋鋼機和郵件分揀機材料(“鋼錠“郵件”)來料數量、來料類別識別及對各種執行器(例如“電機”)啟停時序的控制,掌握數值運算指令及中斷指令的編寫方法。 |
8 | SX8 | 機械手控制/自控成型機 | 通過對機械手停留“位置”及自控成型機各方向“液缸位置”的控制,掌握一個完整工業應用系統中的較簡單邏輯控制程序的編寫能力。 |
9 | SX9 | 加工中心 | 通過對加工中心中各方向“電機”運行方向及“刀庫”進出刀、換刀過程的控制,掌握一個完整工業應用系統中的較復雜邏輯控制的編寫能力。 |
10 | SX10 | 四層電梯 | 通過對一個完整的四層電梯模型的綜合控制,初步掌握PLC控制系統的分析、I/O分配、設計I/O接線圖、接線、編程、調試等工作過程的綜合知識。 |
11 | SX11 |
步進電機/直線運動:(實物)步進電機系統由驅動電路、步進電機、刻度盤、指針等組成; 直線運動系統由電機、同步帶、光電傳感器、導軌、移動塊等組成。 |
通過利用PLC對步進電機及直線運動實物模塊的控制,初步了解步進電機方向、拍數的控制及直線運動檢測、定位控制。 |
12 | SX12 | 自動洗衣機/電鍍生產線 | 通過對洗衣機進出水時間、洗滌流程及電鍍生產線中物塊侵入不同溶液的時間、方式、先后順序的控制,掌握多點PLC控制系統的綜合應用能力。 |
配置三菱FR-D720S/0.4KW變頻器,帶有RS485通訊及BOP操作面板。
4、觸摸屏實訓掛箱:
規格為7英寸,256色,了解工業觸摸屏的功能及使用方法,掌握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。
5、網孔板及器件:
規格為420mm×600mm,在網孔板上學會電氣控制系統中各元器件的布局規劃、安裝、調試技能,接近工業現場。器件配有:交流接觸器3只、時間繼電器1只、按鈕3只、熱繼電器2只、斷路器1只、接線排20孔。
6、電機導軌及光碼盤測速系統:
含光碼盤測速系統(配有光電編碼器)一套,導軌1幅,道軌平整度好,無應力變形,同心度好。
7、工控組態軟件一套:
打開軟件編程環境,任何實訓都可以編輯出形象直觀動感強、數字效果好的組態棒圖,并進行實訓動態跟蹤教學。
8、PLC仿真實訓軟件一套:
(1)通過PLASH虛擬環境實時顯示PLC的運行狀態
(2)PLC編程訓練、PLC程序編寫測試等功能
(3)實現PLC運行模擬,對錯誤程序進行檢查
9、交流伺服電機及控制系統一套:功率600W,絕緣等級B級。
10、高壓無刷直流電機及控制系統一套:功率130W,絕緣等級B級。
11、交流電機一臺,380V Y/△接法
12、傳感器實訓掛箱一個
13、電力電子實訓實訓掛箱一個
四、實訓項目
(一)PLC基本技能實訓
1.PLC認知實訓(軟硬件結構、系統組成、基本指令練習、接線、編程下載等)
2.PLC仿真實訓
(二)PLC模擬控制應用實訓
3.數碼顯示控制 4.搶答器控制(優先級、數值運算,具有聲效功能) 5.天塔之光控制(閃爍、發射、流水型) 6.音樂噴泉控制(具有聲效功能) 7.十字路口交通燈控制 8.水塔水位控制 9.自動送料裝車系統控制 10.四節傳送帶控制 11.裝配流水線控制 12.多種液體混合裝置控制 |
13.自控成型機控制 14全自動洗衣機控制(具有聲效功能) 15.電鍍生產線控制 16.自控軋鋼機控制 17.郵件分揀機控制 18.自動售貨機控制 19.機械手控制 20.三層電梯控制 21.四層電梯控制(實物) 22.加工中心控制(實物) |
23.直線運動位置識別、運動軌跡控制、定位控制 24.步進電機運動控制 |
25.井道電梯運行控制 26.挖土機的自動控制 |
27.三相電機點動控制線路 28.三相電機自鎖控制線路 29.三相電機正反轉控制線路 |
30.三相電機Y/△啟動控制線路 31.三相電機順序啟動電氣控制線路 32. C620車床的電氣控制線路 |
33.變頻器功能參數設置與操作 34.變頻器報警與保護功能 35.外部端子點動控制 36.變頻器控制電機正反轉 37.多段速度選擇變頻調速 38.變頻器無級調速 39.基于外部模擬量(電壓/電流)控制方式的變頻調速 40.瞬時停電啟動控制 41.PID變頻調速控制 42.PLC控制變頻器外部端子的電機正反轉 43.PLC控制變頻器外部端子的電機運行時間控制 |
44.基于PLC數字量控制方式的多段速 45.基于PLC模擬量控制變頻開環調速 46.基于PLC通信方式的變頻器開環調速 47.基于PLC通信方式的速度閉環控制 48.基于PLC模擬量方式的變頻器閉環調速 49.變頻器恒壓供水系統的模擬 50.基于觸摸屏控制方式的基本指令編程練習 51.基于觸摸屏控制方式的LED控制 52.基于觸摸屏控制方式的溫度PID控制 53.PLC、觸摸屏與變頻器通信控制 54.基于MCGS的現場總線網絡通信技術 |
(七)PLC控制交流伺服電機實訓
(八)傳感器實訓:
1.光電式傳感器的轉速測量實驗
2.光電式傳感器的旋轉方向測量實驗
3.溫度傳感器及溫度控制實驗(AD590)
4.溫度傳感器溫度特性實驗(AD590)
5.壓阻式壓力傳感器的特性實驗
(九)電力電子項目實訓
1)、單結晶體管觸發電路(綜合應用項目)
2)、晶閘晶閘管單相半控橋式整流電路(電阻負載)的調試與分析
3)、晶閘管單相半控橋式整流電路(電阻電感負載)(反電勢負載)的研究
4)、IGBT管直流斬波電路的調試與分析
5)、雙向晶閘管單相交流調(調光臺燈)電路的制作與調試(綜合應用項目)
五、DB-03C工業自動化綜合實訓裝置配置表
序號 | 名稱 | 單位 | 數量 | 備注 | |
1 | 電源、信號源、儀器控制屏 | 臺 | 1 | ||
2 | 實訓考核桌 | 張 | 1 | ||
3 | PLC及變頻器掛箱 | 塊 | 1 | 掛箱一 | PLC掛箱一 |
掛箱二 | PLC掛箱二 | ||||
掛箱三 | PLC掛箱三 | ||||
掛箱四 | PLC掛箱四 | ||||
掛箱五 | PLC掛箱五 | ||||
掛箱六 | PLC掛箱六 | ||||
掛箱七 | PLC掛箱七 | ||||
掛箱八 | PLC掛箱八 | ||||
掛箱九 | PLC掛箱九 | ||||
掛箱十 | PLC主機掛箱( 配三菱FX3U-48mR主機) | ||||
掛箱十一 | 變頻器實訓掛箱(變頻器模塊D720 0.4KW) | ||||
4 | FX2N-485BD通訊模塊 | 個 | 1 | ||
5 | FX0N-3A模擬量模塊 | 個 | 1 | ||
6 | 觸摸屏實訓掛箱 | 塊 | 1 | 彩屏,7英寸,昆侖通態 | |
7 | 電機導軌及光碼盤測速系統 | 套 | 1 | 含旋轉編碼器及轉速表系統一套,導軌1幅, | |
8 | 交流伺服電機及控制系統 | 套 | 1 | ||
9 | 高壓無刷直流電機及控制系統 | 套 | 1 | ||
10 | 三相交流電機 | 臺 | 1 | ||
11 | 網孔板及器件 | 套 | 1 | 網孔板1塊,交流接觸器3只、時間繼電器1只、按鈕3只、熱繼電器2只、斷路器1只、接線排20孔。 | |
12 | 電力電子實訓掛箱 | 套 | 1 | ||
13 | 傳感器實訓掛箱 | 套 | 1 | ||
14 | PLC工控組態軟件 | 套 | 1 | 打開軟件編程環境,任何實訓都可以編輯出形象直觀動感強、數字效果好的組態棒圖,并進行實訓動態跟蹤教學。 | |
15 |
PLC仿真實訓軟件一套 |
套 | 1 |
(1)通過PLASH虛擬環境實時顯示PLC的運行狀態 (2)PLC編程訓練、PLC程序編寫測試等功能 (3)實現PLC運行模擬,對錯誤程序進行檢 |
|
16 | 常用工具 | 套 | 1 | 一字螺絲刀1把;十字螺絲刀1把;剝線鉗1把; | |
17 | 實驗說明書 | 套 | 1 | 指導學生實訓 | |
18 | 設備線纜 | 條 | 1 | SC-09 PLC通訊線纜 | |
條 | 1 | PC/觸摸屏 通訊線 | |||
條 | 1 | PLC/觸摸屏 通訊線 | |||
條 | 40 | 紅色Ф2自鎖線(100CM) | |||
條 | 2 | 黑色Ф2自鎖線(100CM) | |||
條 | 10 | 黃色Ф2自鎖線(30CM) | |||
條 | 10 | 手槍式疊插線 | |||
條 | 25 | Ф4自鎖線(100CM) | |||
條 | 10 | Ф4自鎖線(300CM) | |||
米 | 網線(每臺4米) | ||||
19 | 電腦推車 | 輛 | 1 | 鋼鋁結構 |