工业互联网教学实训系统和方法技术方案

本申请提供了一种工业互联网教学实训系统，涉及工业互联网教学领域，工业互联网实训系统包括：工业实训模块、数据采集网关、云端服务器和可视化大屏；其中，工业实训模块至少包括通信连接的PLC控制器、工业设备、视觉检测模块和工业哑设备，PLC控制器用于控制工业设备、视觉检测模块和工业哑设备进行工业生产操作；数据采集网关用于采集工业生产操作时的工业数据，并将工业数据上传至云端服务器；云端服务器用于对工业数据计算处理，得到数据指标，以通过可视化大屏将数据指标进行可视化显示。本申请可以直观真实的进行工业生产时的应用全流程的可视化显示，改善了实训教学时学生仅能接触基于底层设备的调试单一工作任务，提升了实训教学的效果。了实训教学的效果。了实训教学的效果。

【技术实现步骤摘要】
工业互联网教学实训系统和方法


[0001]本申请涉及工业互联网教学领域，尤其是涉及一种工业互联网教学实训系统和方法。

技术介绍

[0002]随着工业互联网的发展，近年来，制造业企业逐渐转型工业互联网模式，对于工业互联网人才的需求也随之增长。然而，目前对于工业互联网的教学往往是基于底层设备的调试，在教学过程中，学生很难了解到企业生产的全流程，不能贴近真实企业场景，导致目前的实训教学效果不佳。

技术实现思路

[0003]本申请的目的在于提供一种工业互联网教学实训系统和方法，可以直观真实的进行工业生产时的可视化显示，提升了实训教学的效果。
[0004]第一方面，本专利技术提供一种工业互联网教学实训系统，工业互联网实训系统包括：工业实训模块、数据采集网关、云端服务器和可视化大屏；其中，工业实训模块至少包括通信连接的PLC控制器工业设备、机器视觉检测模块和工业哑设备，PLC控制器用于控制工业设备、视觉检测模块和工业哑设备进行工业生产操作；数据采集网关用于采集工业生产操作时的工业数据，并将工业数据上传至云端服务器；云端服务器用于对工业设备进行数字孪生建模、工业数据进行计算处理，得到数据指标，以通过可视化大屏将数据指标进行可视化显示。
[0005]在可选的实施方式中，工业设备至少包括工业哑设备、工业机器人、工件上料台和工件回收台；工业机器人将工件物料放置在工件加工固定模块的工件固定模具进行生产加工，得到工件成品；视觉检测模块用于对工件成品进行视觉检测，将工件成品划分为合格品和次品；通过工业机器人对合格品和次品进行工件分拣，以将合格品和次品置于对应的工件回收台。
[0006]在可选的实施方式中，工业机器人用于抓取工件物料放置于工件加工固定模块的工件固定模具，通过冲床对工件加工固定模块处的工件物料执行冲孔操作，得到工件成品；其中，工业机器人包括机械手臂和气动吸盘夹具，工件上料台包括工件载物台和工件固定模具；完成冲孔操作后，工业气人吸取工件成品放置于视觉检测模块对应的位置，并在视觉检测结束后，根据视觉检测划分的合格品和次品进行分拣动作，吸取工件放置到合格品和次品对应的工件回收台。
[0007]在可选的实施方式中，工业数据包括在进行工业生产时PLC控制器的生产流程数据、工艺数据、输入输出数据、工业机器人的动作数据、工业哑设备的设备状态数据；数据采集网关包括第一数据采集网关和第二数据采集网关；第一数据采集网关用于采集生产流程数据、工艺数据、输入输出数据和工业机器人的动作数据；第二数据采集网关用于采集工业哑设备的设备数据。
[0008]在可选的实施方式中，工业互联网实训系统还包括：外网交换机；第一数据采集网关通过外网交换机将对应的工业数据上传至云端服务器。
[0009]在可选的实施方式中，第一数据采集网关和第二数据采集网关设置有物联网卡，用于通过蜂窝网络将工业数据上传至云端服务器。
[0010]在可选的实施方式中，云端服务器包括工业数字孪生建模服务模块、数据计算服务模块和可视化服务模块；工业数字孪生建模建模服务模块用于接收工业数据，并基于工业数据建立云端工业设备模型；数据计算服务模块用于对云端工业设备模型进行大数据计算，得到数据指标；数据指标包括设备状态指标、报警监测指标和计算结果指标；可视化服务模块用于将数据指标进行可视化显示。
[0011]在可选的实施方式中，工业数字孪生建模服务模块还用于：将工业设备产生的工业数据实时上传到云端服务器，使工业设备与云端工业设备模型产生孪生关系，以在云端服务器生成实体设备的数字模型映射。
[0012]在可选的实施方式中，工业实训模块还包括能耗设备，数据采集网关还包括第三数据采集网关；第三数据采集网关用于采集能耗设备进行系统供电时的能耗数据。
[0013]第二方面，本专利技术提供一种工业互联网教学实训方法，工业互联网教学实训方法应用于前述实施方式任一项的工业互联网教学实训系统；工业互联网实训系统包括：工业实训模块、数据采集网关、云端服务器和可视化大屏；工业实训模块至少包括通信连接的PLC控制器、工业设备、视觉检测模块和工业哑设备，方法包括：通过PLC控制器控制工业设备、视觉检测模块和工业哑设备进行工业生产操作；通过数据采集网关采集工业生产操作时的工业数据，并将工业数据上传至云端服务器；通过云端服务器对工业数据进行计算处理，得到数据指标，以通过可视化大屏将数据指标进行可视化显示。
[0014]本申请提供的工业互联网教学实训系统和方法，该工业互联网实训系统包括工业实训模块、数据采集网关、云端服务器和可视化大屏；其中，工业实训模块至少包括通信连接的PLC控制器、工业设备、视觉检测模块和工业哑设备，PLC控制器用于控制工业设备和工业哑设备进行工业生产操作；数据采集网关用于采集工业生产操作时的工业数据，并将工业数据上传至云端服务器；云端服务器用于对工业数据进行建模处理，得到数据指标，以通过可视化大屏将数据指标进行可视化显示。该系统可以工业实训模块在工业环境下进行操作，并通过数据采集网关将操作对应的工业数据上传至云端服务器，通过云端服务器建模处理后进行工业可视化显示，可以在实训教学时，直观真实的进行工业生产时的应用全流程的可视化显示，改善了实训教学时学生仅能接触基于底层设备的调试单一工作任务，从而提升了实训教学的效果。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]图1为本申请实施例提供的一种工业互联网实训系统的结构图；
[0017]图2为本申请实施例提供的一种工业机器人操作示意图；
[0018]图3为本申请实施例提供的一种数据上云的示意图；
[0019]图4为本申请实施例提供的另一种数据上云的示意图；
[0020]图5为本申请实施例提供的一种工业互联网平台的示意图；
[0021]图6为本申请实施例提供的一种数字孪生建模模块示意图；
[0022]图7为本申请实施例提供的一种工业互联网教学实训方法的流程图；
[0023]图8为本申请实施例提供的一种视觉检测方式的示意图；
[0024]图9为本申请实施例提供的另一种视觉检测方式的示意图。
具体实施方式
[0025]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0026]因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种工业互联网教学实训系统，其特征在于，所述工业互联网实训系统包括：工业实训模块、数据采集网关、云端服务器和可视化大屏；其中，所述工业实训模块至少包括通信连接的PLC控制器、工业设备、视觉检测模块和工业哑设备，所述PLC控制器用于控制所述工业设备、视觉检测模块和工业哑设备进行工业生产操作；所述数据采集网关用于采集工业生产操作时的工业数据，并将所述工业数据上传至所述云端服务器；所述云端服务器用于对所述工业数据进行计算处理，得到数据指标，以通过所述可视化大屏将数据指标进行可视化显示。2.根据权利要求1所述的工业互联网教学实训系统，其特征在于，所述工业设备包括工业机器人，所述工业哑设备至少包括冲床、工件上料台、工件加工固定模块和工件回收台；所述工业机器人将工件物料从所述工件上料台搬运放置于所述工件加工固定模块，以通过冲床进行生产加工，得到工件成品；所述视觉检测模块用于对所述工件成品进行视觉检测，将所述工件成品划分为合格品和次品；通过工业机器人对合格品和次品进行工件分拣，以将合格品和次品置于对应的工件回收台。3.根据权利要求2所述的工业互联网教学实训系统，其特征在于，所述工业机器人用于吸取工件物料放置于工件加工固定模块的工件固定模具，通过所述冲床对工件加工固定模块处的工件物料执行冲孔操作，得到工件成品；其中，所述工业机器人包括关节机械手臂和气动吸盘末端夹具；完成冲孔操作后，所述工业机器人吸取所述工件成品放置于视觉检测模块对应的位置，并在视觉检测结束后，根据视觉检测划分的合格品和次品进行分拣动作，吸取工件放置到合格品和次品对应的工件回收台。4.根据权利要求1所述的工业互联网教学实训系统，其特征在于，所述工业数据包括在进行工业生产时PLC控制器的生产流程数据、工艺数据、输入输出数据、工业机器人的动作数据、工业哑设备的设备状态数据；所述数据采集网关包括第一数据采集网关和第二数据采集网关；所述第一数据采集网关用于采集所述生产流程数据、工艺数据、输入输出数据和工业机器人的动作数据；所述第二数据采集网关用于采集所述工业哑设备的设备状态数据。5.根据权利要求4所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈立峰，郑飞，叶菲，李琦，赵丽微，葛晓华，段文娟，黄志萍，林延垚，钟家发，
申请(专利权)人：树根互联股份有限公司，
类型：发明
国别省市：