一种工业互联网一体化实训平台制造技术

本发明专利技术涉及一种工业互联网一体化实训平台，包括：工业网络单元，工业网络单元包括：环网两层管理交换机、环网三层管理交换机、无线网络节点、网络安全模块；现场总线执行单元用于生产制造设备监控和生产办公环境检测；工业网络标识单元用于通过条形码、二维码、无线射频识别标签来识别物品信息并通过工业网络单元传输相关数据；控制与边缘计算单元用于单元间的数据交互、工作流程及信号处理以及现场层的数据采集；数据应用单元用于实现系统的数据可视化和管理智能化；控制与边缘计算单元、工业网络标识单元和现场总线执行单元均通过工业网络与所述数据应用单元连接。该实训平台集教学、开发、实训、竞赛于一体，适用于各大院校开展综合实训。开展综合实训。开展综合实训。

【技术实现步骤摘要】
一种工业互联网一体化实训平台


[0001]本专利技术涉及一种实训系统，尤其是一种工业互联网一体化实训平台。

技术介绍

[0002]随着互联网的发展，工业应用也越来越多，但是现有的智能生产的教学还是基于零散的流水线模式，无法形成大系统，导致对基于互联网的应用的教学形成空白。

技术实现思路

[0003]为解决上述问题，本专利技术提供一种集教学、开发、实训、竞赛于一体，适用于各大院校开展综合实训的一种工业互联网一体化实训平台，具体技术方案为：
[0004]一种工业互联网一体化实训平台，包括：工业网络单元，所述工业网络单元包括：环网两层管理交换机、环网三层管理交换机、无线网络节点、网络安全模块；现场总线执行单元，用于生产制造设备监控和生产办公环境检测；工业网络标识单元，用于通过条形码、二维码、无线射频识别标签来识别物品信息并通过工业网络单元传输相关数据；控制与边缘计算单元，用于单元间的数据交互、工作流程及信号处理以及现场层的数据采集；数据应用单元，用于实现系统的数据可视化和管理智能化；其中，所述控制与边缘计算单元、所述工业网络标识单元和所述现场总线执行单元均通过所述工业网络与所述数据应用单元连接。
[0005]优选的，所述环网两层管理交换机工作于数据链路层，用于完成数据的转发；所述环网三层管理交换机工作于网络层，用于数据包的高速转发；所述无线网络结点工作在AP或Client的覆盖传输模式，以及Router上网模式；所述网络安全模块用于对不同层级的网络进行访问权限的管理以及数据的监控。
[0006]优选的，生产制造设备监控系统包括：总线IO，用于与具有Modbus TCP主站的控制器相链接，形成一个Modbus TCP实时以太网系统；开关量信号组，包含光电开关、微动开关、红色带灯按钮、绿色带灯按钮、黄色带灯按钮、闪光蜂鸣器；变频调速电机；智能能耗采集模块，完成电能采集、测量及数据传输；通信链路转换模块，用于实现串口到以太网口的数据的双向透明传输；及振动传感器，用于实时采集设备的振动数据，通过振动情况判断机器的运行状况。
[0007]优选的，所述生产办公环境检测系统包括：光照传感器、温湿度传感器、氧气浓度传感器。
[0008]优选的，所述工业网络标识单元包括RFID电子标签系统和条码阅读器。
[0009]优选的，所述控制与边缘计算单元包括电气控制系统和边缘计算系统，所述电气控制系统用于单元间的数据交互、工作流程及信号处理，所述边缘计算系统用于现场层的数据采集。
[0010]进一步的，所述边缘计算系统包括边缘控制器，所述边缘控制器用于直接采集、处理、分析和保存来自多个来源的生产数据，并将其传送到本地或基于云的系统。
[0011]优选的，所述数据应用单元包括云平台、工业APP系统、MES生产管理系统、机电一体化数字孪生套件和计算机。
[0012]进一步的，所述云平台用于数据接入、远程监控、多屏协作、远程调试、信息展示和权限管路，其中，所述多屏协作包括通过PC端、PAD、手机APP进行设备监控、数据监控、报警监控、报表管理、视频监控、运维管理、消息管理，并且和云端保持同步和联动。
[0013]进一步的，所述工业APP系统用于拖曳图形化编程。
[0014]与现有技术相比本专利技术具有以下有益效果：
[0015]本专利技术提供的一种工业互联网一体化实训平台围绕制造业数字化智能化应用，融入工业互联网、工业网络通信、数字孪生和大数据等技术，帮助院校师生了解和掌握“先进制造+工业互联网”方面的发展趋势及新知识、新技术和新技能的应用，促进和引导工业互联网相关专业建设，探索推进工学结合人才培养模式和课程教学的改革与创新，提升院校教师及职工的智能制造及工业互联网技术应用水平，并为制造业数字化转型培养工业互联网技术应用的复合型高素质创新应用和技术技能人才。
附图说明
[0016]图1是本专利技术的结构框图。
具体实施方式
[0017]现结合附图对本专利技术作进一步说明。
[0018]本方案基于生产制造典型应用场景搭建一个教学实训的工业互联平台，包含环网两层管理交换机、环网三层管理交换机、无线网络节点、网络安全模块、生产制造设备监控系统、生产办公环境检测系统、RFID电子标签系统、条码阅读器、电气控制系统、边缘计算系统、云平台工业APP系统、MES生产管理系统、机电一体化数字孪生套件、计算机等设备。平台围绕工业网络、现场总线以及传感器数据采集和应用，结合PLC、人机界面、传感器、RFID等自动化设备，组成典型的工业网络系统，可实现工业数据采集、工业以太网、现场总线、边缘计算等实训教学。
[0019]一种工业互联网一体化实训平台以真实工业互联网应用场景为依托，涵盖了数字化技术应用与工业互联网所需元素，在不依赖实物智能装备情况下，可实现工业网络搭建到数据采集与处理相关教学实训。
[0020]与传统教学相比，本产品具有如下教学优势：
[0021]采用开放式结构，便于实训教学；
[0022]网络结构层次分明，线路清晰明了；
[0023]教学应用场景丰富，且学生参与性较强；
[0024]配备数字孪生软件，可在虚实结合的环境中进行实训教学；
[0025]不依赖实物智能装备，可同时配置多套，满足多人实训需求。
[0026]如图1所示，具体的，一种工业互联网一体化实训平台，包括：工业网络单元，所述工业网络单元包括：环网两层管理交换机、环网三层管理交换机、无线网络节点、网络安全模块；现场总线执行单元，用于生产制造设备监控和生产办公环境检测；工业网络标识单元，用于通过条形码、二维码、无线射频识别标签来识别物品信息并通过工业网络单元传输
相关数据；控制与边缘计算单元，用于单元间的数据交互、工作流程及信号处理以及现场层的数据采集；数据应用单元，用于实现系统的数据可视化和管理智能化；其中，所述控制与边缘计算单元、所述工业网络标识单元和所述现场总线执行单元均通过所述工业网络与所述数据应用单元连接。
[0027]工业网络单元中，工业网络通信设备由2套环网两层管理交换机、2套环网三层管理交换机、无线网络节点、网络安全模块组成，可为各层级网络提供对应的数据通信服务，打通网络数据流，实现现场数据的快速、精确采集与网络通信。
[0028]环网两层管理交换机工作于数据链路层，用于完成数据的转发。交换机支持单环、多环组网，快速环网，可有效避免网络环路、广播风暴等现象，保护工作数据，提高网络可靠性。
[0029]环网三层管理交换机工作于网络层，具备三层网管功能。交换机具有强大的环境适应力和高速的拓扑自愈性，不仅可以实现数据包的高速转发，还可以根据不同网络状况达到最优网络性能。
[0030]工业级双频无线接入点采用工业级选材、设计、工艺，保障极端条件与强干扰条件下的稳健通信。可工作在AP或Client的覆盖传输模式，以及Router上网模式。高发射功率，增强双频漫游等技术，为智能制造，仓储物流，交通，电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种工业互联网一体化实训平台，其特征在于，包括：工业网络单元，所述工业网络单元包括：环网两层管理交换机、环网三层管理交换机、无线网络节点、网络安全模块；现场总线执行单元，用于生产制造设备监控和生产办公环境检测；工业网络标识单元，用于通过条形码、二维码、无线射频识别标签来识别物品信息并通过工业网络单元传输相关数据；控制与边缘计算单元，用于单元间的数据交互、工作流程及信号处理以及现场层的数据采集；数据应用单元，用于实现系统的数据可视化和管理智能化；其中，所述控制与边缘计算单元、所述工业网络标识单元和所述现场总线执行单元均通过所述工业网络与所述数据应用单元连接。2.根据权利要求1所述的一种工业互联网一体化实训平台，其特征在于，所述环网两层管理交换机工作于数据链路层，用于完成数据的转发；所述环网三层管理交换机工作于网络层，用于数据包的高速转发；所述无线网络结点工作在AP或Client的覆盖传输模式，以及Router上网模式；所述网络安全模块用于对不同层级的网络进行访问权限的管理以及数据的监控。3.根据权利要求1所述的一种工业互联网一体化实训平台，其特征在于，生产制造设备监控系统包括：总线IO，用于与具有Modbus TCP主站的控制器相链接，形成一个Modbus TCP实时以太网系统；开关量信号组，包含光电开关、微动开关、红色带灯按钮、绿色带灯按钮、黄色带灯按钮、闪光蜂鸣器；变频调速电机；智能能耗采集模块，完成电能采集、测量及数据传输；通信链路转换模块，用于实现串口到以太网口的数据的双向透明传输；及振动传感器...

【专利技术属性】
技术研发人员：盛力源，许辉，李冰，吕文正，
申请(专利权)人：江苏汇博机器人技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：