SBHL-01A工业互联网技术应用综合平台

一、概述

工业互联网技术应用综合平台集成PLC、工业以太网、现场总线、工业机械手、RFID、传感检测系统、视觉检测系统等，应至少支持工业现场总线设备、工业控制、边缘计算、工业网络技术、数据信息采集等工业互联网应用场景，要求还应至少融入云平台数据管理与ERP、MES管理系统，可实现对生产现场的实时监控、调度和优化等功能。

（图片仅供参考、以实际配置为准）

二、工业互联网技术应用综合设备技术指标

1.工作台尺寸：长×宽×高 1600mm×800mm×1800mm；

2.输入电源：AC 220V±10% /50HZ；输入功率：≤3kw；

3.设备重量: ≈450kg；

4.安全保护：具有接地保护、漏电保护功能，安全性符合相关的国际标准。采用高绝缘的安全型插座及带绝缘护套的高强度安全型实验导线。

三、工业互联网技术应用综合实训设备功能与特点

1.设备的网络拓扑构成：

设备由控制网络单元和设备单元组成。控制网络单元要求至少包含三层交换机、防火墙、物联网关、PLC、变频器、伺服、触摸屏、工业交换机、按钮、指示灯等器件，能够实现工业网络搭建、工业通讯应用、工业现场接线编程等，最终实现对设备单元的统一控制；设备单元包含RFID、视觉、伺服电机、三相异步电机、传感器、电磁阀等器件，可实现对环形输送线、视觉检测单元的控制。控制网络单元和设备单元均可拆卸更换，设备模块相对独立，可根据需求灵活配置、组合。

2.信息管理

1)MES制造执行单元：

系统要求根据选手所有工作任务均从个性化需求订单及共线生产出发，允许用户通过平台进行任务下发，并进行共线生产的全自动化作业。从订单加工、生产、装配到成品的检测，订单制造过程的每一个环节，均可通过MES 软件进行实时查询与追踪。本单元包含基础数据、仓位管理、设备单元管理，报警参数设置、设备运行及生产订单管理操作界面，要求如下：

（1）基础数据界面：可进行对工厂信息、用户信息、设备信息、生产订单进行设置。

（2）数据管理单元：可对设备数据、输送供料、旋转供料、高度检测、钢珠装配、入库、分拣检测等单元，可对其进行单站单机运行测试，并提取各设备的状态信息，比如环境检测、伺服状态、生产状态、库位状态等。

（3）设备数据管理界面：可对设备数据状态进行数据采集，包括电压、功率、温度、湿度、大气压力、振动数据等信息。

（4）生产订单界面：可对其进行订单的创建，明细的添加，订单下发等。

（5）报警参数设置界面：可对设备数据状态进行阈值设置，包括电压、功率、温度、湿度、大气压力、振动数据等信息

2)信息层云平台单元：

平台采用国产企业级平台，界面制作便捷，功能丰富，数据处理稳定。平台功能包括设备接入、设备管理、数据存储、数据展示、数据分析、用户管理、维保工单、配方管理等功能。平台免编程可快速便捷实现产品与系统的联接，实现物联平台。可实现多样快捷的连接监控方式（业务系统、地图、视频监控）， 实时、精准的数据信息来源，精准高效的数据透视（柱状图、趋势图、定制数据透视报表），设备间更紧密的组合联动（ 多台 PLC 构成的设备系统的集中监控）。

具体内容如下：

（1）项目配置：项目支持导入、导出、删除、编辑，方便操作，包括设备配置、项目组态配置、报警源配置、设备状态统计、条件赋值、报表。

（2）组态页功能：提供不同类型可编辑的基础元件、基础和高级控件，通过图形化界面呈现相关数据信息，使用户能够一目了然地查看整个系统的状态信息，组态界面用户可自定义，包括界面的布局，颜色，控件等。

（3）基础元件：直线，圆，矩形，文本，图片，折线，多边形，表格等；

基础控件：按钮、指示灯、按钮指示灯、数据显示、数据输入、数据控制、组合框输入、滑动输入、画面跳转、变量图片等。

（4）高级控件： 环形图、棒图、流体、轮播动画、历史曲线、实时曲线、日期时间、实时事件、历史事件、天气、视频控件、功能键、功能域。

（5）可根据需求编辑多个组态画面同时进行组合排列显示；

3)可视化数据管理单元：

可完成生产可视化、设备状态可视化、设备状态管理可视化。

4)工业网络设备

(1)环网三层管理工业交换机:提供≥8 个10/100/1000M 自适应RJ45端口和4个千兆 SFP 端口，ERPS 环网协议，RPL 配置，宽电压输入：9.6V~60VDC，IEEE1588 精密时钟同步协议，亚微秒级同步精度，多种安装方式：导轨式安装+壁挂安装，三层路由协议、完备的安全防护机制和完善的 ACL\QoS 策略，两路电源输入，冗余备份，大大提高产品供电可靠性，EMC高防护等级，无惧各种恶劣环境。

(2)工业级防火墙：≥双核 64 位网络专用处理器，单核主频≥1GHz，≥1GB DDRIV 高速内存；≥3 个10/100/1000M RJ45 端口,≥1 个 MGMT 管理口；工业级工作温度：-40℃~75℃；EMS 高级防护，三冗余电源输入；支持端口 bypass功能，断电后端口直连；支持配置安全策略、审计策略、带宽策略、NAT策略、ALG策略等；支持多种安全防护功能，防御 ARP 欺骗、ARP攻击、DDoS 攻击、网络扫描、可疑包攻击等；支持可拓展的一体化 DPI 深度安全（入侵防御、反病毒、文件过滤、恶意域名远程查询、应用行为控制），特征库定期更新；支持丰富的策略对象（安全区域、地址、用户、服务、网站、应用、黑白名单、安全配置文件、入侵防御、审计配置文件等）；支持丰富的网络功能；多管理员角色，精细化权限管理。

(3)边缘网关：应采用 mips架构CPU，主频不低于300MHz，内存不低于128M DDR，16M FLASH，支持WIFI和以太网接入网络，应能支持2路10M/100M自适应端口，应能支持RS232/RS485/RS422端口，应具有看门狗管理，应能支持数据采集、PLC远程上下载程序、断网续传和交换机功能。

(4)工业级双频无线接入点：适应-40℃～+75℃温度下严苛的工业级工作环境；冗余双路直流供电，以及标准 PoE 供电，适应工业环境组网要求，稳定可靠；IEC/EN 61000-4 高标准工业级防护设计，适应恶劣环境；2.4GHz 和 5GHz 双频段并发射频，无线速率可达 1900Mbps；独立功放电路，提升发射功率；支持设备工作为 AP 或 Client 两种覆盖/传输模式以及 Router 上网模式，应用灵活；强双频漫游技术，Client 模式设备可快速漫游至信号更优的 AP；无线冗余技术，干扰下设备通信不中断；标准 DIN 导轨/壁挂安装，维护简便；支持AC或商用网络云平台集中管理。

(5)环境传感器：能测量湿度、温度、大气压力、二氧化碳环境数据，支持RS485通讯，标准modbusRTU协议。要求设备系统配有嵌入式物联网技术软件，要求软件具有完全知识产权，软件可采集二氧化氮、PM2.5、土壤温湿度、火焰大小等传感器数据，具有数据传输、I/O控制等功能。

(6)智能电表：能实现对系统电压、电流、功率等电量的采集和显示，支持 RS485 通讯，采集的数据也可通过通讯传输给 PLC。

(7)LORA 模块：应能支持RS232、485-LoRa 通讯，纯射频模组，支持发送、接收数据，与PLC直接通讯。

(8)协议网关：应支持Modbus-RTU/ASCII到ProfiNet协议的转换

(9)IOT工业控制器：不低于I3-8145U/8G/128G。

3. 工业互联网技术应用综合设备层组成

1)设备由供料站点：传送带装置、传感器系统、视觉检测站点、到位阻挡站点、十字滑台、气动控制站点等组成。

2)供料站：提供塑料材质的物料，同时物料应包含白色、红色、黑色三种颜色。供料控制要求由一个供料气缸完成，气缸安装有传感器。物料用尽后需手动将物料加入供料库内。

3)传送带装置：要求由一条机械环形传送带为主体，控制由减速电机（三相电机带减速器）来完成，减速电机减速比不低于10:1，减速电机尾部要求至少安装一个增量式编码器作为反馈检测使用。

4)传感器系统：传感器安装在装置多处位置，如十字滑台的各个极限位置及原点位置、传送带装置上的到位传感器、颜色传感器、金属传感器、气缸上的到位传感器等。

5)视觉检测站点：工业视觉由支架、光源、智能相机等组成，可完成物料数量、外观、颜色等检测：具有强大的通信功能，至少支持 MODBUS-TCP、TCP/IP 和 S7 等通讯；工业相机彩色相机，尺寸：≥29 mm×29 mm×30 mm，，分辨率：≥2592×1944，相机像素≥500 万像素数据接口：不低于USB3.0，传感器类型：CMOS，卷帘快门，工作温度 0 ~ 50℃，储藏温度-30 ~ 70℃；视觉算法平台软件：要求兼容GigE Vision和USB3.0 Vision协议标准，可以接入多种品牌的相机。要求支持本地图像处理和相机数据图像处理光源：白色漫射 LED 环形灯。

6)到位阻挡站点：由一个阻挡气缸和一个到位近点传感器组成，当物料检测通过后由近点传感器发送信号控制阻挡气缸伸出，帮助物料准确入库。

7)十字滑台：由伺服电机控制的X轴滑台和气动控制的Y轴滑台组成，X轴滑台上安装至少三个传感器，分别为左极限、右极限、原点传感器，Y轴气爪夹取物料出入物料库。

8)气动控制站点：由一套气动系统组成，主要包含气泵、电磁阀、油水分离器、各类气动接头、气管等组成，负责给装置内气动部件提供动力。

9)电气控制系统：

(1)主控PLC：CPU 带有显示屏；工作存储器可存储 ≥150 KB 代码和1MB数据；位指令执行时间≤ 60 ns；4级防护机制，工艺功能：运动控制，闭环控制，计数与测量；跟踪功能；适用于所有PROFINET 接口：传输协议 TCP/IP，开放式用户安全通信，S7 通信，S7 路由，IP 转发，Web服务器，DNS客户端，OPC UA：服务器DA，客户端DA，方法，配套规范；PROFINET IO控制器，支持RT/IRT，性能升级 PROFINET V2.3，双端口。存储卡≥4MB。

(2)执行端控制PLC：≥125 KB 工作存储器；24VDC 电源，板载≥ DI14 x 24VDC 漏型/源型，板载 ≥DQ10 x 24VDC、AI2 和 AQ2；板载 6 个高速计数器和 4 个脉冲输出；信号板扩展板载式 I/O；最多 3 个通信模块用于串行通信；最多8个信号模块用于 I/O 扩展；PROFINET IO 控制器，双端口，智能设备，TCP/IP 传输协议，开放式用户安全通信，S7 通信，Web 服务器，OPC UA：服务器 DAPROFINET 接口，用于编程、HMI 以及PLC 间数据通信，配套相应的 PLC 编程软件。

(3)远程 I/O：≥2 个 RJ45 接口，24VDC 供电 性能稳定、抗干扰性能强，总线协议：PROFINET 、通用线缆：五类双绞线、传输距离：100m（站站距离）、传输速率：100Mbps、工作环境温度：-10～55°C ；相对湿度:5%～90%(无凝露）

(4)工业交换机：8个10/100M自适应RJ45端口，导轨式安装

(5)触摸屏：触摸操作,≥ 7寸TFT 显示屏，≥800 x 480 像素，≥64K 色；按键和触摸操作，≥8 个功能键；≥1 x PROFINET，≥1 x USB，以上器件均安装在移动安装盒上。

(6)变频器系统：额定输入：单相220-240V 18.0A 50/60Hz；额定输出：三相AC0-240V 8.0A，频率范围：0 - 500Hz；功率1.5KW；载波频率：0.8kHz - 11kHz可根据负载特性，自动调整载波频率；控制方式：V/F控制和SVC控制；转矩提升：自动转矩提升；手动转矩提升0.1% - 30.0%；输入端子：4个数字输入端子，其中1个支持最高20KHz的高速脉冲输入1个模拟量输入端子，支持 0 - 10V/0 - 20mA输入；输出端子：1个继电器输出端子，1个模拟输出端子，支持0 ~10V电压输出；1路RS485接口，支持modbus rtu ，can总线等通讯；LED显示：显示参数；环境温度：-10℃ 到+ 50℃；湿度：小于 95%RH，无水珠凝结；振动：小于 5.9m/s2（0.6g）；防护等级：IP20。

(7)伺服系统：支持 PROFINET 通信方式，输入电压200-240V，电机功率≥400W；

(8)空气压缩机：电源220V、额定功率≥550W、排气量≥58L/min、排气压力≥0.8MPa。

四、工业互联网技术应用综合平台配置清单