ZNGY-W02型 工业互联网数字孪生综合实训台

一、平台应用概述

随着新技术的成熟，新型的、先进的应用将来自5G、人工智能（AI）和物联网（IoT）的融合。这种融合将创造出一个智能连接的世界，对所有个人、行业、社会和经济产生积极影响。工业互联网学科都离不开相关成熟学科的支撑，通过学科交叉及其知识集成构成新专业新学科。作为学科交叉极强的工程新兴专业，如何构建其科学合理的课程体系成为该专业建设面临的首要教学需求。

该实训室建设内容按照《工业互联网产业人才岗位能力要求》为蓝本，分为五部分模块和能力培养内容：

1、工业大数据与工业智能：

基于工业控制、工业总线以及传感网，进行数据采集及预测性维护等，通过掌握网络通讯、数据存储以及工业总线技术等进行的计算机软件控制及数据开发。

2、数据存储与部署：

基于云计算、数据库以及服务器部署等要求，通过数据库链接至云平台形成工业云端数据存储，定义设备功能和分类，形成基于微服务架构的工业物联网系统云平台。

3、工业应用与互联网：

基于前端设计、包含通过HTML，CSS及JavaScript等前端应用技术，通过前端服务器完成对工业应用的各种界面及应用端开发；

4、工业APP：

基于工业互联网，工业 APP 是面向工业产品全生命周期相关业务(设计、生产、实验、使用、保障、交易、服务等)的场景需求，把工业产品及相关技术过程中的知识、最佳实践及技术诀窍封装成应用软件

5、工业人工智能：

基于工业互联网数据传输，定制专业的人工智能判断专家系统，以机器视觉、云AI搜索、语音智能为主流，给与工业控制的智能化判断及应用。

二、工业互联网网络集成与实践平台

（一）产品概述

工业物联网实训平台是一款工业物联网综合教学实训平台，包含了完整的工业物联网架构，包括：感知设备、执行机构、无线传感网络、有线传感网络、工业主控机构、工业物联网云平台、工业大数据分析平台。工业物联网实训平台使用了工业物联网、嵌入式、大数据、移动应用、人工智能等新兴技术，同时内置工业互联云平台，为高校相关学科专业升级和改革提供教学、实验和科研支撑。

工业物联网实训平台能够满足工业互联网的教学、实训课程需求，包括：《物联网短距离无线通信》、《物联网长距离无线通信》、《工业物联网》、《工业自动化控制》、《物联网应用技术》、《机器视觉技术》等。

（二）产品形态

产品尺寸上，工业物联网实训平台高180cm，宽80cm。

工业物联网实训平台结构上使用工业铝型材和冷轧钢板，面板采用网孔板设计。孔板通过线槽分割成的宫格结构，方便装卸非常适合快速多次的实践教学，非常灵活方便，在满足理论和实验教学的同时，还能够进行综合布线等拆装操作，实验平台支持多名学生同时操作和学习。

工业互联网智能网关实验台以工业智能网关为核心，结合PLC、伺服系统、RFID等自动化设备，实现工业数据采集、工业以太网、现场总线、边缘计算、云服务开发、远程访问等实验教学。通过该系统，学生可以掌握工业互联网应用开发流程。

（三）工业互联网开发资源库

工业物联网实训平台提供三层架构的软硬件资源，包括：设备层、平台层、应用层，为相关教学提供配套的教学、实验、实训资源。所有硬件和教学资源全部开源开放，提供线上线下教学，微课视频等教学资源，让教学更轻松，项目开发更容易，售后服务更便捷。

（四）机电组成清单

该产品由五大单元构成，分别是：

1、工业主控监控单元；

2、工业滑台加工单元；

3、车间环境监控单元；

4、工业原料传送单元；

5、厂区环境监测单元。

实训平台提供完整的主控监控单元，包括：工控主机、工控PLC、工控网关、远程IO模块、HMI工控屏、高清球机、CAN网关；所有工业组件采用可拆卸式安装，预留接线接口和编程接口。

三、配套工业互联网实训课程资源包

工业互联网是一套综合化应用课程体系。互联网系统作为信息化和自动化的结合点，具有无限放大的潜力和优势。工业自动化包含采集、传输、计算等环节，而物联网是全面感知、可靠传递、智慧处理，两者是相通的。互联网只是更加强调数字化、智能化应用及云计算部署。工业互联网所需要的自动控制、信息传感、射频识别等属于其上游技术和产业，而下游则是智能控制技术的应用。

1、构建工业互联网课程资源库

根据工业互联网、自动化、计算机，学科共融，结合行业应用，建设课程资源库如下：

工业互联网场景实训案例库

提供丰富的课程开发案例，以及视频+工程+素材手册，形成示范性课程应用

提供校企共建设计、教师自建的课程案例素材，可根据平台快速建设行业应用课程；

2、主要实训教学功能

（1）工业场景应用，从设备层、驱动层、控制层、数据层、应用层，实现学生对智能制造经典五层架构的认知及应用；

（2）常见工业总线搭建，包含物理链路RS485、CAN、以太网，通讯协议等

（3）常见无线通讯网络组网，如WiFi、433M、lora、zigbee、4G、5G等

（4）常见工业控制执行单元，DI/DO、AI/AO、电机、变频、仪器仪表、传感器等

（5）边缘计算单元，数据处理、数据汇聚、数据逻辑计算、常见边缘算法等

（6）数字工位单元，人机交互、生产协同、生产管理、边缘协同等

（7）手机APP搭建，基于工具化的二次开发软件，快速构建手机APP，实现远程监视、远程控制、实时数据、实时曲线、历史曲线、数据分析等

（8）大屏网页搭建，设备建模、实现远程监视、远程控制、实时数据、实时曲线、历史曲线、数据分析等。