LG-MEW01型工業互聯網操作應用實驗平臺

一、平臺概述
LG-MEW01型工業互聯網操作應用實驗平臺架構基于數字雙胞胎，可進行水平擴充，滿足智能制造的典型應用場景；并能有豐富的數據接口，可以與MES、ERP、WMS等系統無縫對接。平臺支持移動APP、大屏網頁、支持實時監視、遠程控制、邊緣計算、數據分析等。
在教學實訓工業互聯網平臺基礎上可實現傳統實訓室的數字化改造，把原來實訓室智能制造生產設備接入到工業互聯網平臺，進行工業互聯網教學、實訓、科研。
同時，可搭建一個涵蓋工業互聯網基礎技術智能實訓室，囊括OT、IT、DT等多領域知識。包括物聯網技術、工業總線技術、協議轉換、邊緣計算、數據傳輸、無線網絡技術、設備建模、工廠建模、手機APP開發、大屏開發、遠程監控、數據統計分析、遠程運維、數字駕駛艙、數字工位、生產管理MES等，滿足基于工業互聯網的應用技術操作實訓與產業化應用服務。

二、主要功能
1、硬件配置功能
常見通訊協議轉換（Modbus-RTU、TCP、UDP，西門子S7、PPI；三菱計算機鏈接、MC、編程口，歐姆龍FINS Hostlink，松下Mewtocol協議，GE Controlnet、Ethernet/IP、DH+、DH協議，以及自由通訊協議非標協議）；
（1）常見工業總線搭建，包含物理鏈路RS485、CAN、以太網，通訊協議特點等；
（2）常見無線通訊網絡組網，WiFi、433M、lora、zigbee、4G、5G等；
（3）常見工業控制執行單元，DIDO、AIAO、電機、變頻、儀器儀表、傳感器等；
（4）邊緣計算單元，數據處理、數據匯聚、數據邏輯計算、常見邊緣算法等；
（5）數字工位單元，人機交互、生產協同、生產管理、邊緣協同等；
（6）手機APP搭建，基于工具化的二次開發軟件，快速構建手機APP，實現遠程遠程監視，遠程控制、實時數據、實時曲線、歷史曲線、數據分析；
（7）大屏網頁搭建，設備建模、實現遠程遠程監視，遠程控制、實時數據、實時曲線、歷史曲線、數據分析；
2、主要軟件包括：

圖3-2-1 平臺工具軟件

實訓室數字化改造功能
該平臺可對原有實訓室生產線進行數字化改造，把傳統設備升級為數字化設備，對數控機床、機器人、PLC和自動化生產線等實訓室進行智能化改造。利用傳感器、邊緣計算、大數據和工業互聯網技術改造實訓室的實訓設備和教學基礎設施，實現遠程監視、遠程控制、遠程維護、多設備協同、生產管理等功能。在每臺設備上加裝一套數字化改造套裝，有邊緣計算網關和數字工位量部分組成。

圖3-3-2 實訓室數字化改造架構圖

3、基于數字雙胞胎的教育實訓云平臺
利用目前先進的邊云協同架構，為實訓室搭建一套大數據云平臺，此平臺可進行日常教學、實訓、科研、競爭以及產學研合作等。該平臺自帶一套工業互聯網云操作系統，包含4個系列硬件，9套工具化SaaS軟件，構建成一個IT、OT、DT融合的工具平臺。平臺能力單組服務器可支撐100萬設備100ms的實時性，支持水平擴充，是目前國內技術領先的工業互聯網平臺。該平臺目前注冊開發者2.3萬多人，在建項目1600多個，累計額連接設備數量10萬多臺，應用企業1000多家，平臺積累的設備模型3萬多個。

圖3-3-3 工業互聯網平臺架構圖

圖3-4 應用案例圖

三、教學實訓項目
實訓教學系統涵蓋工業互聯網與智能制造結合應用的全部基礎技術，主要包括以下實訓項目，每個實訓項目有完善的實際應用場景與教學資源支撐：

序號	實訓項目名稱	序號	實訓項目名稱
01	工業通訊協議與數據采集實訓	12	邊緣計算應用教學實訓
02	工業總線實訓	13	設備建模實訓
03	通訊協議解析與適配實訓	14	5G+工業互聯網行業應用實訓
04	無線通訊網絡實訓	15	大數據分析實訓
05	工業通訊協議教學實訓	16	工廠可視化平臺搭建實訓
06	邊緣計算實訓	17	生產管理MES系統實訓
07	工業APP搭建實訓	18	遠程控制教學實訓
08	透明工廠搭建實訓	19	數據分析教學實訓
09	數字雙胞胎技術實訓	20	電子看板教學實訓
10	精益生產實訓	21	稼動率、OEE生產效率教學實訓
11	數字雙胞胎教學實訓

四、配置及參數

序號	名稱	技術指標
01	工業互聯核心技術實訓設備	一、邊緣計算單元 1.邊緣計算網關支持（設備數字化改造邊緣計算網關的全部功能）； 2.支持數字工位對接；二、工業控制總線單元 1.支持西門子S7工業通訊網絡； 2.支持三菱MC、計算機鏈接、編程口等工業通訊網絡； 3.支持RS485、CAN、工業以太網總線搭建；三、無線通訊網絡單元 1.支持wifi網絡系統搭建； 2.支持loRa網絡系統搭建； 3.支持433M網絡系統搭建； 4. 支持zigbee網絡系統搭建； 5. 支持4G、5G網絡系統搭建；四、工業控制單元 1.支持8路輸入觸發模擬；支持8路輸出控制模擬；并且可編程。 2.支持3路模擬量輸入2路模擬量輸出輸出模擬，包括4-20mA、0-10V等；四、數字工位單元 1.支持10寸觸摸式人機交互； 2.支持二次開發； 3.支持RS485、以太網通訊五、支持工業互聯網平臺實訓對接 1.支持以太網、4G方式上云； 2.支持平臺下行控制；六、規格尺寸 1.尺寸1000×1600×600mm； 2.帶文件及工具抽屜； 3.金屬冷板工藝； 4.網板方便安裝；
	設備數字化改造邊緣計算網關模塊	CPU: 主頻≥72MHz ARM cortex-M3 存儲：≥1024KB Flash+96KB RAM 串口：至少2路RS485、1路RS232；網口：至少1路10/100M以太網接口；支持CAN通訊； I/O: 4路DI、4路DO；支持IO擴展≥16個； I/O擴展點位：DI不少于192路、DO不少于192個、AI不少于192個、AO不少于96路；網絡制式與頻段：支持GMS 850/900/1800/1900MHz移動、聯通、電信2G 支持LTE FDD：B1/B3/B5/B8 支持LTE TDD：B38/B39/B40/B41 支持WCDMA：B1/B8 支持TD-SCDMA：B34/B39 支持 CDMA：BC0 支持GSM：900/1800MHz 支持 IEEE 802.11 支持2G/3G/4G/ADSL上云；上云點數：≥1024個字上云數據頻率：最快可達到100ms 支持小程序遠程監視、遠程控制；支持PC后臺設備建模；支持GIS定位；支持斷點續傳；支持數據分頻傳輸；支持本地存儲支持最大32Gb；支持邊緣計算、支持梯形圖編程；支持遠程在線編程、遠程升級；支持短信報警；支持各類協議轉換；供電電壓: DC24V；額定電流：0.2A；額定功率: 5W；環境溫度：-40℃-70℃；安裝方式支持導軌式安裝支持常見PLC、注塑機、機床協議串口協議： Modbus-RTU、三菱編程口、三菱計算機連接、三菱MC協議、西門子PPI、西門子MPI、歐姆龍HOSTLINK、松下MEWTOCOL； CAN1939、CANopen等；網口協議： Modbus-TCP、Modbus-UDP、歐姆龍FINS、西門子S7-200、西門子S7-300、西門子S7-400、西門子S7-1200、西門子S7-1500、Q系列三菱MC、OPCUA等；自由通訊協議；常見機床協議：FANUC、西門子、三菱、兄弟、HASS、赫克等常見機床協議；常見注塑機控制器協議：東華、弘訊、科強、star(思達爾)、寶捷信、諦洲、keba等控制器，涵蓋海天、伊之密、力勁、佳明、東華、海太、海雄、海達、泰瑞機器、今天、豐鐵、百塑、富強鑫、博創等常見注塑機品牌。
	教學實訓工業互聯網平臺	平臺基于數字雙胞胎技術；平臺面向用戶的應用軟件均為工具化軟件，可供學生、老師二次開發應用；工具化軟件應包含設備建模軟件、手機APP或者小程序、大屏網頁、電子看板、基于JSON的API接口、云組態、霧計算軟件等；支持1000臺以上設備站點接入能力、支持數據點位10萬以上；架構：采用Hadoop架構，分布式計算、分布式存儲；持消息中間件采用kafka、實時數據庫采用Reids、歷史數據庫采用open TSDB、檢索數庫采用ES保障系統實現，支持大數據高并發。數據響應性：支持10000臺設備100ms數據響應；服務器軟件部署模式：平臺關鍵軟件采用docker容器技術進行部署和管理，沙箱機制充分隔離各個應用。安全性：數據傳輸采用加密協議、服務器端具有容災備災功能，保障數據安全。易維護性：支持遠程維護、升級、支持灰度升級；接口：以WebService、JSON供語言無關的數據訪問接口，可供上級監管系統調用或相關方系統調用。接口具備完善的身份認證機制，僅經過允許的系統能夠調用。系統不對外提供可能影響系統安全性的接口。主要接口包括一下類別：系統身份認證接口；設備維保信息接口；人員身份認證接口；設備模型訪問接口；實時數據訪問接口；報警信息訪問接口；歷史數據訪問接口；分析結果訪問接口；接口調用數據響應實時性ms級。提供后臺管理平臺、邊緣計算、霧計算、客戶端等用戶可二次開發應用的工具軟件。

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