工业互联网物联网实训台 NEW-IOI

一、背景

      工业互联网已经成为了物联网行业的重要组成部分。为帮助高校和培训机构发展培养工业互联网人才，满足工业互联网的快速发展需求，我公司推出工业互联网实训台，旨在帮助用户快速学习常见的工业应用场景的物联网改造方法，加快工业应用的智能化改造步伐。本方案适用于高职本科院校。

二、方案

1. 实训平台包含的无线通信节点包括WiFi、LoRa、4G、NB-IOT、蓝牙和zigBee。通信节点包含MCU（STM32），可实现二次开发。

2. 实训平台包含的总线通信包括RS232、RS485、CAN、Modbus RTU、Modbus TCP、Profibus和Profinet。

3. 实训平台选用西门子S7 1200作为核心控制PLC。具体CPU型号为CPU 1212C DC/DC/DC，IO:8输入/6输出，2路模拟输入，24V/1.2A直流供电，搭载PROFIBUS通信模块CM 1243-5（PROFIBUS 主站，订货号：6GK7 243-5DX30-0XE0）实现profibus通信，RS485通信板CB 1241 RS485（订货号：6ES7 241-1CH30-1XB0）实现modbus通信。

4. 实训平台搭载台达单相变频器VFD004EL21A，尺寸为174*136*72mm，输入电压为单相230V，输出功率为0.4kW。变频器内置国际标准MODBUS，支持PROFIBUS通信模块CME-PD01，与PLC的通信模块实现PROFIBUS通信。变频器驱动0.2kW三相交流电机，电机尺寸为：180*104*104。

5. 实训平台搭载powmax/国迈伺服驱动系统，型号为POWSM-T-M1-60-01330AS4，额定电压为220V，功率为400W，脉冲信号为24V，伺服电机尺寸为151*60*60mm。

6. 实训平台搭载24V直流减速电机，功率35W，尺寸60*60*125m，额度转速500转，可以通过调速器实现转速调节。

7. 实训平台搭载六轴机械臂，作为机械臂控制实验的执行机构，机械臂控制实验可以帮助学生掌握舵机的使用和modbus RTU通信协议的应用。

8. 实训平台搭载多种传感器，包括温湿度传感器、光照传感器、大气压力检测传感器、二氧化碳传感器、烟雾传感器、可燃气传感器、火焰检测传感器、震动传感器、磁检测传感器、粉尘传感器、噪声传感器和雨雪气象传感器。传感器搭载或外接到传感器检测模块上，模块自带MCU，实现传感器数据的采集。模块带modbus和CAN总线通信接口，可以和通信节点进行数据交互。

9. 实训平台搭载zigbee组网节点，实现设备的组网控制和检测。组网节点和通信节点组合可以实现多种zigbee网关设计。组网节点与传感器和机械臂通过modbus通信协议实现数据交互。

10. 实训平台搭载工业级双串口服务器，实现RS232/485转以太网模块ModbusTCP/RTU通信。

三、实训台特点

      实训台具有实验场景丰富的特点。实训台的工业场景主要包括交通灯控制、生产环境监测、气动控制、步进电机控制和机械臂控制。基于这5个应用场景，实训台配套有5个应用实验和组网控制综合实验。每个实验均能帮助用户掌握一定的开发技能。其中，交通灯控制实验帮助用户掌握PLC的I/O控制功能和触摸屏的位控制与位状态展示功能。生产环境监测实验帮助用户掌握PLC的传感器数据采集功能和触摸屏的数据展示和历史数据查询功能。气动控制实验帮助用户掌握气动控制的工作原理和气动系统设计能力。步进电机控制实验帮助用户掌握步进电机的控制方法和应用能力。机械臂控制实验帮助用户了解机械臂的控制原理，掌握普通机械臂的应用开发能力。五个应用实验中，均需要用到通信节点，因此通过五个应用实验，能帮助用户掌握WiFi通信节点、2G通信节点、4G通信节点和NB-IoT通信节点的应用开发原理。最后通过Zigbee网关和组网模块，结合多个场景，可以帮助用户掌握工业组网的应用开发能力。

      实训台具有通信方式多样、通信流程开源的特点。实训台的通信节点和组网模块均对用户完全开源。通过实训台的应用学习，能帮助用户掌握WiFi、LoRa、NB-IoT、4G、蓝牙和zigBee通信模组的使用，掌握通信节点和组网模块的应用开发能力。

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