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一、產(chǎn)品簡(jiǎn)介

LGHL-04A 工業(yè)能耗監(jiān)控實(shí)訓(xùn)臺(tái)，是針對(duì)工業(yè)互（物）聯(lián)網(wǎng)專業(yè)、電氣自動(dòng)化專業(yè)、測(cè)控技術(shù)及儀器專業(yè)而設(shè)計(jì)的過程控制系統(tǒng)，涵蓋工業(yè)自動(dòng)化儀表、可編程控制器、工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線、組態(tài)開發(fā)、低代碼開發(fā)等技術(shù)，幫助學(xué)生掌握工業(yè)數(shù)據(jù)采集、過程控制、數(shù)據(jù)入網(wǎng)、數(shù)據(jù)分析的方法。
實(shí)訓(xùn)臺(tái)以水、氣/汽、電能耗監(jiān)測(cè)為背景，采用液位計(jì)、流量計(jì)、溫度變送器、壓力變送器、電磁閥、水泵、氣泵、電氣控制箱、水箱等裝置模擬工業(yè)場(chǎng)景下的水循環(huán)、氣循環(huán)、電能監(jiān)測(cè)常見的過程控制系統(tǒng)。其中水箱作為液體盛放和氣體導(dǎo)入的氣液混合容器，模擬化工行業(yè)常見的化工產(chǎn)品制備工藝場(chǎng)景。通過現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控裝置及傳輸模塊，將液位、流量、壓力、水溫、氣溫、電壓、電流、電量等過程控制參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，傳輸?shù)侥茉垂芾砥脚_(tái)，達(dá)到工業(yè)水、汽、氣、電等至少三種數(shù)據(jù)采集控制、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)分析及可視化展示的目的。

二、硬件結(jié)構(gòu)

★投標(biāo)時(shí)提供工業(yè)能耗監(jiān)控實(shí)訓(xùn)臺(tái)省級(jí)或以上第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)出具的檢測(cè)報(bào)告。
1、水、氣循環(huán)系統(tǒng)
水、氣循環(huán)系統(tǒng)主要使用流量計(jì)、壓力表、溫度表、液位計(jì)等傳感器測(cè)量水循環(huán)系統(tǒng)、氣循環(huán)系統(tǒng)中的物理量參數(shù)，使用磁力泵、空壓機(jī)等執(zhí)行裝置為循環(huán)系統(tǒng)提供動(dòng)力源。
2、蒸汽循環(huán)系統(tǒng)
蒸汽循環(huán)系統(tǒng)主要包括：氣動(dòng)閥（角座閥）、蒸汽發(fā)生器、機(jī)械風(fēng)輪、蒸汽溫度傳感器等，蒸汽管道包裹著隔熱材料，防止?fàn)C傷，如圖所示。
3、電氣控制箱
電氣控制器箱采用不銹鋼材質(zhì)帶鎖電箱，安全防護(hù)，主要包括：PLC控制器、變頻器、三相電能表、交流接觸器、繼電器、接線端子、HMI人機(jī)交互屏、電源總開關(guān)及電源指示燈4、通訊設(shè)備
系統(tǒng)配備串口服務(wù)器和智能網(wǎng)關(guān)，可將PLC工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換到以太網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與TCP/IP協(xié)議網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)雙向傳輸，擴(kuò)展工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的通信距離。
系統(tǒng)配置智能網(wǎng)關(guān)，經(jīng)過設(shè)置，可以將實(shí)訓(xùn)臺(tái)接入到自有云平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程工業(yè)用水流量、壓力、液位的采集，工業(yè)氣體流量、壓力的采集，工業(yè)用電電壓、電流、電量的采集。

三、產(chǎn)品功能

1、水循環(huán)控制功能
系統(tǒng)通過變頻器控制磁力水泵，將儲(chǔ)水箱的水抽取注入1#號(hào)水箱。系統(tǒng)控制器通過實(shí)時(shí)采集1#水箱液位的上下限，自動(dòng)控制水泵的開關(guān)。通過實(shí)時(shí)液位差壓傳感器，控制連通閥門的開關(guān)，使得1#與2#水箱液位達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。同時(shí)，實(shí)時(shí)采集液位、流量、壓力、水溫等系統(tǒng)參數(shù)。
點(diǎn)擊“自動(dòng)啟動(dòng)”，系統(tǒng)就會(huì)控制水泵抽水，將儲(chǔ)水箱的水抽取到1#號(hào)水箱。此時(shí)界面上水箱1的液位會(huì)自動(dòng)上升，壓差也會(huì)逐漸上升。
2、氣動(dòng)控制功能
控制空壓機(jī)壓縮空氣，向管道持續(xù)注入空氣。實(shí)時(shí)采集氣體壓力、氣體流量，通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)氣壓參數(shù)上下限，自動(dòng)控制氣動(dòng)閥門的開關(guān)，從而帶動(dòng)氣動(dòng)馬達(dá)的運(yùn)行，將氣能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。系統(tǒng)軟件界面如圖所示。
當(dāng)壓力達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)，停止注入壓縮空氣，系統(tǒng)打開出口氣閥，關(guān)閉近泵氣閥，壓縮空氣從管道排出，驅(qū)動(dòng)風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)，壓力越大，風(fēng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)越快。
3、蒸汽控制功能
通過控制加熱器工作對(duì)蒸汽發(fā)生器的水體進(jìn)行加熱。產(chǎn)生的蒸汽通過氣體管道輸送到水箱進(jìn)行冷卻。系統(tǒng)實(shí)時(shí)檢測(cè)氣體溫度、蒸汽流量、蒸汽壓力等參數(shù)。
大約2-3分鐘會(huì)產(chǎn)生蒸汽，可以看到蒸汽管道溫度儀表數(shù)值逐漸上升，軟件界面的溫度值也同步上升。
4、（三相）電能監(jiān)測(cè)功能
采用智能電流電壓表實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)總電源、氣循環(huán)控制系統(tǒng)、水循環(huán)控制系統(tǒng)運(yùn)行消耗的電壓、電流、頻率、功率等，進(jìn)行電能采集分析，如圖所示。
5、本地可視化展示功能
（1）HMI組態(tài)可視化
實(shí)現(xiàn)水循環(huán)、氣循環(huán)、蒸汽循環(huán)、及三相電能采樣數(shù)據(jù)的顯示，被控設(shè)備的控制狀態(tài)顯示和手動(dòng)控制。
（2）本地平臺(tái)可視化展示
通過低代碼編程、看板設(shè)計(jì)本地顯示頁面，展示當(dāng)前實(shí)訓(xùn)臺(tái)水、氣、電的實(shí)時(shí)采樣數(shù)據(jù)。
6、云平臺(tái)接入功能
系統(tǒng)通過串口服務(wù)器和智能網(wǎng)關(guān)，使得工業(yè)控制系統(tǒng)具有TCP/IP網(wǎng)絡(luò)接入功能，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程管理和維護(hù)，多設(shè)備共享，跨平臺(tái)操作?？赏ㄟ^智能網(wǎng)關(guān)接入云平臺(tái)進(jìn)行能耗數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和分析。智能設(shè)備具有RS485接口、RJ45網(wǎng)絡(luò)接口，可與控制器進(jìn)行多種方式的網(wǎng)絡(luò)連接，支持ModbusRTU、或ModbusTCP協(xié)議的數(shù)據(jù)交互，通過MQTT協(xié)議、HTTP協(xié)議上傳到物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)，或者接收平臺(tái)層下達(dá)的控制指令，最終實(shí)現(xiàn)與平臺(tái)層的交互。
7、云智能實(shí)驗(yàn)室安全管理系統(tǒng)
本平臺(tái)將無線傳輸、信息處理等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用用于自動(dòng)化遠(yuǎn)程控制。設(shè)備端運(yùn)行狀態(tài)、數(shù)據(jù)參數(shù)等上傳至云平臺(tái)。物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的傳感層、傳輸層和應(yīng)用層關(guān)聯(lián)掌握數(shù)據(jù)與分析數(shù)據(jù)。
(1)電壓、電流等模擬量數(shù)據(jù)顯示。
(2)輸入開關(guān)監(jiān)控，輸出開關(guān)等數(shù)字量控制。
(3)遠(yuǎn)程控制啟停狀態(tài)，給定輸出電壓值的。
(4)顯示輸入輸出電壓值的歷史數(shù)據(jù)
(5)可按照日期、日間進(jìn)行查詢歷史數(shù)進(jìn)行查詢。
(6)報(bào)警信號(hào)為PLC主機(jī)模擬量采集數(shù)值或者開關(guān)量可以自由設(shè)定，如當(dāng)模擬量輸入超過設(shè)定電壓時(shí)產(chǎn)生報(bào)警，通過物聯(lián)網(wǎng)自動(dòng)化應(yīng)用軟件將報(bào)警信號(hào)上傳到云平臺(tái)，通過云平臺(tái)向設(shè)置的終端推送報(bào)警信號(hào)，每臺(tái)設(shè)備可對(duì)應(yīng)多個(gè)終端設(shè)備。
(7)通過手機(jī)端可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制PLC的輸出及監(jiān)視PLC的輸入狀態(tài)變化。
(8)數(shù)據(jù)顯示畫面：畫面顯示輸入電壓數(shù)值，輸出電壓監(jiān)控，開關(guān)狀態(tài)輸入，開關(guān)控制輸出，以及云端連接二維碼。
(9)聯(lián)網(wǎng)設(shè)置界面：設(shè)置現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)連接云平臺(tái)后臺(tái)數(shù)據(jù)庫管理。
★需提供云智能實(shí)驗(yàn)室安全管理系統(tǒng)軟件著作權(quán)證書原件備查，并現(xiàn)場(chǎng)演示（1）-（4）項(xiàng)功能視頻。
8、工業(yè)自動(dòng)化控制實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)
通過本系統(tǒng)軟件了解組成智能制造生產(chǎn)線的電氣、氣動(dòng)、PLC等元件的工作原理并對(duì)機(jī)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、分析進(jìn)行虛擬仿真。通過選擇元件利用符合繪制二維回路圖或利用三維模型在系統(tǒng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)智能制造的動(dòng)作而進(jìn)行虛擬仿真。本系統(tǒng)不僅實(shí)現(xiàn)工廠的三維仿真使虛擬現(xiàn)實(shí)仿真更加逼真，而且把通過仿真驗(yàn)證的控制邏輯單元可用作監(jiān)視及控制模塊，使能夠?qū)崿F(xiàn)并行工程及軟件、硬件的并行設(shè)計(jì)。
仿真基本模塊包括：
（1）反饋控制和順序控制系統(tǒng)
（2）指示燈的與門(AND)控制
（3）物品傳送裝置
（4）單向氣缸控制
（5）雙缸聯(lián)動(dòng)控制
（6）帶式輸送裝置系統(tǒng)
（7）滾筒式輸送裝置系統(tǒng)
（8）指示燈順序閃爍回路
（9）自動(dòng)控制標(biāo)記打印操作控制
（10）電梯控制
（11）氣壓控制移動(dòng)裝置
（12）工業(yè)機(jī)器人控制
（13）帶式傳送帶實(shí)習(xí)裝置
（14）氣壓傳動(dòng)流水線實(shí)驗(yàn)裝置
★正版軟件，投標(biāo)時(shí)提供工業(yè)自動(dòng)化控制實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)軟件著作權(quán)證書原件備查，并提供不少于五張的軟件截圖。
9、實(shí)驗(yàn)室智能電源管理系統(tǒng)
實(shí)訓(xùn)室總體智能電源管理系統(tǒng)由主電路、控制電路、檢測(cè)保護(hù)電路、顯示電路、語音報(bào)警電路等組成。
主要功能：
（1）上電前合閘條件檢測(cè)：輸入過壓、欠壓、對(duì)地漏電、過流、任一故障存在不合閘；并且進(jìn)行語音報(bào)警；
（2）運(yùn)行檢測(cè)保護(hù)：輸入過壓、欠壓、輸出過流、漏電，任一故障出現(xiàn)將自動(dòng)跳閘，實(shí)施保護(hù)，并且進(jìn)行語音報(bào)警；保護(hù)閥值現(xiàn)場(chǎng)可設(shè)置；
（3）漏電功能測(cè)試：按下漏電測(cè)試按鈕，裝置會(huì)自動(dòng)提供一個(gè)漏電測(cè)試信號(hào)，使保護(hù)器跳閘，重新進(jìn)行上電合閘條件檢測(cè)，語音提示“開機(jī)自檢中”，故障消除后，實(shí)訓(xùn)室總體智能電源管理系統(tǒng)自動(dòng)合閘，恢復(fù)供電。
（4）過壓保護(hù)：運(yùn)行中，出現(xiàn)輸入過壓，實(shí)訓(xùn)室總體智能電源管理系統(tǒng)將跳閘，并且對(duì)應(yīng)的“過壓”指示燈以紅綠色交替顯示進(jìn)行提醒，語音播報(bào)“電源過壓，請(qǐng)注意”；
（5）過流保護(hù)：運(yùn)行中，三相電流中任一相出現(xiàn)過流，實(shí)訓(xùn)室總體智能電源管理系統(tǒng)將跳閘，且對(duì)應(yīng)的“過流”指示燈以紅綠色交替顯示進(jìn)行提醒，語音播報(bào)“過流，請(qǐng)注意”；
（6）漏電保護(hù)：運(yùn)行中，三相中任一相發(fā)生漏電，實(shí)訓(xùn)室總體智能電源管理系統(tǒng)將跳閘，并且對(duì)應(yīng)的“漏電”指示燈以紅綠色交替顯示進(jìn)行提醒，語音播報(bào)“有漏電，請(qǐng)注意”。
★投標(biāo)時(shí)演示（1）-（4）項(xiàng)功能的視頻。

四、產(chǎn)品特點(diǎn)

1、支持《儀器儀表》、《PLC編程技術(shù)》、《組態(tài)應(yīng)用開發(fā)》課程的實(shí)驗(yàn)。
2、采用化工廠生產(chǎn)過程常用的自動(dòng)化儀表和傳感器，包括浮球液位計(jì)、電磁流量計(jì)、渦街流量計(jì)、壓力變送器、差壓變送器、水溫變送器等，信號(hào)采用4-20mA模擬量輸出，二線制、四線制不同出線方式，DC24V電源供電；
3、采用工業(yè)常用執(zhí)行器，包含氣動(dòng)電磁閥、角座閥、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、交流驅(qū)動(dòng)水泵、空氣壓縮機(jī)、變頻器等。
4、配備獨(dú)立電氣控制箱：含PLC控制器、模擬量輸入模塊、變頻器、電能表、HMI觸摸屏、空氣開關(guān)、繼電器、接地塊。選型國(guó)產(chǎn)PLC，振興民族產(chǎn)業(yè)。
5、強(qiáng)弱電分離設(shè)計(jì)，操作安全可靠?？筛鶕?jù)客戶需求選用AC220V交流電或AC380動(dòng)力電輸入；弱電DC24V儀表傳感器供電，位于實(shí)訓(xùn)臺(tái)面。
6、支持Modbus RTU、Modbus TCP協(xié)議及工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線及無線網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)。
7、采用密閉性良好的不銹鋼材質(zhì)和有機(jī)玻璃做管道，水路、氣路相互獨(dú)立。
8、水箱注水防溢出設(shè)計(jì)，排空設(shè)計(jì)，防止液體長(zhǎng)時(shí)間存放。
9、具有能源管理平臺(tái)，實(shí)時(shí)接收能源數(shù)據(jù)，可視化展示。
10、支持低代碼開發(fā)，通過拖、拉、拽方式搭建應(yīng)用，編寫代碼，實(shí)現(xiàn)能耗參數(shù)可視化展示和接入云服務(wù)平臺(tái)。

五、課程體系

本實(shí)訓(xùn)臺(tái)配合課程，可以培養(yǎng)學(xué)生具備以下工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)常用技能：
1、工業(yè)傳感器工作原理認(rèn)識(shí)、安裝調(diào)試、數(shù)據(jù)采集的技能。
2、變頻器交流電機(jī)調(diào)速控制、繼電器通斷控制的技能
3、PLC可編程控制器的安裝布線、應(yīng)用編程技能
4、工業(yè)觸摸屏應(yīng)用編程技能
5、工業(yè)Modbus RTU、Modbus TCP協(xié)議及工業(yè)網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)的應(yīng)用技能
6、低代碼開發(fā)在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的應(yīng)用
7、AC380V/AC220V工業(yè)動(dòng)力電安裝布線、用電安全技能
課程目錄，如表所示。

六、系統(tǒng)清單