工业互联网实训中心建设需求

工业互联网实训中心建设需求技术要求一、片上控制系统操作平台硬件数量40套1、片上控制系统操作平台硬件清单序号名称数量1实训操作台40台2硬件搭载平台40台3IOT网关40套4控制器40套5触摸屏40套2、技术参数2.1、实训操作台（1）尺寸：约1918*2203*750mm；（2）材质符合环保要求；（3）材质需安全耐用；（4）配件尺寸：约450*530*1200mm；（5）配件材质需满足耐用功能。2.2、硬件搭载平台（1）尺寸：约330*640*600mm；（2）斜面设计；（3）台面需牢靠耐用，且符合载重要求；（4）台面需满足空间延展性；（5）台面需无明线设计，保证桌面整洁美观（6）台面需设计双电源，方便学生外接其他控制器等设备2.3、IOT网关（1）IOT网关要满足自动大部分工业通讯协议，产品要满足的硬件接口，包括WAN、LAN、USB、microSD、RS232/RS485、模拟量输入、开关量输入、开关量输出等，还默认支持4G通信，采用移远EC200ULTECAT1/有人WH-LTE-7S4/塔石E29V-01-00通信模组，内置多种网络协议，实现多网络制式覆盖。（2）要求支持不限于以下设备参数名称标配参数描述CPUMT7621A（MIPS1004Kc800MHzDual-Core）存储256MBDDR3LSDRAM32MBFLASHRTC内置实时时钟温湿度内置温湿度传感器WAN1路10/100/1000Mbps自适应LAN2路10/100/1000Mbps自适应4GLTE-FDD、LTE-TDD可选支持GSM、GNSSWiFi/可选支持SD1路microSDCLASS10,最大支持128GBUSB1路USB3.0Host串口3路，RS232/RS485复用开关量输入4路，兼容源型或漏型输入，0/24V，光电隔离开关量输出2路，干接点，AC250V5A/DC30V3A模拟量输入2路，0-10V可选4-20mA指示灯1个电源状态指示灯（绿）1个运行状态指示灯（绿）1个错误状态指示灯（红）3个串口状态指示灯（绿）支持自定义按键恢复出厂设置整机尺寸约165mm*105mm*33mm（不含导轨卡扣）额定电压推荐DC24V，可工作范围DC9V～36V（3）上行支持：标准MQTT、supOS、华为云IoT、阿里云IoT等协议（4）下行支持：西门子、三菱、欧姆龙、台达等各种PLC协议，标准ModBus协议（5）丰富的接口：WAN、LAN、USB、microSD、RS232/RS485、模拟量输入、开关量输入、开关量输出（5）串口波特率支持4800bps-115200bps（7）支持3路RJ45以太网口，为1WAN+2LAN，WAN口和LAN口可以直接采集设备或采集级联交换机上的设备，具备链路和数据指示灯（8）支持4G功能，当有线网络无法联网时会自动切换到4G网络，且支持GPS定位（9）支持接入1路SIM卡、1路microSD卡、1路USB3.0HOST（10）支持RESET按键恢复出厂功能（在开机状态长按，直到RUN指示灯常亮3秒后释放）2.4、控制器（1）控制器基于片上控制系统国产芯片开发，支持G代码编程的4轴高性能独立式运动控制器。控制器提供了4轴电机控制输出接口，4路编码器输入接口，1路手轮轴，通用I/O信号接口、高速PWM信号接口，通讯提供了10/100M自适应以太网接口、RS485、RS232、CANopen等通讯接口，同时还具备ADC、DAC输入输出接口，支持外部SD卡存储功能，内置FRAM，FLASH芯片。（2）44路开关量（28路输入16路输出），4路模拟量（2路输入2路输出）（3）支持差分输出脉冲、方向、使能信号（4）支持手轮运动配置功能，可任意配置一个轴跟随手轮运动（5）每轴最大输出脉冲频率4Mhz（6）I/O口输出为开漏输出，最大输出电流300mA（7）支持SD卡数据存储（8）支持掉电检测，掉电存储（9）支持四轴三联动（10）支持空间直线插补、平面圆弧插补（11）支持模拟量输入输出检测（12）支持PWM输出功能，占空比及频率可调（13）支持控制器级联（14）支持I/O扩展功（15）尺寸：约200mm*142mm2.5、触摸屏显示显示器4.3寸TFTLCD分辨率≥480*272触控面板类型4线电阻式存储器FLASH128MBRAM128MB处理器32-bitRISC600MHzI/O端口USBHostUSB2.0*1以太网络10/100自适应串口COM1:RS232COM3:RS485电源输入电源10.5~28VDC规格尺寸约128*102*32mm2、尺寸：约200.4*146.5mm3、推荐品牌：威纶通、昆仑通态、中控。二、片上控制系统教学软件数量：1套1、片上控制系统教学软件包含在线仿真实验云平台、组态编程软件及配套实验指导资料等部分，通过小巧的便携实验套件替代原有的实验箱或实验台，通过在线仿真实验云平台将原来体积庞大的实物实验对象虚拟化为“虚拟实验装置”。衍生的数字孪生模型装置包括工业控制中常见的液位、温度、压力检测控制等实验室装置，以及常见典型的三轴滑台、三轴/四轴机械臂等装置。可以通过网络访问实验室教学管理平台下载上述虚拟实验装置。2、通过编程组态程序配置与编程：逻辑控制程序编写开关量、模拟量信号输入输出运动控制程序编写其他程序的设计和编写三、片上控制系统教学硬件数量：40套1、控制平台控制平台为龙门结构式三轴滑台配套编程组态软件支持G代码在内的各种工业控制常见编程语言，需具备书写、绘画等功能，支持直线插补、圆弧插补、连续小线段等常见运动控制功能。主要配置序号部件名称数量备注1三轴滑台机械组件1A4幅面2三轴滑台控制器1主控模块和步进电机驱动模块3固定底座14步进电机4采用42步进电机5开关电源16限位开关22、片上控制系统教学硬件片上控制系统教学硬件（尺寸不大于96×72×25mm）。支持双路100M网口、双路CAN口、双路RS485口等通用接口；同时可通过板间连接器拓展连接其他功能板卡来实现诸如AI、AO、DI、DO、PIPO、运动控制等PLC常用功能，实现PLC的小型化轻便化。通过USB口供电，采用标准ModbusTCP/ModBusRTU通讯方式与运行虚拟实验装置的PC机相连。规格项参数说明通信口RS485双路RS485支持ModBus协议CAN双路CAN口支持CANopen协议网口双路百兆网口支持EPA协议性能供电系统侧供电电压：5V±10%系统侧最大功耗：2W板间供电：板间连接器有电源引脚实现与扩展板卡的板间供电MicroUSB口仅作为调试供电口隔离未隔离网口自带网络变压器通信速度RS485波特率4800~115200CAN5K~1M网口100M接口指示灯系统电源指示灯、工作状态指示灯信号端子5.08弯针插拔式接线端子内部接口通过板间连接器直连功能扩展卡复位按键产品质量可靠性上电冷启动时管脚默认输入状态四、片上控制系统互动平台数量：1套1、产品清单：序号名称数量1IOT网关1套2控制器1套3互动墙面机构1套2、技术参数2.1、IOT网关（1）IOT网关需要满足硬件接口，包括WAN、LAN、USB、microSD、RS232/RS485、模拟量输入、开关量输入、开关量输出等，还默认支持4G通信，采用移远EC200ULTECAT1/有人WH-LTE-7S4/塔石E29V-01-00通信模组，内置多种网络协议，实现多网络制式覆盖。（2）要求支持不限于以下设备参数名称标配参数描述CPUMT7621A（MIPS1004Kc800MHzDual-Core）存储256MBDDR3LSDRAM32MBFLASHRTC内置实时时钟温湿度内置温湿度传感器WAN1路10/100/1000Mbps自适应LAN2路10/100/1000Mbps自适应4GLTE-FDD、LTE-TDD可选支持GSM、GNSSWiFi/可选支持SD1路microSDCLASS10,最大支持128GBUSB1路USB3.0Host串口3路，RS232/RS485复用开关量输入4路，兼容源型或漏型输入，0/24V，光电隔离开关量输出2路，干接点，AC250V5A/DC30V3A模拟量输入2路，0-10V可选4-20mA指示灯1个电源状态指示灯（绿）1个运行状态指示灯（绿）1个错误状态指示灯（红）3个串口状态指示灯（绿）支持自定义按键恢复出厂设置整机尺寸约165mm*105mm*33mm（不含导轨卡扣）额定电压推荐DC24V，可工作范围DC9V～36V（3）上行支持：标准MQTT、supOS、华为云IoT、阿里云IoT等协议（4）下行支持：西门子、三菱、欧姆龙、台达等各种PLC协议，标准ModBus协议（5）丰富的接口：WAN、LAN、USB、microSD、RS232/RS485、模拟量输入、开关量输入、开关量输出（6）串口波特率支持4800bps-115200bps（7）支持3路RJ45以太网口，为1WAN+2LAN，WAN口和LAN口可以直接采集设备或采集级联交换机上的设备，具备链路和数据指示灯（8）支持4G功能，当有线网络无法联网时会自动切换到4G网络，且支持GPS定位（9）支持接入1路SIM卡、1路microSD卡、1路USB3.0HOST（10）支持RESET按键恢复出厂功能（在开机状态长按，直到RUN指示灯常亮3秒后释放）2.2、控制器（1）控制器是要基于片上控制系统国产芯片开发的，支持G代码编程的4轴高性能独立式运动控制器。提供了4轴电机控制输出接口，4路编码器输入接口，1路手轮轴，通用I/O信号接口、高速PWM信号接口，通讯提供了10/100M自适应以太网接口、RS485、RS232、CANopen等通讯接口，同时还具备ADC、DAC输入输出接口，支持外部SD卡存储功能，内置FRAM，FLASH芯片。（2）支持四轴三联动、空间直线插补、平面圆弧插补、JOG点动、机械原点回归、可变速运行、直线加减速、S曲线加减速等功能。最多可同时控制4轴电机运动及检测4轴编码器信号（3）44路开关量（28路输入16路输出），4路模拟量（2路输入2路输出）（4）支持差分输出脉冲、方向、使能信号（5）支持手轮运动配置功能，可任意配置一个轴跟随手轮运动（6）每轴最大输出脉冲频率4Mhz（7）I/O口输出为开漏输出，最大输出电流300mA（8）支持SD卡数据存储（9）支持掉电检测，掉电存储（10）支持四轴三联动（11）支持空间直线插补、平面圆弧插补（12）支持模拟量输入输出检测（13）支持PWM输出功能，占空比及频率可调（14）支持控制器级联（15）支持I/O扩展功能（16）尺寸：约200mm*142mm2.3、互动墙面机构（1）互动墙面机构需支持逻辑控制和运动控制二种最常见的控制方式，机构装置以最直观最形象的方式以墙体形式呈现。逻辑控制为交通灯仿真模拟实验墙，主要表现逻辑设计能力，任务调度逻辑设计能力，以及模拟不同路段合理设计功能逻辑能力。运动控制主要通过皮带轮机构实现模拟道路现场十字交通的场景，满足教师学生日常课程以及学生作业成果展示功能。（2）尺寸：3300*2200mm五、片上控制系统验证平台数量：1套1、麦克纳姆轮小车麦克纳姆轮小车需支持外接红外、超声、陀螺仪、温湿度、激光雷达等多种传感器，以上信号还能通过蓝牙模块上传到上位机或者手机，实现物联网功能。通过编程组态软件（ConfDes）编程，主控模块需支持传感器的信号输入，路线规划，配备手机App读取小车传感器信号，并遥控小车。序号部件名称备注1步进电机驱动四轮麦克纳姆轮小车底盘配4套由步进电机驱动的麦克纳姆轮，尺寸（长X宽X高）：34X30X20cm2MU-213控制卡主控单元3MD211Plus步进电机驱动卡将MU-213发出的指令转换成脉冲+方向信号给4个步进电机4AIO-211模拟量输入输出卡高精度模拟量输入输出模块5蓝牙模块用于手机遥控6超声波避障模块RisymUS-100超声波测距模块7加速度传感器6050九轴传感器模块8温湿度传感器RisymDHT-11温湿度传感器9红外传感器GP2Y0A02YK0F红外测距检测避障测距20-150cm105路循迹探头TeleSky2、三轴滑台实验平台三轴滑台实验平台需提供配套的编程组态软件实现包括G代码在内的各种工业控制常见编程语言，步进电机控制，平面内的直线、圆弧插补，三维空间内的螺旋插补，连续小线段等常见运动控制功能。配件清单：序号部件名称数量备注1三轴滑台机械组件1采用42步进电机2控制模块1主控模块和步进电机驱动模块3限位开关84平板电脑1搭配画图软件通过ConfDes组态程序配置与编程：（1）根据上位机命令，执行G代码的控制程序编写（2）步进电机驱动程序的设计与编写（3）限位开关信号处理与程序编写上位机控制程序编写：（4）基于Windows操作系统的图像处理程序的设计与编写（5）G代码生成程序的设计与编写（6）通过ModbusTCP与控制模块通讯程序的设计与编写3、机械臂弹琴实验平台机械臂弹琴实验平台由两个控制器、两个三自由度机械臂、平板电脑和电子琴组成，电脑中的上位机程序按照音乐曲谱，转化为G代码。通过通讯的方式将G代码发送到控制器机械臂的控制器中，控制器再控制驱动机械臂上的步进电机实现乐曲的弹奏。序号部件名称数量备注1三轴机械臂2由步进电机驱动的三轴机械臂2电子琴13机械臂控制器2包含主控模块和进电机控制模块4底座15复位启动按钮16开关电源17限位开关24、智能移动机器人平台片上控制系统控制器跟智能移动机器人（AGV、视觉、算法、机械臂等）合作，片上控制系统控制器控制机器人抓取摆盘中的模具，完成智能装配，如“第二技师欢迎您”几个模块摆放。通过AI+3D视觉实现物体6D姿态估计，完成工业场景零部件乱序抓取、智能装配等任务。智能移动机器人具有以下功能：无线图像传输功能、基于扫码信息的精确定位、目标识别抓取、支持通过有线或无线网络接口连接机器人本体、可二次开发、力矩控制及碰撞检测、支持ROS开发——提供开源的ROS软件包，轻松实现ROS对接。配件清单：序号部件名称数量备注1协作机器臂1自由度：6；负载≥3公斤；自重≤11.5公斤；高度≤787mm；速度≥1m/s末端执行器速度；重复定位精度：±0.05mm；电源：24VDC,可配适170-220VAC,50-60HZ；功率消耗：约150W（常用应用）；通讯：2.4/5GhzWiFi或以太网口；底座直径：≤90mm×90mm；电控箱尺寸：≤28CM×20CM×15CM；电控箱重量：≤7KG；2腕部深度相机1检测环境：室内和室外深度技术：主动IR立体彩色图分辨率：1920*1080@30fpsRGB传感器FOV：69.4°*42.5°*77°深度图分辨率：>1280*720@90fps深度传感器FOV：91.2°*66.5°*100.6°深度范围：0.2-10m以上数据传输：USB3.0typeC功耗：<=425mW3机械臂抓手1行程：0-95mm(编程可调)抓持力：45-160N（编程可调）最大负载：3kg(视摩擦力而定)最快手指开合速度:136mm/s自重：1kg抓取方式：平行/包络（自适应）手指重复定位精度：0.03mm通讯方式：TCP/IP,USB2.0,RS485,I/O,CAN2.0A,EtherCAN工作电压：24VDC±10%性能要求：支持ROS系统、有抓取反馈功能、夹持力持续保持、具有掉落检查功能、具有断电自锁功能、张开力可调4移动底盘1驱动方式：差分驱动；主动轮直径：≈6.5寸；负载：≥70kg；最大速度:1.5m/s，最大导航速度：0.3m/s；续航时间：约10h；超声波数量：≥5个；通信接口：USB/LAN；电机标称功率：≈250W，直流无刷轮毂电机；自动回充：支持；整体尺寸：长*宽*高≈525mm*525mm*268mm电源输出：提供12V，24V；防跌落传感器：红外模块*5；位移传感器：陀螺仪模块*1；最大爬坡：10度。360度全方位扫描测距；精确到1%、测距不低于16m、测距频率：5Hz~12Hz；抗环境干扰强，可承受环境光强高达100kLux；角度分辨率：0.26~0.30；处理器：英特尔I5及以上内存：4GB及以上，固态硬盘：64GB及以上；以太网接口：1个以上；WIFI：802.11n；视频输出：HDMI2.0；USB：USB2.0*4；系统：Ubuntu16.04+ROSKinetic；高分辨率的环境地图，厘米级别的定位精度误差；支持多传感器数据融合，支持多种动态智能路径规划算法；支持Android和Ubuntu双系统，可扩展丰富的SDK资源，利于二次开发；手动建图：通过用户手动控制探索需要工作的区域并建立地图；导航避障：融合激光雷达等传感器实现空间环境避障，实时更新地图。基于ROS机器人操作系统，支持WebAPI；具备基于激光雷达的SLAM算法，可实现建立地图，自主导航，自主避障等功能。可实现Android手机APP，实现多目标点之间自主巡航；六、工业互联网平台数量1套1、功能要求（1）作为数据底座需支持工业实时数据、关系数据，视频数据等多元数据的存储与应用；（2）需提供可组态的工业APP开发环境，通过图形化、组件化、模块化的向导式应用构建；针对不同需求，提供无代码、低代码和高代码三种开发环境；（3）需提供图片、数字、布尔、字符串、文本、文件、视频、音频、位置、自定义结构、对象、结构数据、块数据等类型的数据处理与存储能力；（4）需提供多种语言：Java、Python等SDK，支撑传统工业软件的集成与迁移；（5）需构建一个移动应用平台，用户可以在公司办公网络与Internet网络上通过PC、手机或PAD等移动端进行访问的能力；（6）需提供联合开发工业互联网教学课程，提供工业互联网的理论教学和实践PPT；（7）需支持跨平台兼容，完成包括鲲鹏芯片、麒麟操作系统、国产数据库等国产化适配与认证；（8）需支持移动小程序的动态插拔与管理，可根据企业个性化需求实现不同业务域的管理；（9）需提供业务管理界面和表单页面的设计和开发，平台提供页面布局、布局块设计、背景颜色和透明度等功能；（10）需支持第三方页面的链接集成，在创建新页面时可以指定第三方页面的URL地址；（11）需提供基于H5技术的画面监控、告警浏览、工业视频与在线报表在线浏览与设计功能，用户可通过Chrome、IE、360浏览器等访问。（12）投标文件中提供所投软件的软件著作权证书复印件。（13）需提供芯片内核国产化说明以及基于芯片开发的控制器合同。2、软件配置清单序号部件名称数量备注1platform1支持基础平台功能包括画面监控与回放、生产报表、过程告警、趋势分析、视频浏览等功能。2logonNum(200)1支持Web浏览器客户端登录和访问工业操作系统服务器功能，实现工业实时、历史、告警、视频和日志等数据的远程管理。3metadataNum(5w)1支持工业时序、流式、关系型和非结构化等多元数据的管理功能。4工业操作系统移动端登录1支持工业操作系统移动终端并发访问软件（并发访问授权与工业操作系统并发数一致）3、硬件配置清单序号部件名称数量备注1工业操作系