一、产品简介

工业能耗监控实训台，是针对工业互（物）联网专业、电气自动化专业、测控技术及仪器专业而设计的过程控制系统，涵盖工业自动化仪表、可编程控制器、工业现场总线、组态开发、低代码开发等技术，帮助学生掌握工业数据采集、过程控制、数据入网、数据分析的方法。

实训台以水、气/汽、电能耗监测为背景，采用液位计、流量计、温度变送器、压力变送器、电磁阀、水泵、气泵、电气控制箱、水箱等装置模拟工业场景下的水循环、气循环、电能监测常见的过程控制系统。其中水箱作为液体盛放和气体导入的气液混合容器，模拟化工行业常见的化工产品制备工艺场景。通过现场监控装置及传输模块，将液位、流量、压力、水温、气温、电压、电流、电量等过程控制参数进行数据采集，传输到能源管理平台，达到工业水、汽、气、电等至少三种数据采集控制、数据传输、数据存储、数据分析及可视化展示的目的。

二、硬件结构

1、水、气循环系统

水、气循环系统主要使用流量计、压力表、温度表、液位计等传感器测量水循环系统、气循环系统中的物理量参数，使用磁力泵、空压机等执行装置为循环系统提供动力源。

2、蒸汽循环系统

蒸汽循环系统主要包括：气动阀（角座阀）、蒸汽发生器、机械风轮、蒸汽温度传感器等，蒸汽管道包裹着隔热材料，防止烫伤，如图所示。

3、电气控制箱

电气控制器箱采用不锈钢材质带锁电箱，安全防护，主要包括：PLC控制器、变频器、三相电能表、交流接触器、继电器、接线端子、HMI人机交互屏、电源总开关及电源指示灯。

4、通讯设备

系统配备串口服务器和智能网关，可将PLC工业控制网络转换到以太网络，实现工业网络与TCP/IP协议网络的数据双向传输，扩展工业网络的通信距离。

系统配置智能网关，经过设置，可以将实训台接入到自有云平台，实现远程工业用水流量、压力、液位的采集，工业气体流量、压力的采集，工业用电电压、电流、电量的采集。

三、产品功能

1、水循环控制功能

2、气动控制功能

3、蒸汽控制功能

4、（三相）电能监测功能

5、本地可视化展示功能

6、云平台接入功能

7、云智能实验室安全管理系统

8、工业自动化控制实训系统

9、实验室智能电源管理系统

四、产品特点

1、支持《仪器仪表》、《PLC编程技术》、《组态应用开发》课程的实验。

2、采用化工厂生产过程常用的自动化仪表和传感器，包括浮球液位计、电磁流量计、涡街流量计、压力变送器、差压变送器、水温变送器等，信号采用4-20mA模拟量输出，二线制、四线制不同出线方式，DC24V电源供电；

3、采用工业常用执行器，包含气动电磁阀、角座阀、电动调节阀、交流驱动水泵、空气压缩机、变频器等。

4、配备独立电气控制箱：含PLC控制器、模拟量输入模块、变频器、电能表、HMI触摸屏、空气开关、继电器、接地块。选型国产PLC，振兴民族产业。

5、强弱电分离设计，操作安全可靠。可根据客户需求选用AC220V交流电或AC380动力电输入；弱电DC24V仪表传感器供电，位于实训台面。

6、支持Modbus RTU、Modbus TCP协议及工业现场总线及无线网络组网。

7、采用密闭性良好的不锈钢材质和有机玻璃做管道，水路、气路相互独立。

8、水箱注水防溢出设计，排空设计，防止液体长时间存放。

9、具有能源管理平台，实时接收能源数据，可视化展示。

10、支持低代码开发，通过拖、拉、拽方式搭建应用，编写代码，实现能耗参数可视化展示和接入云服务平台。

五、课程体系

本实训台配合课程，可以培养学生具备以下工业物联网常用技能：

1、工业传感器工作原理认识、安装调试、数据采集的技能。

2、变频器交流电机调速控制、继电器通断控制的技能

3、PLC可编程控制器的安装布线、应用编程技能

4、工业触摸屏应用编程技能

5、工业Modbus RTU、Modbus TCP协议及工业网络组网的应用技能

6、低代码开发在工业物联网系统的应用

7、AC380V/AC220V工业动力电安装布线、用电安全技能

课程目录，如表所示。

序号	章节	课程内容
	工业能耗台组成结构认知	仪器仪表和传感器认知 电器元件执行器认知 工业电机设备：水泵、空气压缩机等的认知
	电气控制箱装调说明	供电回路组成结构 供电线路图说明 控制电路组成结构 电气控制线路图说明 触摸屏组成结构与接线说明
	仪表及传感器工作原理认知与采集	液位变送器工业原理与接线说明、 压力变送器的工作原理与接线说明 流量计的工作原理与接线说明 温度变送器的工作原理与接线说明
	执行器控制实	含电磁阀执行器的工作原理与接线说明 水泵的工作原理与接线说明 空压机的工作原理与接线说明
	仪表传感器的数据采集实验	基于PLC和组态的液位变送器数据采集与显示 基于PLC和组态的流量计数据采集与显示 基于PLC和组态的压力变送器数据采集与显示 基于PLC和组态的温度变送器数据采集与显示
	执行器控制实验	基于PLC和组态的电磁阀元件的通断控制 基于PLC和组态的水泵变频控制 基于PLC和组态的空压机启停控制
	水循环控制系统应用实训	功能概述、系统组成、电气连接、流程处理、应用开发、系统测试
	气循环控制系统应用实训	基于PLC和组态的液位变送器数据采集与显示
	蒸汽循环控制系统应用实训	功能概述、系统组成、电气连接、流程处理、应用开发、系统测试
	三相电能参数监测系统应用实训	功能概述、系统组成、电气连接、流程处理、应用开发、系统测试
	低代码开发	基础课程 1、前置课程学习：Java 2、低代码开发环境的安装和启动 3、低代码开发平台的基本操作 4、实现串口通信 5、实现TCP/UDP通信 6、实现MQTT订阅和发送 7、低代码平台可视化看板的安装和启动 三、基于工业能耗实训台的实训课程 基于低代码平台实现化工厂用水系统监控 基于低代码平台实现化工厂气动系统监控 基于低代码平台实现化工厂电能系统监控