一、平台概述
随着新技术的成熟，新型的、先进的应用将来自5G、人工智能（AI）和物联网（IoT）的融合。这种融合将创造出一个智能连接的世界，对所有个人、行业、社会和经济产生积极影响。工业互联网学科都离不开相关成熟学科的支撑，通过学科交叉及其知识集成构成新专业新学科。作为学科交叉极强的工程新兴专业，如何构建其科学合理的课程体系成为该专业建设面临的首要教学需求。
工业互联网智能工厂集成是一项多专业交叉的综合实训项目，涉及到机器人、自动化控制、工业总线、边缘计算采集、以及计算机网络控制等。而传统的实训和科研方式大多采用传感式采集或大型教仪产线方式集成应用，成本高、难维护。
工业互联网系统集成需要完整的设备层（自动化）、控制层（驱动与控制）、数据层、管理层以及应用层架构，IMT-Edge平台基于数字孪生仿真思路，通过以虚拟3D工厂为对象，构建1:1的控制层，建立虚拟边缘计算网关，并配套工业互联网管理和应用的数据中台，给与一套低成本、多维度、高集成度的综合的工业互联网仿真集成平台。
平台是一套基于虚拟3D工厂的综合仿真平台，是面向智能工厂的自动化与数字化集成与仿真应用，该平台采用数字孪生技术，以虚拟的工厂为设备层、真实/模拟控制器作为驱动层，以边缘计算数据采集为数据层，最后以数据解析、数据应用的互联网中台作为服务层和应用层。
IMT-Edge从而构建整个工业互联网的从场景、数据再到应用的完整仿真平台，从工业互联网的集成和技术流程，即工业场景→控制与通讯→数据解析→数据应用→数据安全整个流程仿真。
二、平台功能
1.工业场景：虚拟3D工厂仿真
IMT-EDGE配套完整的工业场景3D引擎，可满足从基础的零部件搭建再到大型的数字工厂建模，通过虚拟的工业设备完成自动化控制和智能传感的数据集成应用，匹配的丰富的工程应用及数据仿真架构，并内置CAD渲染器和管理器，能够支持用户自定义导入搭建与建模，给与一套完整的数字化工厂的3D平台。
（1）丰富的工业场景模型库和工程库；
（2）自主知识产权CAD渲染器，支持STEP、STP、IGS、IGES以及FBX导入；
（3）支持雕刻、打标、切削、组装、喷涂等工艺仿真；
（4）匹配丰富的工程案例资源平台；
2.控制与集成：数字孪生虚实仿真应用
通过虚实仿真建立1:1的智能控制的驱动层及控制层，IMT-EDGE配套完整的虚实仿真的引擎，能够兼容市场上绝大多数的PLC、运动控制器、视觉控制器以及机器人编程示教等；
通过IMT-EDGE虚拟边缘计算网关，建立modbus总线、RS485、RS232、TCP、MQTT等工业总线通讯，以真实/虚拟的控制器为载体，配套网关端软件平台，能够完成从自动化控制到数据通讯层的1:1建立与仿真；
3.数据解析：基于边缘计算数据解析服务
基于MQTT、数据库MySQL、HTTP通讯，IMT-EDGE提供完整的、开放的JSON协议支持，并兼容中国移动ONE-net、亚马逊、阿里云等各大云服务平台。
（1）数据库接口：MySQL数据库，支持用户自定义和本地化部署；
（2）MQTT服务器：提供开放式MQTT服务器软件，支持用户自定义和本地化；
（3）HTTP服务器：云端部署应用，开放式JSON通讯数据包；
（4）Python数据解析：提供开放式数据解析函数及API；
（5）工业组态上位机：提供开源C#组态上位机；
4.数据应用：基于IMT-Cloud工业互联网中台
IMT-Cloud工业互联网数据中台是面向低代码的数据编辑器及数字化看板软件，集成了丰富的图表、按钮、数据表、数据模板的编辑器，支持用户自定义画布和内容编辑，可一键生成数据看板应用，并开放所有数据接口，支持本地化部署及云端部署应用；
（1）丰富的工程案例模板；
（2）低代码编程，提供数据库、HTTP以及MQTT通讯接口；
（3）支持用户自定义网关数据源；
（4）支持摄像头数据显示与监控；
5.安全与防御（选配）
该平台按照服务器、通讯交换机、路由交换器构建工业互联网的组网总服务器平台，并通过以太网接口，将整套实验室设备联网组网，安装有网络安全防火墙、云WAF ，从而构建完整的网络安全的应用、仿真以及测试平台。
基于宝塔面板千万级安装量的网站业务安全实战经验，构建私有云WAF防火墙，有效拦截CC攻击、sql注入、xss、一句话木马、防采集等常见渗透攻击。
WAF的主要功能包括Web请求的过滤、Web应用程序的访问控制、反漏洞攻击、日志记录和报告分析等。在现代互联网环境中，Web应用程序已成为攻击者攻击的主要目标，因此Web应用防火墙已成为企业和组织保护网络安全的重要措施之一。
（1）基础CC防御，高频访问拦截，当IP匹配拦截规则时将临时拉黑此IP。
（2）检测恶意SQL语句、XSS语法，防止数据库因SQL注入导致的恶意篡改、删库、数据泄露，防止网页被恶意篡改、用户信息泄露、权限窃取。
（3）堡塔云WAF是私有化部署方式，在自己的服务器上搭建WAF服务，安全性高，可控性强，企业可以根据自身的需求特点和安全要求来配置服务器，从而保障数据的安全性。
三、MES管理系统
基于IMT-Edge平台，按照从智能制造工业互联网的五层架构，提供多套典型的开放式工程案例，包含从设备层、控制层、数据层、应用层都具有对应开发及实践内容，通过PLC + 机器人 +计算机软件的模式提供一套完整的数字化产线的，建设、编程、电气再到上层控制的综合型工业互联网开发实训平台。
配合IMT虚拟仿真按照实验室已有的真实化产线可1:1搭建虚拟化系统，并配套完整的从认知到产线应用的阶段化开发课程资源，全面详细的介绍了数字化产线构成以及集成方式，并通过虚拟仿真技术创建与真实完全一致的虚拟产线，直接进行虚拟仿真调试。特色在于，通过将PLC、工业机器人、计算机软件控制技术结合，分单元分层讲解数字化产线的各个层级个功能的实施及编程控制方法，并能够以虚拟仿真加以展示及实现。
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案例工程
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特点
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生产管理功能（C/S + B/S架构，服务器）
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根据电子商务系统下单记录，自动排序，更改和修整生产安排
生产数据表单，存储各个客户下单记录及订单信息
用户管理/仓储管理/设备调试
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SCADA看板功能（B/S架构监控）
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现场无纸化运作
现场资源管理（设备，产品，原材料，人员，过程）
自动化设备管理
电力/统计/效率/设备统一监控
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3D数字化看板系统
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该功能主要是生产指令输入/转入到 MES 里面，并把生产任务按照生产线/单元的生产能力、订单的紧急度、生产效率等因素，进行任务分配。
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APP图形化下单系统
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该功能能够通过手机APP进行个性化拍照、画图下单，智能工厂接收到订单任务，会自动根据订单数量、形式，进行个性化生产制作，全自动化无人化生产加工；
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WMS仓储管理系统
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按照托盘、物料、原材料等分类统计
出入库管理、设备管理
仓储系统调试、通信监控
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工业互联网低代码开发平台
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Zcode低代码平台基于数字化前端 + 后端数据管理的系统架构，采用开放式低代码编程与开发，是一种编程事件驱动应用程序的低代码方法。基于流的编程创建网络，使其能够可视化表示，从而使其成为一种更容易访问的编程方式。
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四、硬件实训台
1.平台概述
XYZ机器人自动化工作站是一套基于西门子S7-1200/三菱FX3U的数字孪生仿真+编程自动化工作站，基于直角坐标式机器人结构，配套PLC运动控制，能够完成基于PLC电机控制的直线插补、定位抓取、码垛机器人以及结合视觉检测的自动化创新应用工作站平台；
平台基于PLC系统的运动控制构建了XYZ + 输送带的四轴运动控制方案，选配视觉模块，可实现多种结合运动控制的实训和创新应用；
2.控制系统概述
（1）PLC控制系统：采用西门子S7-1200套件，配套HMI人机交互；
（2）XYZ机器人：采用步进电机+高精密同步带轨道，构建自动化机械手；
（3）物流输送带：采用直流步进电机的小型PV输送机，配置光电位置传感器及限位模块；
（4）传感器模块：配置位移、4到20MA模拟量温湿度传感器、位置、光电多种传感器；
3.创新与课程实训
（1）传感器应用：包含颜色传感器、光电传感器以及距离传感器等集成；
（2）运动控制应用：基于XYZ+A轴的四轴运动控制实验；
（3）HMI人机交互：通过HMI构建自动化单元集成的界面与交互；
（4）选配：选配机器视觉模块，实现视觉+PLC系统集成创新应用；
4.数字孪生应用
基于IMT数字孪生，可构建围绕该机器人的运动控制多种应用和集成仿真；
（1）基于XYZ多轴机器人基础驱动与编程；
（2）直角坐标建立与自定义坐标；
（3）直角坐标机器人示教编程软件开发；
（4）直角坐标机器人快速搬运；
（5）直角坐标机器人HMI人机交互开发；
（6）直角坐标机器人视觉搬运仿真；
（7）直角坐标机器人modbus远程控制；
（8）多轴机器人运动控制综合实验；
5、智能化云控制系统
（1）电气系统
1）额定电压与频率：支持AC 220V（适合单相和两相电路）及AC 400V（三相和四相电路），适应不同电压等级的电气系统，额定频率为50Hz或60Hz，满足全球多数电网需求。
2）极数：提供2P（两极）和4P（四极）版本，适用于不同类型的电路配置。
3）额定电流：覆盖10A至100A广泛范围，满足不同负载需求。
4）壳架等级额定电流：100A，表明设备框架能承受的最大电流。
5）短路分断能力：具备3kA或6kA的额定短路分断能力，确保在短路时迅速切断故障电流，保护线路和设备安全。
6）功耗低：最大功耗≤0.9W，有助于节能减排。
7）过载与短路保护：微断云控智能断路器首先是一个传统的电气保护设备，内置有热磁脱扣器。当电路中电流超过额定值（过载）或瞬间产生巨大电流（短路）时，热元件和磁元件会分别响应电流的热效应和磁效应，导致脱扣机构动作，从而迅速断开电路，保护电气设备免受损害。
8）漏电保护：通过内置的漏电保护模块，实时监测电路的剩余电流（即流入与流出电流的差值）。一旦剩余电流达到预设值（如30mA或100mA），漏电保护会在极短时间内（<0.1秒）动作，切断电路，防止人体触电事故。
9）机械寿命：≥10000次开关操作，保证长期使用下的稳定性能。
10）电气寿命：>6000次操作，确保电气性能的持久可靠。
（2）智能化控制功能
1）本地控制：微断云控智能断路器保留了手动控制接口，用户可以直接通过断路器上的物理按钮进行电路的通断操作，或者连接外部控制信号线，实现自动化控制。
2）远程控制：通过集成的通信模块（如Wi-Fi、4G/LTE等），微断云控智能断路器能够接入互联网。用户通过手机APP、或电脑网页等远程控制平台，向云服务器发送控制指令。云服务器接收到指令后，通过安全的通信协议转发给相应的智能断路器，使其执行开关操作。
故障诊断与报警：内置的传感器和微处理器能够实时监测电路状态和设备本身的工作状况。一旦检测到异常（如过温、短路后未复位等），信息会被上传至云端，云平台随即向用户发送报警通知，提示进行维修或检查。
3）Wi-Fi连接：支持Wi-Fi连接，方便用户通过智能手机等设备远程控制和监控。
4）场景联动：兼容智能家居系统，可与其他智能设备联动，实现自动化场景设置，如离开模式自动关闭非必要电器。
5）语音控制：与小爱音箱等智能音箱配合，支持语音指令控制，提高操作便利性。
6）多人控制：通过网络连接，允许多个用户授权后共同控制，便于多成员间共享管理权限。
（3）物联网与云计算功能
1）云平台：云端服务器是整个系统的大脑，负责数据的收集、存储、分析与处理。所有连接的智能断路器状态数据汇总至云端，用户可以在任何时间、地点通过互联网访问这些数据，查看设备状态、历史记录和报警信息。
2）数据分析与优化：借助云计算能力，云平台能够对收集来的大量数据进行深度分析，识别用电模式，预测潜在问题，甚至根据用户习惯提供用电效率建议。此外，系统能够通过固件更新持续优化断路器的性能和功能。
（4） 安全与隐私
1）在实现远程控制和数据传输的过程中，微断云控系统采用加密通信技术，确保数据传输的安全性和用户隐私的保护，防止非法入侵和数据泄露。
2）微断云控智能断路器通过融合传统电气保护技术与现代信息技术，实现了对电路的智能化、远程化管理，提高了电气系统的安全性和运维效率。
★投标时提供智能物联网系统应用软件著作权证书原件备查。
6、实验室智能电源管理系统
实训室总体智能电源管理系统由主电路、控制电路、检测保护电路、显示电路、语音报警电路等组成，整个实验室配置一套管理系统。
主要功能：
（1）上电系统自测
1）主电路及控制电路上电后对线路系统进行输入电压的过压、欠压；线路对地漏电；输出负载过流的检测，任一故障存在电源输出断开。
2）故障内容有相应文字显示。
3）对故障进行语音报警。
（2）运行检测保护
1）输入过压、欠压、输出过流、漏电，任一故障出现将自动跳闸，实施保护。
2）对故障进行语音报警。
3）保护阀值可进行现场设置。
（3）漏电功能测试
1）按下漏电测试按钮，装置会自动提供一个漏电测试信号，使保护器跳闸。
2）重新进行上电进入自己检测状态，文字显示“开机检测中....”，无故障情况下，实训室智能电源管理系统恢复供电。
（4）过压保护
1）运行中，出现输入过压，实训室智能电源管理系统将跳闸。
2）对应的“过压相”进行文字显示。
3）语音播报“线路过压，请注意”。
（5）过流保护
1）运行中，三相电源中任一相出现过流，实训室智能电源管理系统将跳闸。
2）对应的“过流相”进行文字提示。
3）语音播报“线路过流，请注意”
（6）漏电保护
1）运行中，三相中任一相出现漏电，实训室智能电源管理系统将跳闸。
2）对“漏电”进行文字显示。
3）语音播报“线路漏电，请注意”。
（7）电源监控
1）可对各相电压进行数值显示及曲线显示，显示精度±5V
2）可对各相电流进行数值显示及曲线显示，显示精度±
3）高压保护电压设置：设置范围<300V，输入1A;动作时间：2-5S，输入单位0.1S
4）欠压保护电压设置：设置范围：>154V，输入单位1V；动作时间：2-5S，输入单位0.1S
5）过流保护电流设置：设置范围：<20A,输入单位0.01A;动作时间：0.5-2S，输入单位0.1S
★投标时现场演示（1）-（3）项功能。
7、云智能实验室安全管理系统
本平台将无线传输、信息处理等物联网技术应用用于自动化远程控制。设备端运行状态、数据参数等上传至云平台。物联网系统的传感层、传输层和应用层关联掌握数据与分析数据，整个实训室配置一套管理系统。
(1)电压、电流等模拟量数据显示
(2)输入开关监控，输出开关等数字量控制。
(3)远程控制启停状态，给定输出电压值的。
(4)显示输入输出电压值的历史数据
(5)可按照日期、日间进行查询历史数进行查询。
(6)报警信号为PLC主机模拟量采集数值或者开关量可以自由设定，如当模拟量输入超过设定电压时产生报警，通过物联网自动化应用软件将报警信号上传到云平台，通过云平台向设置的终端推送报警信号，每台设备可对应多个终端设备。
(7)通过手机端可以实现远程控制PLC的输出及监视PLC的输入状态变化。
(8)数据显示画面：画面显示输入电压数值，输出电压监控，开关状态输入，开关控制输出，以及云端连接二维码。
(9)联网设置界面：设置现场数据连接云平台后台数据库管理。
★投标时提供（1）-（4）项内容相符的视频演示，并提供云智能实验室安全管理系统软件著作权证书原件备查。
五、课程实训资源包
1.PLC仿真功能及资源包
（1）软件支持多品牌、多型号的PLC同时接入仿真，至少包含西门子PLC、三菱PLC；
（2）软件支持真实及虚拟的PLC控制器同时接入仿真控制；
（3）配套丰富的虚拟仿真PLC课程资源库，并配置有对应的视频、PPT、源码、三维工程场景，至少包含以下内容：
1）配套课程内容资源包≥50个，每套案例包含视频、PPT、源码、三维工程场景；
2）提供基于PLC结合工业机器人示教编程，以及机器视觉机电一体化“装瓶自动化工程仿真”综合仿真案例工程，包含有XYZ机器人、气动上料、传输线、视觉检测功能，提供整个仿真资源的搭建、编程、课程讲解的视频，提供PPT、源码、三维工程场景；
3）提供基于数控单元自动化仿真工程场景，包含有智能立体仓储、移动机器人、机器视觉、数控机床等，提供手册、PPT、视频讲解、三维工程场景等；
4）提供基于PLC仿真的工业互联网集成工程仿真资源包，以工业机器人、数控机床、立体仓储以及AGV机器人集成，通过工业互联网MES系统，手机APP工厂监控系统集成，提供源码、MES系统软件、手机APP监控软件、工程讲解、三维工程场景等；
2.工业机器人仿真及资源包
（1）软件支持多种多品牌的机器人编程仿真，如ABB机器人、埃夫特机器人、纳博特机器人、KEBA控制器等多种类型和型号的机器人虚拟示教仿真，提供仿真资源包
（2）软件支持多个、多品牌、多型号的机器人示教编程混合仿真，如ABB机器人、埃夫特机器人同时在线仿真控制；
（3）软件支持实体机器人控制器示教编程以及虚拟机器人示教编程控制，提供至少两家工业机器人或机器人控制器的原厂授权的仿真授权证明；
（4）配套丰富工业机器人仿真资源包≥20个：并配置有对应的视频、PPT、源码、三维工程场景，至少包含以下内容：
1）提供多类型机器人仿真应用，包含SCARA结构、七轴机器人、六轴机器人、四轴码垛机器人的仿真控制，提供各个机器人仿真资源包，开源源代码，提供PPT、视频、手册；
2）提供基于六轴机器人的机器视觉应用的芯片产线集成仿真案例工程，能够通过输送线输送芯片，以视觉检测芯片焊接引脚缺失，通过机器人进行自动化分拣，提供开源源代码，提供PPT、视频、手册；
3）提供基于六轴机器人的激光CAD雕刻工程集成仿真案例，能够实现机器人对数控激光雕刻机进行上料，基于CAD的自定义矢量图导入，自动化切割上下料的全自动工程应用，提供开源源代码，提供PPT、视频、手册；
3.人工智能仿真课程资源包
（1）提供基于人工智能视觉与机器人的仿真应用，采用Python编程，配套视频、PPT、源码、三维工程场景等，提供完整的教材及开发手册；
（2）所提供的资源包至少包含有：视觉导入功能讲解、二维码分拣、轮廓提取分类、基于神经网络垃圾分拣、OCR文字分拣、自动运动控制瞄准云台、基于视觉的自动行驶无人车应用，每套应用提供源码及教程手册；
（3）提供一套基于Python及Blockly的虚拟机器人示教编程软件，该软件同时可控制实体机器人，软件具有CAM功能即能够实现矢量图画图自动生成机器人轨迹代码生成功能，具有该机器人编程软件的机器人本体原厂授权的仿真授权。
4.工业机器视觉仿真及资源包
（1）提供一套虚拟的工业视觉软件平台，该机器视觉软件系统支持集运动控制和机器视觉检测于一体功能，软件支持Basic语言及梯形图编程即具有虚拟视觉检测拍照功能，同时具有PLC及运动控制功能，软件种内置有虚拟HMI触摸屏交互功能，内置虚拟示波器功能；（提供功能截屏证明）
（2）支持多轴运动控制联动与仿真，支持直线插补、任意空间圆弧插补、螺旋插补、样条插补，同时软件具有多路虚拟DI、DO以及模拟量控制，该机器视觉控制软件平台即支持虚拟仿真视觉控制，同时支持硬件控制器的编程及仿真控制；
（3）该软件功能具有该控制器原厂的仿真授权证明；
（4）提供该机器视觉仿真的完整教材、教程资源包，包含指导手册、开发手册、课程仿真资源包，每个课程资源包包含PPT、源码、三维工程场景、视频指导；
（5）所配套的仿真课程资源包，至少包含有以下内容：
1）基于伺服运动控制的轮廓提取机械手分类视觉仿真；
2）基于二维码视觉分类的多轴机械手分拣自动化仿真；
3）基于手机液晶屏划痕检测的XYZ机械手自动化分拣自动化仿真；
4）基于芯片引脚检测的XYZ机械手自动化分拣仿真；
5）基于OCR文字识别的自动化包装分拣仿真；
6）基于六轴机器人视觉定位集成仿真；
5.运动控制编程与仿真资源包
（1）配置一套完整的虚拟运动控制系统软件，且兼容真实的该运动控制器接入，多轴机器人运动控制器支持≥8路伺服运动控制，要求支持梯形图，Basic语言编程，可运行G代码数控加工，系统配置有CAM软件，能够仿真雕刻机数控系统；（提供功能证明截屏）
（2）软件中内置虚拟HMI触摸屏功能支持拖拽式设计人机界面控制，软件内置有虚拟伺服轴运动示波器功能；
（3）该运动控制软件仿真功能具有该运动控制器原厂仿真授权证明；
（4）提供该运动控制仿真的完整仿真资源包，编程手册、视频指导，源码工程等，至少包含以下内容：
1)基于单轴伺服、双轴伺服、三轴伺服的多轴直角坐标机器人开发课程资源包；
2)基于多关节的SCARA机械手编程与搭建的仿真资源包；
3)基于激光雕刻及XYZ机械手上下料的系统集成多轴运动控制仿真资源包；
4)基于多轴机器人的冲压机床上下料仿真资源包；
5)基于激光雕刻与六轴工业机器人集成应用的仿真资源包；
6.工业互联网集成仿真资源包
（1）提供完整的工业互联网集成应用及教程，以虚拟工厂作为对象，通过PLC、机器人、机器视觉、移动机器人控制等集成，形成基于MES系统在线管理、手机APP监控、C#上位机控制以及HMI下位机应用控制的智能工厂案例；
（2）提供工业互联网集成应用的完整的开发手册，包含场景搭建、PLC编程、机器人编程以及MES管理应用等；
（3）提供基于该工业互联网集成应用的MES系统软件、手机APP源码、及开发手册；
（4）提供基于MQTT的工业互联网通讯与集成的仿真应用及手册；
（5）提供该工业互联网集成的下位机（PLC、工业机器人、视觉控制、HMI）的所有源码及说明；
（6）提供工业互联网集成的上位机所有源码及说明；
电话：021-55151269
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