LGHL-04A型工业能耗监控实训台_工业能耗监控实训台

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LGHL-04A型工业能耗监控实训台

品牌：理工伟业咨询电话：010-82827827 82827835

一、产品简介

LGHL-04A 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

★投标时提供工业能耗监控实训台省级或以上第三方检测机构出具的检测报告。
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
系统通过变频器控制磁力水泵，将储水箱的水抽取注入1#号水箱。系统控制器通过实时采集1#水箱液位的上下限，自动控制水泵的开关。通过实时液位差压传感器，控制连通阀门的开关，使得1#与2#水箱液位达到动态平衡。同时，实时采集液位、流量、压力、水温等系统参数。
点击“自动启动”，系统就会控制水泵抽水，将储水箱的水抽取到1#号水箱。此时界面上水箱1的液位会自动上升，压差也会逐渐上升。
2、气动控制功能
控制空压机压缩空气，向管道持续注入空气。实时采集气体压力、气体流量，通过实时监测气压参数上下限，自动控制气动阀门的开关，从而带动气动马达的运行，将气能转换为机械能。系统软件界面如图所示。
当压力达到预设值时，停止注入压缩空气，系统打开出口气阀，关闭近泵气阀，压缩空气从管道排出，驱动风轮旋转，压力越大，风轮转动越快。
3、蒸汽控制功能
通过控制加热器工作对蒸汽发生器的水体进行加热。产生的蒸汽通过气体管道输送到水箱进行冷却。系统实时检测气体温度、蒸汽流量、蒸汽压力等参数。
大约2-3分钟会产生蒸汽，可以看到蒸汽管道温度仪表数值逐渐上升，软件界面的温度值也同步上升。
4、（三相）电能监测功能
采用智能电流电压表实时监测总电源、气循环控制系统、水循环控制系统运行消耗的电压、电流、频率、功率等，进行电能采集分析，如图所示。
5、本地可视化展示功能
（1）HMI组态可视化
实现水循环、气循环、蒸汽循环、及三相电能采样数据的显示，被控设备的控制状态显示和手动控制。
（2）本地平台可视化展示
通过低代码编程、看板设计本地显示页面，展示当前实训台水、气、电的实时采样数据。
6、云平台接入功能
系统通过串口服务器和智能网关，使得工业控制系统具有TCP/IP网络接入功能，可以实现远程管理和维护，多设备共享，跨平台操作。可通过智能网关接入云平台进行能耗数据存储和分析。智能设备具有RS485接口、RJ45网络接口，可与控制器进行多种方式的网络连接，支持ModbusRTU、或ModbusTCP协议的数据交互，通过MQTT协议、HTTP协议上传到物联网云平台，或者接收平台层下达的控制指令，最终实现与平台层的交互。
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。
(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。
★需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，并现场演示（1）-（4）项功能视频。
8、工业自动化控制实训系统
通过本系统软件了解组成智能制造生产线的电气、气动、PLC等元件的工作原理并对机电系统的设计、分析进行虚拟仿真。通过选择元件利用符合绘制二维回路图或利用三维模型在系统内实现智能制造的动作而进行虚拟仿真。本系统不仅实现工厂的三维仿真使虚拟现实仿真更加逼真，而且把通过仿真验证的控制逻辑单元可用作监视及控制模块，使能够实现并行工程及软件、硬件的并行设计。
仿真基本模块包括：
（1）反馈控制和顺序控制系统
（2）指示灯的与门(AND)控制
（3）物品传送装置
（4）单向气缸控制
（5）双缸联动控制
（6）带式输送装置系统
（7）滚筒式输送装置系统
（8）指示灯顺序闪烁回路
（9）自动控制标记打印操作控制
（10）电梯控制
（11）气压控制移动装置
（12）工业机器人控制
（13）带式传送带实习装置
（14）气压传动流水线实验装置
★正版软件，投标时提供工业自动化控制实训系统软件著作权证书原件备查，并提供不少于五张的软件截图。
9、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。
主要功能：
（1）上电前合闸条件检测：输入过压、欠压、对地漏电、过流、任一故障存在不合闸；并且进行语音报警；
（2）运行检测保护：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，并且进行语音报警；保护阀值现场可设置；
（3）漏电功能测试：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，重新进行上电合闸条件检测，语音提示“开机自检中”，故障消除后，实训室总体智能电源管理系统自动合闸，恢复供电。
（4）过压保护：运行中，出现输入过压，实训室总体智能电源管理系统将跳闸，并且对应的“过压”指示灯以红绿色交替显示进行提醒，语音播报“电源过压，请注意”；
（5）过流保护：运行中，三相电流中任一相出现过流，实训室总体智能电源管理系统将跳闸，且对应的“过流”指示灯以红绿色交替显示进行提醒，语音播报“过流，请注意”；
（6）漏电保护：运行中，三相中任一相发生漏电，实训室总体智能电源管理系统将跳闸，并且对应的“漏电”指示灯以红绿色交替显示进行提醒，语音播报“有漏电，请注意”。
★投标时演示（1）-（4）项功能的视频。

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
1	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
2	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
3	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
4	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
5	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
6	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
7	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
8	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
9	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
10	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
11	低代码开发	一、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二、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

六、系统清单

序号	类别	货物名称	数量	备注
1	框架	不锈钢实训台支架	1
2		钣金网板	1
3		亚克力透明水箱	3
4	电气控制箱	PLC控制器	1
5		四通道模拟量输入模块	2
6		HMI触摸屏	1
7		三相四线多功能电能表	3
8		变频器	1
9		开关电源模块	1
10		电气元件（空气开关、旋钮开关、继电器等）
11	传输模块	WiFi串口服务器	1
12		空气温湿度测量仪表	1
13		智能网关	1
14		路由器	1
15	仪表设备	浮球连续式液位传感器	3
16		电磁流量计	1
17		压力变送器	2	水气路
18		微型磁力驱动水泵	1
19		温度变送器	3	水气路
20		智能差压变送器	1
21		微型电动执行器	1
22		空气压缩机气泵	1
23		涡街流量计	1
24		气动马达	1
25		电磁阀	6
26		气动角座阀	6
27		蒸汽加热器	1
28		蒸汽驱动风轮	1
29	附件	不锈钢管道、电源线、信号线缆、网线等	1批
30		蒸汽防烫标牌	1
31		用电安全标牌	1

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LGHL-04A型 工业能耗监控实训台

品牌：理工伟业 咨询电话：010-82827827 82827835

LGHL-04A型工业能耗监控实训台

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