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工业自动化数字孪生仿真系统
1、工业自动化数字孪生仿真系统功能
（1）产品设计与优化：要求借助数字化软件进行产品设计与优化，借住于平台实现产品设计更加模块标准化、数据规范化、通过电子流程提高流程审批透明度，并确保在投产前使这些模型以最高的效率运转。通过让工程师在虚拟调试中看到计划成果，同时通过虚拟调试能及时的发现问题，解决问题，从而避免产品在实际调试过程中发现问题而使周期延误，避免浪费宝贵的资源来解决现实中的问题。
数字化软件利用产量仿真来优化决定生产系统产能的参数。系统通过将产品布局与事件驱动型仿真结合在一起，促进这种优化的实现。这样便可以快速开发和分析多个产品方案，从而消除瓶颈、提高效率并增加产量。
（2）产品零部件规划与验证：要求通过数字化软件实现产品零部件规划与验证，可以准确高效地定义制造流程计划并直接将其与生产系统关联起来。有效管理此计划的数据对该流程而言至关重要。制造规划团队必须能够轻松获得这些信息，根据按顺序执行的流程步骤组织这些信息，并使车间工作人员能够轻松访问其最新版本。借助此解决方案中的零件规划功能，可以重复使用经过检验的制造流程，从而缩短规划时间，确保车间工作人员使用首选的方法和资源。当车间人员和系统访问制造规划数据并将其直接应用到生产中时，还能够减少错误和延迟。
（3）自动化设计：要求可通过提供操作顺序，支持更高效的软件开发。操作顺序根特图能以PLCopen XML 标准格式导出，用于行为和顺序描述，这种格式广泛用于开发可编程逻辑控制器 (PLC) 代码的自动化工程工具中。
（4）设计验证：要求不间断地评估设计，以保证其符合标准和规范要求。自动的检查工具根据需要和法规要求、工程规则以及最佳实践对设计进行验证。从而消除代价高昂的错误和重新设计。
（5）仿真分析：要求运用仿真分析，可以快速、精确地模拟和分析产品的性能特征。实时仿真解决最复杂的计算机辅助工程问题，从而可以及时提供分析结果以对设计进行修正。通过管理仿真数据和流程，对性能信息的查看，并提供关键的工作流控制和最佳实践框架。
（7.1.2）工业自动化数字孪生仿真系统功能组成要求：
（1）产品建模：提供草图设计、各种曲线生成、编辑、布尔运算、扫掠实体旋转实体、沿导轨扫掠、尺寸驱动、定义、编辑变量及其表达式、非参数化模型后参数化等工具。
（2）自由曲面建模：高级曲面建模工具，实体和曲面建模技术融合在一起，提供生成、编辑和评估复杂曲面的强大功能。
（3）高级装配：增加产品级大装配设计的特殊功能：可以灵活过滤装配结构的数据调用控制； 高速大装配着色；大装配干涉检查功能。
（4）基于物理场引擎运算： 仿真技术基于物理场引擎，可以基于简化数学模型将实际物理行为引入虚拟环境，可运行已定义好的驱动器物理场，包括位置、方向、目标和速度等，并提供多种工具，指定时间、位置和操作顺序。仿真技术易于使用，借助优化的现实环境建模，可迅速定义机械概念和所需的机械行为。
（5）支持多种 3D 模型格式：与 软件无缝集成。同时能够读取 Solidworks，Pro/E、Catia 等不同三维设计软件的数据格式，支持导入 Step、X_t 和 IGES 等中性数据格式，将不同来源的三维数据模型导入平台。
（6）支持机电一体化协作式工程设计方式，机械、电气、自动化设计验证工作在同一平台中协作完成，可以模拟真实设备自动控制流程。
（7）传感器：具备多种传感器种类如:碰撞传感器、距离传感器、位置传感器、倾角传感器、加速传感器、通用传感器、限位开关、继电器等。
（8）碰撞体设计，可设置碰撞体不同材料之间的碰撞效果。
（9）同时还支持其他多种模型运动副、约束、耦合副、液压缸，液压阀，气缸，气动阀、位置控制、速度控制以及凸轮仿真的凸轮曲线图等功能进行参数设置实现控制仿真。
（10）可配合 PLC 编程仿真 PID 控制。
（11）支持多种外部通讯协议，如：OPC DA/UA 、SHM、Matlab、PlcSim、TCP、UDP、Profinet 等。可实现外部数据变量批量导入，实现外部控制变量快速映射关联，方便快捷。
2、MES制造执行系统（提供系统界面截图）
MES系统要求贴近真实企业环境，产品下单多样性，数据类型全面，支持Web端多地，多用户操作查看。服务型制造信息化管理系统为其量身定制软件，选手所有工作任务均从个性化需求订单及共线生产出发，允许用户通过平台进行任务下发，并进行共线生产的全自动化作业。从订单加工、生产、装配到成品的检测入库，订单制造过程的每一个环节，均可通过MES 软件进行实时查询与追踪。
单元包含产品信息、生产订单、排程信息、设备信息以及各单元数据状态信息。
（1）产品信息：可根据任务需求队产品数据编辑，完成产品后续下单。
（2）生产管理：包括生产订单和排程信息功能，可对其产品进行订单的创建，明细的添加，订单下发等。
（3）数据管理单元：可对设备信息采集，包括产品生产、下单等数量状态；可对设备电能数据和环境数据采集，包括电压、功率、温度、湿度、大气压力、振动数据等信息；可对输送单元、供料单元、检测单元、装配单元、搬运单元、仓储单元、RFID等各单元的状态相关数据采集跟踪。
3、可视化管理系统
要求可以完成生产可视化、设备状态可视化、设备状态管理可视化、维保过程数字化、维保经验数字化等功能。
4、云平台系统
云平台要求采用国产企业级平台，界面制作便捷，功能丰富，数据处理稳定，操作方便。
云平台功能要求包括设备接入、设备管理、数据存储、数据展示、数据分析、用户管理、维保工单、配方管理等功能。平台免编程可快速便捷实现产品与系统的联接，实现物联平台。可实现多样快捷的连接监控方式（业务系统、地图、视频监控）， 实时、精准的数据信息来源，精准高效的数据透视（柱状图、趋势图、定制数据透视报表），设备间更紧密的组合联动（ 多台 PLC 构成的设备系统的集中监控）。
云平台功能：
（1）项目配置：项目支持导入、导出、删除、编辑，方便操作，包括设备配置、项目组态配置、报警源配置、设备状态统计、条件赋值、报表。
（2）组态页功能，提供不同类型可编辑的基础元件、基础和高级控件，通过图形化界面呈现相关数据信息，使用户能够一目了然地查看整个系统的状态信息，组态界面用户可自定义，包括界面的布局，颜色，控件等。
基础元件：直线，圆，矩形，文本，图片，折线，多边形，表格等；
基础控件：按钮、指示灯、按钮指示灯、数据显示、数据输入、数据控制、组合框输入、滑动输入、画面跳转、变量图片等。
高级控件： 环形图、棒图、流体、轮播动画、历史曲线、实时曲线、日期时间、实时事件、历史事件、天气、视频控件、功能键、功能域。
（3）可根据需求编辑多个组态画面同时进行组合排列显示；
（7.5）电气设计系统
要求电气设计系统是一款易学易用的专业级电气工程设计软件，所有功能和命令是专为电气工程而设计，凭借面向图形和面向对象两种设计方式之间的灵活切换帮助工程师大幅提升设计效率。强大的功能利于用户实现快速原理图设计、多种报表自动生成、工程项目管理等等。软件自动生成的设计资料，并可直接用于生产、装配、采购和维修。
（1）要求软件简单化-易学易用：避免简单项目复杂设计的问题，软件操作指令简单、方便，没有复杂的设置，使初学者能够快速地掌握软件的各项功能，并进行项目的设计。
（2）要求软件标准化-数据管理：经过调研已经结合行业经验梳理电气业务流程和标准，制定基于数据库格式的电气标准环境，包含符号库、设备库、图纸模板、设计规则规范、设计习惯、项目模板等。
（3）要求软件智能化-高效设计：利用电气设计平台的专业优势，结合软件的快捷操作、自动处理等功能，提高设计效率，优化设计过程，实现智能化的设计方式。软件带有快捷的电位线及电线绘制工具，如：可以快速绘制电位线，快速绘制三相线、正交线。符号还可以自动连线，电线可以跟随符号延伸或者缩短，符号可以根据电线方向自动旋转，快速复制多个对象等等。
（4）要求软件数据化-智能制造：软件是一款基于数据库的软件。它只需要绘制原理图，软件可以一键式的自动生成所有所需的表单以及各种带图形的列表，例如产品列表、零件列表、接线信息、电线电缆信息、以及端子连接信息，这些列表的信息能准确无误的对原理图进行统计。把列表表单提供给采购部门，提高整个项目的整体进度；把图形化的列表，提供给装配部门，用图形化信息使得接线更容易理解，接线更准确。软件可以无缝集成到PDM、ERP等生产与管理系统中。
软件功能要求：
1.1软件作为一个独立的windows程序，兼容目前所有的windows系统。
1.2软件的用户可以轻松地对工作环境进行个性化设置。
1.3人性化的绘图功能满足电气原理图的所有设计需求，支持符号的自动连接，和”正交布线”，简化大部分的设计操作。
1.4拥有完善的符号库，并且用户可以快速的创建非标符号，支持拖拽使用。
1.5锁定符号名称可支持用户在更新图纸时，保持现有的符号名称不变。
1.6多种标准和可定制符号自动命名选项可以节省设计时间和减少设计错误。
1.7实时自动核实项目数据，节省审核的时间。
1.8可以快速生成项目图纸目录、BOM清单、电缆清单、端子清单。
1.9可以修改部分或者全部页面模板，以满足不同用户对项目模板的自定义需求。
1.10可同时打开多个项目，修改图纸的工作量显著减少：可以整页复制或通过“拖拽”来移动页面，也可以一步完成多也复制。
1.11集成Microsoft Active接口，直接把其他格式的文档（word、excel、pdf）嵌入到项目结构中。
1.12可以快速进行页面编号，同时与页面相关的符号名称同步更新。
1.13文件支持与打印
1.14可以导入DWG、DXF、DXB格式的文件以及EMF增强型文件，快速与第三方应用进行数据交换
1.15对BMP、JPEG、和PCX等格式的图片文档，可快速插入到电气图纸的图框中。
1.16项目中文档顺序可以自定义调整，快速准确按照用户所需的顺序和规格打印。
1.17项目支持快速打印，通过自定义筛选器，可以定义不同打印配置。
1.18通过集成数据库的“列表和标签”功能，可提供强大且完整的标签和名称自动生成功能。支持全求主流的打印机厂家（魏德米勒、菲尼克斯、万可等）。
1.19完整的继电器触点、辅助触点、连接器和电缆管理系统，有助于在设计阶段避免差错。符号的交叉索引管理可以检查所有配置并实时提供相关信息。
1.20集成“设备库”，方便生成详细的设备清单；设备库更新支持手动、表格导入、网络库下载。
1.21电线可以自动编号格式和规则，可以显示编辑电线方向，还可以生成电线列表。
1.22快速的PLC设计功能，简化用户PLC图纸绘制的繁琐操作
1.23可以预先定义PLC自动编号方式，也可以通过EXCEL表格导入PLC信息。
1.24确保您有更多的时间专注于设计并大幅度降低出错率可以轻松处理同一个设备的符号分布在多张页面的需求。
1.25双击任何一个交叉索引都可以实现跳转（跨页），导航可以让电气设计工作更高效快捷。
1.26从数据库列表到图纸的导航功能可以帮助用户更快捷的找到目标。并且也可以从图形化表单（端子排、PLC、电缆清单等）导航至原理图。
1.27数据库列表编辑器集成了大范围的分类和过滤功能，以列表的形式之间修改需数据，节省了修改图纸的时间。
1.28对于不需要出现在图纸中的零件（备用端子、附件等）的管理功能：
1.29预设零件之后，通过“选择列表”来放置在电路图上。
1.30可以帮助管理采购清单利必须有但并不出现在原理图中的材料。
1.31可以通过EXCEL文档导入附件信息，例如PDM系统中准备的信息。
1.32管理备用端子、隔离片等其他附件。
1.33提供功能/位置改进项目结构，并支持预定义和分配功能、位置。
1.34可配置的工作区，可创建特殊的SQL查询并生成表单。
1.35可以自定义项目、页面的属性，并快速映射到图框中，快速修改图框中的信息。
1.36含有丰富的页面模板，用户可自主创建页面模板。
1.37集成报表生成器允许用户创建属于自己风格的项目报表。
1.38绘制二维机柜图：
1.39可以自动链接原理图中的组件信息到机柜图。原理图中的组件会自动显示在机柜图选择列表中。当组件被调用后，该组件会从选择列表消失，原理图和机柜图信息会自动同步。
1.40根源根据设备库（设备长宽高或自定义的符号）中的信息，按正确比例插入机柜图符号。
1.41根据个性化需求，设计可以从机柜图开始。
1.42具有各种测量、尺寸标注和其他专业CAD的功能，可以辅助绘制专业的机柜图纸。
1.43根据需要插入标准导轨和线槽，促进机柜进行整齐、合理的布局。
1.44设施功能
1.45带有专为建筑电气而设计的一系列符号库，使得设计更加方便。
1.46方便自定义符号及在任何位置插入文本功能，确保设计中的想法得以实现。
五、设备可完成的实训项目
1、系统安装调试
（1）电气安全系统线路连接与调试实训
（2）工业网络线路连接与调试实训
（3）气动执行元件机械与气路安装实训
（4）各单元机械位置布局、基准面几何位置测量与安装位置调整实训
2、工业网络应用
（1）工业网络关键设备安装实训
（2）工业网络关键设备接线实训
（3）三层交换机环网配置实训
（4）三层交换机跨网段配置实训
（5）无线AP主站配置实训
（6）无线AP客户端配置实训
（7）边缘网关配置实训
（8）工业互联网技术应用；
（9）物联网技术应用；
（10）网络安全技术应用；
3、PLC设计与应用
（1）逻辑程序编辑实训
（2）子程序调用功能实训
（3）PLC与步进、伺服系统的调试
（4）PLC与变频系统的调试
（5）PLC与视觉系统的调试
（6）位置控制系统（步进、伺服）的参数调整及优化
（7）PLC与机器人、变频器、上位机之间现场总线配置
4、数字孪生技术应用
（1）数字孪生仿真实训
（2）数字孪生通讯配置实训
5、网络通讯技术
（1）网络通讯基础的原理与应用
（2）以太网通讯原理与应用
（3）工业网络系统的方案设计
（4）远程IO Profinet通信配置实训
（5）IO-Link模块通信配置实训
（6）Profibus DP模块通信配置实训
（7）伺服驱动器通信配置实训
（8）HMI通信配置实训
6、信息化管理实训
（1）MES系统应用实训
（2）云平台系统应用实训
7、气动控制技术
（1）电控气动阀的工作原理及应用
（2）真空发生器的工作原理及应用
（3）标准气缸的工作原理及应用
（4）各类气动手爪的工作原理及应用
（5）空气压缩机的工作原理及应用
8、组态监控及人机界面技术
（1）组态监控软件的基本应用
（2）组态监控软件通信应用实验
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