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工業(yè)自動化數字孿生仿真系統(tǒng)
1、工業(yè)自動化數字孿生仿真系統(tǒng)功能
（1）產品設計與優(yōu)化：要求借助數字化軟件進行產品設計與優(yōu)化，借住于平臺實現產品設計更加模塊標準化、數據規(guī)范化、通過電子流程提高流程審批透明度，并確保在投產前使這些模型以最高的效率運轉。通過讓工程師在虛擬調試中看到計劃成果，同時通過虛擬調試能及時的發(fā)現問題，解決問題，從而避免產品在實際調試過程中發(fā)現問題而使周期延誤，避免浪費寶貴的資源來解決現實中的問題。
數字化軟件利用產量仿真來優(yōu)化決定生產系統(tǒng)產能的參數。系統(tǒng)通過將產品布局與事件驅動型仿真結合在一起，促進這種優(yōu)化的實現。這樣便可以快速開發(fā)和分析多個產品方案，從而消除瓶頸、提高效率并增加產量。
（2）產品零部件規(guī)劃與驗證：要求通過數字化軟件實現產品零部件規(guī)劃與驗證，可以準確高效地定義制造流程計劃并直接將其與生產系統(tǒng)關聯(lián)起來。有效管理此計劃的數據對該流程而言至關重要。制造規(guī)劃團隊必須能夠輕松獲得這些信息，根據按順序執(zhí)行的流程步驟組織這些信息，并使車間工作人員能夠輕松訪問其最新版本。借助此解決方案中的零件規(guī)劃功能，可以重復使用經過檢驗的制造流程，從而縮短規(guī)劃時間，確保車間工作人員使用首選的方法和資源。當車間人員和系統(tǒng)訪問制造規(guī)劃數據并將其直接應用到生產中時，還能夠減少錯誤和延遲。
（3）自動化設計：要求可通過提供操作順序，支持更高效的軟件開發(fā)。操作順序根特圖能以PLCopen XML 標準格式導出，用于行為和順序描述，這種格式廣泛用于開發(fā)可編程邏輯控制器 (PLC) 代碼的自動化工程工具中。
（4）設計驗證：要求不間斷地評估設計，以保證其符合標準和規(guī)范要求。自動的檢查工具根據需要和法規(guī)要求、工程規(guī)則以及最佳實踐對設計進行驗證。從而消除代價高昂的錯誤和重新設計。
（5）仿真分析：要求運用仿真分析，可以快速、精確地模擬和分析產品的性能特征。實時仿真解決最復雜的計算機輔助工程問題，從而可以及時提供分析結果以對設計進行修正。通過管理仿真數據和流程，對性能信息的查看，并提供關鍵的工作流控制和最佳實踐框架。
（7.1.2）工業(yè)自動化數字孿生仿真系統(tǒng)功能組成要求：
（1）產品建模：提供草圖設計、各種曲線生成、編輯、布爾運算、掃掠實體旋轉實體、沿導軌掃掠、尺寸驅動、定義、編輯變量及其表達式、非參數化模型后參數化等工具。
（2）自由曲面建模：高級曲面建模工具，實體和曲面建模技術融合在一起，提供生成、編輯和評估復雜曲面的強大功能。
（3）高級裝配：增加產品級大裝配設計的特殊功能：可以靈活過濾裝配結構的數據調用控制； 高速大裝配著色；大裝配干涉檢查功能。
（4）基于物理場引擎運算： 仿真技術基于物理場引擎，可以基于簡化數學模型將實際物理行為引入虛擬環(huán)境，可運行已定義好的驅動器物理場，包括位置、方向、目標和速度等，并提供多種工具，指定時間、位置和操作順序。仿真技術易于使用，借助優(yōu)化的現實環(huán)境建模，可迅速定義機械概念和所需的機械行為。
（5）支持多種 3D 模型格式：與 軟件無縫集成。同時能夠讀取 Solidworks，Pro/E、Catia 等不同三維設計軟件的數據格式，支持導入 Step、X_t 和 IGES 等中性數據格式，將不同來源的三維數據模型導入平臺。
（6）支持機電一體化協(xié)作式工程設計方式，機械、電氣、自動化設計驗證工作在同一平臺中協(xié)作完成，可以模擬真實設備自動控制流程。
（7）傳感器：具備多種傳感器種類如:碰撞傳感器、距離傳感器、位置傳感器、傾角傳感器、加速傳感器、通用傳感器、限位開關、繼電器等。
（8）碰撞體設計，可設置碰撞體不同材料之間的碰撞效果。
（9）同時還支持其他多種模型運動副、約束、耦合副、液壓缸，液壓閥，氣缸，氣動閥、位置控制、速度控制以及凸輪仿真的凸輪曲線圖等功能進行參數設置實現控制仿真。
（10）可配合 PLC 編程仿真 PID 控制。
（11）支持多種外部通訊協(xié)議，如：OPC DA/UA 、SHM、Matlab、PlcSim、TCP、UDP、Profinet 等。可實現外部數據變量批量導入，實現外部控制變量快速映射關聯(lián)，方便快捷。
2、MES制造執(zhí)行系統(tǒng)（提供系統(tǒng)界面截圖）
MES系統(tǒng)要求貼近真實企業(yè)環(huán)境，產品下單多樣性，數據類型全面，支持Web端多地，多用戶操作查看。服務型制造信息化管理系統(tǒng)為其量身定制軟件，選手所有工作任務均從個性化需求訂單及共線生產出發(fā)，允許用戶通過平臺進行任務下發(fā)，并進行共線生產的全自動化作業(yè)。從訂單加工、生產、裝配到成品的檢測入庫，訂單制造過程的每一個環(huán)節(jié)，均可通過MES 軟件進行實時查詢與追蹤。
單元包含產品信息、生產訂單、排程信息、設備信息以及各單元數據狀態(tài)信息。
（1）產品信息：可根據任務需求隊產品數據編輯，完成產品后續(xù)下單。
（2）生產管理：包括生產訂單和排程信息功能，可對其產品進行訂單的創(chuàng)建，明細的添加，訂單下發(fā)等。
（3）數據管理單元：可對設備信息采集，包括產品生產、下單等數量狀態(tài)；可對設備電能數據和環(huán)境數據采集，包括電壓、功率、溫度、濕度、大氣壓力、振動數據等信息；可對輸送單元、供料單元、檢測單元、裝配單元、搬運單元、倉儲單元、RFID等各單元的狀態(tài)相關數據采集跟蹤。
3、可視化管理系統(tǒng)
要求可以完成生產可視化、設備狀態(tài)可視化、設備狀態(tài)管理可視化、維保過程數字化、維保經驗數字化等功能。
4、云平臺系統(tǒng)
云平臺要求采用國產企業(yè)級平臺，界面制作便捷，功能豐富，數據處理穩(wěn)定，操作方便。
云平臺功能要求包括設備接入、設備管理、數據存儲、數據展示、數據分析、用戶管理、維保工單、配方管理等功能。平臺免編程可快速便捷實現產品與系統(tǒng)的聯(lián)接，實現物聯(lián)平臺�？蓪崿F多樣快捷的連接監(jiān)控方式（業(yè)務系統(tǒng)、地圖、視頻監(jiān)控）， 實時、精準的數據信息來源，精準高效的數據透視（柱狀圖、趨勢圖、定制數據透視報表），設備間更緊密的組合聯(lián)動（ 多臺 PLC 構成的設備系統(tǒng)的集中監(jiān)控）。
云平臺功能：
（1）項目配置：項目支持導入、導出、刪除、編輯，方便操作，包括設備配置、項目組態(tài)配置、報警源配置、設備狀態(tài)統(tǒng)計、條件賦值、報表。
（2）組態(tài)頁功能，提供不同類型可編輯的基礎元件、基礎和高級控件，通過圖形化界面呈現相關數據信息，使用戶能夠一目了然地查看整個系統(tǒng)的狀態(tài)信息，組態(tài)界面用戶可自定義，包括界面的布局，顏色，控件等。
基礎元件：直線，圓，矩形，文本，圖片，折線，多邊形，表格等；
基礎控件：按鈕、指示燈、按鈕指示燈、數據顯示、數據輸入、數據控制、組合框輸入、滑動輸入、畫面跳轉、變量圖片等。
高級控件： 環(huán)形圖、棒圖、流體、輪播動畫、歷史曲線、實時曲線、日期時間、實時事件、歷史事件、天氣、視頻控件、功能鍵、功能域。
（3）可根據需求編輯多個組態(tài)畫面同時進行組合排列顯示；
（7.5）電氣設計系統(tǒng)
要求電氣設計系統(tǒng)是一款易學易用的專業(yè)級電氣工程設計軟件，所有功能和命令是專為電氣工程而設計，憑借面向圖形和面向對象兩種設計方式之間的靈活切換幫助工程師大幅提升設計效率。強大的功能利于用戶實現快速原理圖設計、多種報表自動生成、工程項目管理等等。軟件自動生成的設計資料，并可直接用于生產、裝配、采購和維修。
（1）要求軟件簡單化-易學易用：避免簡單項目復雜設計的問題，軟件操作指令簡單、方便，沒有復雜的設置，使初學者能夠快速地掌握軟件的各項功能，并進行項目的設計。
（2）要求軟件標準化-數據管理：經過調研已經結合行業(yè)經驗梳理電氣業(yè)務流程和標準，制定基于數據庫格式的電氣標準環(huán)境，包含符號庫、設備庫、圖紙模板、設計規(guī)則規(guī)范、設計習慣、項目模板等。
（3）要求軟件智能化-高效設計：利用電氣設計平臺的專業(yè)優(yōu)勢，結合軟件的快捷操作、自動處理等功能，提高設計效率，優(yōu)化設計過程，實現智能化的設計方式。軟件帶有快捷的電位線及電線繪制工具，如：可以快速繪制電位線，快速繪制三相線、正交線。符號還可以自動連線，電線可以跟隨符號延伸或者縮短，符號可以根據電線方向自動旋轉，快速復制多個對象等等。
（4）要求軟件數據化-智能制造：軟件是一款基于數據庫的軟件。它只需要繪制原理圖，軟件可以一鍵式的自動生成所有所需的表單以及各種帶圖形的列表，例如產品列表、零件列表、接線信息、電線電纜信息、以及端子連接信息，這些列表的信息能準確無誤的對原理圖進行統(tǒng)計。把列表表單提供給采購部門，提高整個項目的整體進度；把圖形化的列表，提供給裝配部門，用圖形化信息使得接線更容易理解，接線更準確。軟件可以無縫集成到PDM、ERP等生產與管理系統(tǒng)中。
軟件功能要求：
1.1軟件作為一個獨立的windows程序，兼容目前所有的windows系統(tǒng)。
1.2軟件的用戶可以輕松地對工作環(huán)境進行個性化設置。
1.3人性化的繪圖功能滿足電氣原理圖的所有設計需求，支持符號的自動連接，和”正交布線”，簡化大部分的設計操作。
1.4擁有完善的符號庫，并且用戶可以快速的創(chuàng)建非標符號，支持拖拽使用。
1.5鎖定符號名稱可支持用戶在更新圖紙時，保持現有的符號名稱不變。
1.6多種標準和可定制符號自動命名選項可以節(jié)省設計時間和減少設計錯誤。
1.7實時自動核實項目數據，節(jié)省審核的時間。
1.8可以快速生成項目圖紙目錄、BOM清單、電纜清單、端子清單。
1.9可以修改部分或者全部頁面模板，以滿足不同用戶對項目模板的自定義需求。
1.10可同時打開多個項目，修改圖紙的工作量顯著減少：可以整頁復制或通過“拖拽”來移動頁面，也可以一步完成多也復制。
1.11集成Microsoft Active接口，直接把其他格式的文檔（word、excel、pdf）嵌入到項目結構中。
1.12可以快速進行頁面編號，同時與頁面相關的符號名稱同步更新。
1.13文件支持與打印
1.14可以導入DWG、DXF、DXB格式的文件以及EMF增強型文件，快速與第三方應用進行數據交換
1.15對BMP、JPEG、和PCX等格式的圖片文檔，可快速插入到電氣圖紙的圖框中。
1.16項目中文檔順序可以自定義調整，快速準確按照用戶所需的順序和規(guī)格打印。
1.17項目支持快速打印，通過自定義篩選器，可以定義不同打印配置。
1.18通過集成數據庫的“列表和標簽”功能，可提供強大且完整的標簽和名稱自動生成功能。支持全求主流的打印機廠家（魏德米勒、菲尼克斯、萬可等）。
1.19完整的繼電器觸點、輔助觸點、連接器和電纜管理系統(tǒng)，有助于在設計階段避免差錯。符號的交叉索引管理可以檢查所有配置并實時提供相關信息。
1.20集成“設備庫”，方便生成詳細的設備清單；設備庫更新支持手動、表格導入、網絡庫下載。
1.21電線可以自動編號格式和規(guī)則，可以顯示編輯電線方向，還可以生成電線列表。
1.22快速的PLC設計功能，簡化用戶PLC圖紙繪制的繁瑣操作
1.23可以預先定義PLC自動編號方式，也可以通過EXCEL表格導入PLC信息。
1.24確保您有更多的時間專注于設計并大幅度降低出錯率可以輕松處理同一個設備的符號分布在多張頁面的需求。
1.25雙擊任何一個交叉索引都可以實現跳轉（跨頁），導航可以讓電氣設計工作更高效快捷。
1.26從數據庫列表到圖紙的導航功能可以幫助用戶更快捷的找到目標。并且也可以從圖形化表單（端子排、PLC、電纜清單等）導航至原理圖。
1.27數據庫列表編輯器集成了大范圍的分類和過濾功能，以列表的形式之間修改需數據，節(jié)省了修改圖紙的時間。
1.28對于不需要出現在圖紙中的零件（備用端子、附件等）的管理功能：
1.29預設零件之后，通過“選擇列表”來放置在電路圖上。
1.30可以幫助管理采購清單利必須有但并不出現在原理圖中的材料。
1.31可以通過EXCEL文檔導入附件信息，例如PDM系統(tǒng)中準備的信息。
1.32管理備用端子、隔離片等其他附件。
1.33提供功能/位置改進項目結構，并支持預定義和分配功能、位置。
1.34可配置的工作區(qū)，可創(chuàng)建特殊的SQL查詢并生成表單。
1.35可以自定義項目、頁面的屬性，并快速映射到圖框中，快速修改圖框中的信息。
1.36含有豐富的頁面模板，用戶可自主創(chuàng)建頁面模板。
1.37集成報表生成器允許用戶創(chuàng)建屬于自己風格的項目報表。
1.38繪制二維機柜圖：
1.39可以自動鏈接原理圖中的組件信息到機柜圖。原理圖中的組件會自動顯示在機柜圖選擇列表中。當組件被調用后，該組件會從選擇列表消失，原理圖和機柜圖信息會自動同步。
1.40根源根據設備庫（設備長寬高或自定義的符號）中的信息，按正確比例插入機柜圖符號。
1.41根據個性化需求，設計可以從機柜圖開始。
1.42具有各種測量、尺寸標注和其他專業(yè)CAD的功能，可以輔助繪制專業(yè)的機柜圖紙。
1.43根據需要插入標準導軌和線槽，促進機柜進行整齊、合理的布局。
1.44設施功能
1.45帶有專為建筑電氣而設計的一系列符號庫，使得設計更加方便。
1.46方便自定義符號及在任何位置插入文本功能，確保設計中的想法得以實現。
五、設備可完成的實訓項目
1、系統(tǒng)安裝調試
（1）電氣安全系統(tǒng)線路連接與調試實訓
（2）工業(yè)網絡線路連接與調試實訓
（3）氣動執(zhí)行元件機械與氣路安裝實訓
（4）各單元機械位置布局、基準面幾何位置測量與安裝位置調整實訓
2、工業(yè)網絡應用
（1）工業(yè)網絡關鍵設備安裝實訓
（2）工業(yè)網絡關鍵設備接線實訓
（3）三層交換機環(huán)網配置實訓
（4）三層交換機跨網段配置實訓
（5）無線AP主站配置實訓
（6）無線AP客戶端配置實訓
（7）邊緣網關配置實訓
（8）工業(yè)互聯(lián)網技術應用；
（9）物聯(lián)網技術應用；
（10）網絡安全技術應用；
3、PLC設計與應用
（1）邏輯程序編輯實訓
（2）子程序調用功能實訓
（3）PLC與步進、伺服系統(tǒng)的調試
（4）PLC與變頻系統(tǒng)的調試
（5）PLC與視覺系統(tǒng)的調試
（6）位置控制系統(tǒng)（步進、伺服）的參數調整及優(yōu)化
（7）PLC與機器人、變頻器、上位機之間現場總線配置
4、數字孿生技術應用
（1）數字孿生仿真實訓
（2）數字孿生通訊配置實訓
5、網絡通訊技術
（1）網絡通訊基礎的原理與應用
（2）以太網通訊原理與應用
（3）工業(yè)網絡系統(tǒng)的方案設計
（4）遠程IO Profinet通信配置實訓
（5）IO-Link模塊通信配置實訓
（6）Profibus DP模塊通信配置實訓
（7）伺服驅動器通信配置實訓
（8）HMI通信配置實訓
6、信息化管理實訓
（1）MES系統(tǒng)應用實訓
（2）云平臺系統(tǒng)應用實訓
7、氣動控制技術
（1）電控氣動閥的工作原理及應用
（2）真空發(fā)生器的工作原理及應用
（3）標準氣缸的工作原理及應用
（4）各類氣動手爪的工作原理及應用
（5）空氣壓縮機的工作原理及應用
8、組態(tài)監(jiān)控及人機界面技術
（1）組態(tài)監(jiān)控軟件的基本應用
（2）組態(tài)監(jiān)控軟件通信應用實驗
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