一、建設背景
當前,我國工業互聯網產業正處于高速發展期,據中國工業互聯網研究院數據,2023年我國工業互聯網核心產業規模已突破1.2萬億元,預計2025年將達到1.8萬億元。但行業面臨嚴重的復合型人才短缺:企業急需既懂工業現場又掌握互聯網技術的人才,但傳統教育中“工業”與“互聯網”專業割裂,學生多局限于單一領域理論;高校和職業院校的課程多以理論為主,學生缺乏對工業互聯網平臺的實操經驗,導致“畢業即失業”與企業“招不到能用的人”并存。
二、建設必要性
工業互聯網平臺綜合應用實訓室通過搭建模擬工業場景,讓學生在真實或仿真環境中練習設備接入、數據采集、平臺配置、應用開發等核心技能,直接匹配企業崗位需求,從源頭緩解人才供需錯配。傳統工科教育存在“重理論、輕實踐”“實驗室與工業現場脫節”等問題,而工業互聯網的跨學科性更凸顯了實踐教學的重要性:
打破學科壁壘:實訓室可整合機械制造、工業控制、云計算、大數據等多學科資源,通過“項目式教學”讓學生參與完整的工業互聯網應用流程;
銜接真實產業場景:通過引入企業級工業互聯網平臺,學生可接觸到“預測性維護”“柔性生產調度”“供應鏈協同”等實際業務,理解技術在產業中的落地邏輯;
匹配職業教育改革方向:2022年《職業教育法》修訂后,明確要求職業院校“深化產教融合、校企合作”,實訓室正是實現這一目標的核心載體——企業可參與實訓室建設,甚至將員工培訓納入實訓室功能,形成“教學—培訓—認證”一體化體系。
三、建設內容
(一)實訓室組成
實訓室組成
實訓室效果圖
(二)支持實訓
工業互聯網平臺綜合應用工作站實訓
1.通訊協議應用:實操MQTT、ModbusTCP、OPCUA等協議,完成網關與平臺、上位機的數據交互,練習擴展數據采集協議。
2.工業設備接入:通過協議或透傳方式接入邊緣設備,利用網關擴展能力連接控制系統、傳感器與平臺,可通過Docker加裝第三方軟件及自定義報文格式。
3.邊云協同:實現邊緣與平臺的數據同步、指令下發;開展遠程配置(協議管理、數據推送接口定義、網關參數更新等)、網關遠程控制及命令調試。
4.基礎與保護功能:實操邊緣能耗監控終端的電量計量、AI負載識別;練習終端過載、短路、漏電等多重保護功能的設置與操作。
5.編程操作:使用配套編程器完成程序編寫、調試與運行,熟悉工業互聯網平臺編程環境。
6.平臺部署與功能:學習工業互聯網平臺(支持容器技術,含單機/服務器部署)的設備連接、數據監控等功能;認知邊緣數據源管理、計算分析等核心模塊,掌握B/S架構下的實操與考核流程。
7.數據接入與擴展:通過多種方案(網關、客戶端等)接入數據,利用SDK開發包開發新協議或接入第三方設備,配置接入認證與加密傳輸。
8.采集可靠性:實操邊緣端數據緩存、斷點續傳機制,保障數據穩定采集。
工業場景綜合應用PLC實訓臺實訓
1.接口能力應用:熟悉PLC實訓系統接口,滿足當前及擴展場景的控制、驅動配置與運行需求。
2.PLC與現場總線:認知兩套PLC系統及配套工業現場總線,獨立完成系統組件的電氣控制與驅動操作。
3.接線與配置:通過總線或端子接線,連接按鈕、傳感器、變頻器等設備與PLC,完成基礎接線及配置。
4.工業場景應用:構建自動化控制邏輯與檢測閉環,模擬工業機器人作業、輸送分揀等場景,實操變頻驅動、運動控制等功能。
5.MES功能:學習MES系統對實訓臺設備的生產管理,掌握用戶配置、設備管理、系統維護等技能。
6.溫度模塊控制:完成溫度模塊與PLC的連接,實現0-10V模擬量信號傳輸及70℃以內的溫度調節與監測。
7.接口與供電:練習CPU集成的PROFINET、EtherCAT等接口通信,熟悉24V直流供電方式。
8.I/O接口使用:掌握CPU數字量、模擬量接口的操作方法。
實訓室配套設施實訓
環境監測系統:學習系統功能,通過監測空氣質量、危險氣體濃度等數據,調整通風設備,保障實訓室安全與人員健康。