[发明专利]一种工业网络教学系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种工业网络教学系统，尤其就一种便于学校实施工业网络技术教学的软硬件一体的教学系统。

背景技术

随着半导体技术、计算机技术、信息技术和通讯技术的快速发展，网络化给自动化领域带来翻天覆地的变化，现场总线技术也就应运而生；一方面各个自动化厂家的可编程控制器(以下简称PLC)从原来自成体系的封闭系统，逐步走向开放和通用；另一方面支持现场总线技术的智能设备大量普及也推动了自动化网络化的发展。

随着工业网络技术的发展，各种智能化设备也逐步深入各个行业，如汽车制造、石油化工、烟草制造、食品加工等，从原来传统集中式控制系统逐步向分布式控制系统推进，为了适应工业网络技术发展，社会急需熟悉相关技术的技术工人和应用型工程师。培养人才的根本在于教育，但是在学校培养这两类技术人员的时候遇到了很大的困难，其一采用分布式控制的生产线或者工业实际装备，存在占地面积大、投资费用高，日常维护成本高等诸多缺点，学校根本不可能进行相关的设备投资来进行实际教学活动；其二网络控制技术这个概念比较虚，从学生的角度来讲就是即看不见也摸不着，给学校传统的教学方法带来了很大的困难。

目前学校一般采用如下几种方法来进行教学：其一只讲系统讲概念的理论教学，不涉及具体动手环节，这样学校投资最小，但是实际教学效果会大大折扣，这样培养出来的学生理论稍微懂一些，但是对于实际问题不懂，不能培养应用型工程师；其二安排学生直接去企业参加生产线上实践，由于涉及到工业网络技术的设备单价一般都比较高，系统也比较复杂，企业根本不会给学生有实际动手的机会，最多也就是从事一些辅助性杂物工作，无法实现上岗实践的目的。其三采用虚拟软件来模拟工业现场，进行情景化的虚拟教学，由于采用虚拟软件教学很难给学生直观的感受，学生非常容易遗忘，最终导致教学效果不佳；因此培养熟悉和了解工业网络相关知识的技术人员就碰到了比较大的困难。随着工业网络技术的迅速发展，迫切需要有新的工业网络教学系统来替补这个空白，否则将会极大的影响我国目前正在进行的产业转型升级。

发明内容

     本发明要解决的技术问题是提供一种工业网络教学系统。

为解决上述问题，本发明采用的工业网络教学系统，其特征在于：包括软件教学系统装置和硬件教学系统装置，两者通过协议转换的方式进行数据信息交换，并构建教学设备与虚拟场景服务器的同步联动功能，用户通过实际操作教学设备产生相关的数据，通过数据传递后抵达数据中转服务器，所述数据中转服务器经过数据转换后送给虚拟场景服务器，所述的虚拟场景服务器通过大屏幕显示设备将虚拟场景进行展示，用户通过视觉了解操作产生的结果，从而构成一个闭环回路。

所述的工业网络教学系统，其特征在于：所述教学设备包括2个电气控制柜，其中一电气控制柜内安装工业网络技术的设备，包括PLC控制器、工业触摸屏、开关电源、控制开关、分布式IO、数据接口模块，另一电气控制柜内安装数据中转服务器和虚拟场景服务器；

所述PLC控制器为系统控制中心，控制整套设备的工艺流程，所述工业触摸屏为操作者提供人机对话的界面，所述开关电源则为系统提供直流电源，所述控制开关包括急停开关、启动停止的开关和指示灯，所述数据接口模块则采集PLC控制器、控制开关、分布式IO上的端口状态，并将采集到的数据传送到数据中转服务器；

所述数据中转服务器将接收到的数据通过协议转换后传递给虚拟场景服务器，所述虚拟场景服务器将接收到的数据与虚拟场景服务器的设备进行同步，同时虚拟场景服务器中的反馈数据通过数据中转服务器和数据接口模块送到实际操作的教学设备上，最终达到两者的数据的实际同步。

所述的工业网络教学系统，其特征在于：所述虚拟场景服务器输出通过投影机或者大屏幕的显示设备进行显示。

所述的工业网络教学系统，其特征在于：所述数据接口模块采用多功能数据采集卡实现数据的采集和输出。

所述的工业网络教学系统，其特征在于：所述数据中转服务器将接收到的数据通过OPC协议转换后传递给虚拟场景服务器。