一种基于工业数据采集分析的教学实训台的制作方法

本发明涉及工业大数据的，尤其是涉及一种基于工业数据采集分析的教学实训台。

背景技术：

1、随着互联网的发展，制造业企业逐渐转型工业互联网模式，对于工业互联网人才的需求也随之增长，但是现有的智能生产的教学还是基于零散的流水线底层调试模式，无法形成大系统，学生很难了解到企业生产的全流程，不能贴近真实企业场景，导致目前的实训教学效果不佳，所以需要一个实训教学平台让学生直观的了解整个工业流程。

2、市面上也出现了一些基础的教学实训平台，但是在工业教学环境中，不断的实践和重复模拟的数据通常是大规模的，需要强大的计算和存储资源来处理、分析及存储这些数据，数据处理、分析及存储管理用户需要投入较大成本，并且存在网络连接问题，网络连接可能不稳定或不可靠，这可能会导致数据传输中断或延迟。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于工业数据采集分析的教学实训台。

2、本发明提供的一种基于工业数据采集分析的教学实训台采用如下的技术方案：

3、一种基于工业数据采集分析的教学实训台，包括5g工控数据采集模块、确定性5g网络技术模块、工业大数据分析模块、实训平台模块；

4、所述5g工控数据采集模块用于远端对设备进行数据采集，所述5g工控数据采集模块包括工业网关采集单元、远程io采集单元以及直联网通信单元；

5、所述确定性5g网络技术模块用于数据高速稳定传输，并为数据传输交换做支撑，所述确定性5g网络技术模块包括5g专网核心网、5g高可用核心网、5g扩展单元、5g远端单元以及5g模组外接应用设备单元；

6、所述工业大数据分析模块用于大数据分析算法模型的使用并进行训练，所述工业大数据分析模块包括机器学习算法库以及参数服务器；

7、所述实训平台模块用于仿真实现设备控制以及对教学实训的基础数据信息管理，所述实训平台模块包括智能教学实训平台以及产教融合实训管理平台；

8、所述5g工控数据采集模块、工业大数据分析模块、实训平台模块通过确定性5g网络技术模块依次连接。

9、进一步的，所述5g工控数据采集模块包括工业网关采集单元、远程io采集单元以及直联网通信单元；

10、所述工业网关采集单元使用5g扩展单元工控网关连接需采集设备的控制器对设备进行数据采集；

11、所述远程io采集单元用于对不能通信的设备及没有控制器的设备，部署符合设备协议的远程io控制模块进行设备的数据采集；

12、所述直联网通信单元借助数控系统自身的通信协议以及通讯网口直接与局域网进行连接，与5g工控一体设备相连直接进行通信采集。

13、进一步的，所述确定性5g网络技术模块包括5g专网核心网、5g高可用核心网、5g扩展单元、5g远端单元、5g模组外接应用设备单元以及直连网通信单元；

14、所述5g专网核心网工作于机房内设备，用于完成数据的高速传输交换；

15、所述5g高可用核心网工作于机房内设备，用于完成数据的稳定传输交换；

16、所述5g扩展单元工作于实训平台模块内，用于对5g远端单元的数据传输交换支撑；

17、所述5g远端单元工作于实训平台模块内，用于对实训平台模块以及5g工控数据采集模块之间进行数据传输交换服务；

18、5g模组外接应用设备单元工作于实训平台模块内，用于进行实训平台模块内的数据传输交换接入服务。

19、进一步的，所述工业大数据分析模块包括机器学习算法库以及参数服务器：

20、所述机器学习算法库基于spark实现的机器学习算法库mllib，用于简化机器学习的工程实践工作；

21、所述参数服务器用于数据分析模型训练。

22、进一步的，所述实训平台模块包括智能教学实训平台以及产教融合实训管理平台：

23、所述智能教学实训台包括虚拟仿真实训设备硬件、智能工控系统、虚拟运营系统以及仿真应用系统；

24、所述智能工控系统运用所述工业网关采集模块采集的数据，通过5g模组外接应用设备单元对虚拟仿真实训设备硬件进行数据的传输和交互，对虚拟仿真实训设备硬件发出运行指令实现对虚拟仿真实训设备硬件的操作控制；

25、所述虚拟运营系统包括场景虚拟、模块虚拟、流程虚拟以及操作虚拟；

26、所述仿真应用系统包括设备操作仿真以及设备数据仿真。

27、进一步的，所述产教融合实训管理平台包括教务管理系统、硬件设施系统、资源课程系统以及在线实训系统；

28、所述教务管理系统用于对教学实训的基础数据信息管理；

29、所述硬件设施系统用于对教学实训的硬件设施数据信息管理；

30、所述资源课程系统用于对教学实训的课件数据信息管理；

31、所述在线实训系统用于对进行在线实训教学活动及实训数据的管理。

32、进一步的，所述教务管理系统用于对教学实训的基础数据信息管理，其基础数据信息为来不同源的用户以及教学数据，并将用户以及教学数据传送至参数服务器中。

33、综上所述，本发明具有如下的有益技术效果：

34、1.本申请运用新一代5g工控数据采集模块，快速获取源数据并进行冗余数据剥离，整合各设备或传感器协议，有效整合各类数据的采集。采用工业大数据分析模块以及实训平台模块，更新最前沿的工业领域各类技术手段，提供用户自主定义教学方式和内容并模拟运行，并通过确定性的5g网络实现设备与服务数据传输的稳定性。将远程的一整套工业流程呈现在实训平台上，有效的实现让学生直观的了解整个工业流程状况。

35、2.将能通讯的设备以及不能通讯的设备分开采集，使用远程io采集单元对不能通讯的设备进行采集，有效的降低了采集的困难度，且采集过程中即将数据进行整合剥离，有效的降低了后续分析数据的投入成本，利用确定性5g网络技术模块有效的保证了网络的稳定性以及数据传输的可靠性。

36、3.工业大数据分析模块训练方便，基于spark实现的机器学习算法库mllib，能在训练分析模型对磁盘的读写操作时，节省大量的训练时间，训练效率非常高效；

37、确定性5g网络技术模块，在普遍的工业教学环境中，网络连接更稳定或可靠，不会导致数据传输中断或延迟；

38、5g工控数据采集模块，能更经济快捷的提高教学设备的数据采集率，不同厂商生产的设备，可能采用不同的通讯协议和数据格式，不同设备的协议可以全面兼容解决；

39、实训平台模块，运用工业教学领域的技术迭代更新及时，不会出现设备或系统技术落后的情况，工业教学实训环境所掌握的技术适用行业最新的要求。

技术特征：

1.一种基于工业数据采集分析的教学实训台，其特征在于：包括5g工控数据采集模块、确定性5g网络技术模块、工业大数据分析模块、实训平台模块；

2.根据权利要求1所述的一种基于工业数据采集分析的教学实训台，其特征在于：所述5g工控数据采集模块包括工业网关采集单元、远程io采集单元以及直联网通信单元；

3.根据权利要求1所述的一种基于工业数据采集分析的教学实训台，其特征在于，所述确定性5g网络技术模块包括5g专网核心网、5g高可用核心网、5g扩展单元、5g远端单元、5g模组外接应用设备单元以及直连网通信单元；

4.根据权利要求1所述的一种基于工业数据采集分析的教学实训台，其特征在于，所述工业大数据分析模块包括机器学习算法库以及参数服务器：

5.根据权利要求1所述的一种基于工业数据采集分析的教学实训台，其特征在于，所述实训平台模块包括智能教学实训平台以及产教融合实训管理平台：

6.根据权利要求1所述的一种基于工业数据采集分析的教学实训台，其特征在于，所述产教融合实训管理平台包括教务管理系统、硬件设施系统、资源课程系统以及在线实训系统；

7.根据权利要求6所述的一种基于工业数据采集分析的教学实训台，其特征在于，所述教务管理系统用于对教学实训的基础数据信息管理，其基础数据信息为来不同源的用户以及教学数据，并将用户以及教学数据传送至参数服务器中。

技术总结本发明涉及工业大数据的技术领域，公开了一种基于工业数据采集分析的教学实训台，其包括5G工控数据采集模块、确定性5G网络技术模块、工业大数据分析模块、实训平台模块；所述5G工控数据采集模块用于远端对设备进行数据采集；所述确定性5G网络技术模块用于数据高速稳定传输，并为数据传输交换做支撑；所述工业大数据分析模块用于大数据分析算法模型的使用并进行训练；所述实训平台模块用于仿真实现设备控制以及对教学实训的基础数据信息管理；所述5G工控数据采集模块、工业大数据分析模块、实训平台模块通过确定性5G网络技术模块依次连接。本发明将远程的一整套工业流程呈现在实训平台上，有效的实现让学生直观的了解整个工业流程状况。技术研发人员：阚延魁,王辉,边强,罗翔,杨凡受保护的技术使用者：山东未来网络研究院（紫金山实验室工业互联网创新应用基地）技术研发日：技术公布日：2024/5/9