《物联网系统集成与项目实施》课件-课程前导

物联网系统集成与项目实施一、课程内容体系目录/CONTENTS二、实训设备认知三、安装软件一、课程内容体系1.1

PLC控制直流电机运行1.2

触摸屏控制直流电机运行1.3电脑串口控制直流电机运行项目1直流电机的本地控制一、课程内容体系2.1

PLC与STM32进行数据通信2.2

STM32控制直流电机运行2.3

STM32与云平台通信项目2直流电机的远程控制2.4云平台控制直流电机运行2.5本地/远程控制直流电机运行一、课程内容体系3.1

通过Modbus协议控制交流电机运行3.2通过Profinet协议控制交流电机运行3.3通过Profibus_DP协议控制交流电机运行项目3交流电机的控制3.4云平台控制交流电机运行一、课程内容体系4.1STM32获取传感器数据4.2通过CAN通信协议传递数据4.3显示传感器数据项目4生产环境数据采集一、课程内容体系5.1生产环境与直流电机联动5.2生产环境与交流电机联动5.3生产环境与直流电机和交流电机联动项目5综合应用一、课程内容体系五个项目相关呈现二、实训设备认知1.整体架构二、实训设备认知实训设备以220V为供电基础，在使用实训架的时候注意内部220V电源，千万不要用手触摸，注意安全。实训架中有市电的地方如图所示。2.使用注意事项二、实训设备认知2.使用注意事项实训设备以220V为供电基础，在使用实训架的时候注意内部220V电源，千万不要用手触摸，注意安全。实训架中有市电的地方如图所示。二、实训设备认知PLC是实训架的核心控制器，选用SimensS7-1200系列的1212DC/DC/DC，是一款可编程逻辑控制器，可以通过以太网、Modbus、Profibus、Profinet等网络方式与其他设备进行通信，接收传感器、云平台等数据，控制各类执行器如直流电机、交流电机、伺服电机、机械臂等执行器。3.主要设备—(1)PLC二、实训设备认知CB1241RS485通讯板可用于通过点对点连接进行快速、高性能的串行数据交换。通讯板CB1241RS485采用以下标准协议：

ASCII：用于与采用简单传输协议的第三方系统进行接口，例如，带有起始和结束字符或带有块检查字符的协议。接口握手信号可通过用户程序来查询和控制。3.主要设备—(2)CB1241RS485模块二、实训设备认知CB1241RS485通讯板可用于通过点对点连接进行快速、高性能的串行数据交换。通讯板CB1241RS485采用以下标准协议：3.主要设备—(2)CB1241RS485模块MODBUS主站：用于符合MODBUS协议的通讯，具有RTU格式，以SIMATICS7作为主站的主站-从站接口。Modbus从站：以SIMATICS7作为从站的主站-从站接口。二、实训设备认知CM1243-5模块是用于将SIMATICS7-1200连接到PROFIBUS（DP主站模块）的通信模块，也是SIMATICS7-1200实现PROFIBUSDP主站功能的通信模块。借助DP主站模块CM1243-5，S7-1200可与以下从站进行通信：配备CM1242-5的S7-1200CPU。带有PROFIBUSDP模块EM277的S7-200CPU。3.主要设备—(3)CM1243-5模块模块二、实训设备认知CM1243-5模块是用于将SIMATICS7-1200连接到PROFIBUS（DP主站模块）的通信模块，也是SIMATICS7-1200实现PROFIBUSDP主站功能的通信模块。借助DP主站模块CM1243-5，S7-1200可与以下从站进行通信：3.主要设备—(3)CM1243-5模块模块SINAMICS变频器。各家供应商提供的驱动器和执行器。二、实训设备认知CM1243-5模块是用于将SIMATICS7-1200连接到PROFIBUS（DP主站模块）的通信模块，也是SIMATICS7-1200实现PROFIBUSDP主站功能的通信模块。借助DP主站模块CM1243-5，S7-1200可与以下从站进行通信：3.主要设备—(3)CM1243-5模块模块各家供应商提供的传感器。具有PROFIBUS接口的S7-300/400CPU二、实训设备认知按钮开关：是一种手动且一般可以自动复位的低压电器，按钮通常用于电路中发出启动或停止指令，以控制电磁起动器、接触器、继电器等电器线圈电流的接通和断开。3.主要设备—(4)按钮组与指示灯二、实训设备认知指示灯：来指示系统工作的状态，以达到警示的作用。绿色按钮代表启动。红色按钮代表停止。急停按钮代表急停。绿色指示灯代表系统处于运行状态。红色指示灯代表系统处于停止状态。声光报警器代表系统报警状态。3.主要设备—(4)按钮组与指示灯二、实训设备认知以太网交换机是基于以太网传输数据的交换机，以太网采用共享总线型传输媒体方式的局域网。以太网交换机的结构是每个端口都直接与主机相连，并且一般都工作在全双工方式。3.主要设备—(5)交换机二、实训设备认知交换机能同时连通许多对端口，使每一对相互通信的主机都能像独占通信媒体那样，进行无冲突地传输数据。实训功能：电脑、PLC、触摸屏通信。3.主要设备—(5)交换机二、实训设备认知选用繁易触摸屏，用于运行HMI界面。HMI是HumanMachineInterface的缩写，意为“人机接口”，也叫人机界面。人机界面是系统和用户之间进行交互和信息交换的媒介，它实现信息的内部形式与人类可以接受形式之间的转换。3.主要设备—(6)触摸屏二、实训设备认知凡参与人机信息交流的领域都存在人机界面。用于显示传感器、直流电机、交流电机状态数据。同时放置按钮，增加虚拟输入控制。3.主要设备—(6)触摸屏二、实训设备认知直流电动机是将直流电能转换为机械能的电动机。因其良好的调速性能而在电力拖动中得到广泛应用。直流电动机按励磁方式分为永磁、他励和自励3类，其中自励又分为并励、串励和复励3种。传送带直流电机由定子和转子组成，定子包含基座，主磁极，换向极，电刷装置等；转子（电枢）包含电枢铁心，电枢绕组，换向器，转轴和风扇等。本例使用的传送带直流电机为24V传送带直流电机。3.主要设备—(7)直流电机二、实训设备认知继电器（relay）是一种电控制器件，是当输入量（激励量）的变化达到规定要求时，在电气输出电路中使被控量发生预定的阶跃变化的一种电器。它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路）之间的互动关系。通常应用于自动化的控制电路中，它实际上是用小电流去控制大电流运作的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。本案使用的为24VDC继电器。3.主要设备—(8)继电器二、实训设备认知交流电机是用于实现机械能和交流电能相互转换的机械。由于交流电力系统的巨大发展，交流电机已成为最常用的电机。交流电机与传送带直流电机相比，由于没有换向器，因此结构简单，制造方便，比较牢固，容易做成高转速、高电压、大电流、大容量的电机。3.主要设备—(9)交流电机二、实训设备认知变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、逆变（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率，根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的，另外，变频器还有很多的保护功能，如过流、过压、过载保护等等。3.主要设备—(10)变频器二、实训设备认知Profinet转Modbus模块可以实现将Modbus接口设备（RS232/RS485）连接到Profinet网络中。使用方便，配置简单。用户不需要了解具体的Modbus和Profinet协议，即可实现将Modbus设备挂载到Profinet接口的PLC上，并和Modbus设备进行数据交互。3.主要设备—(11)Profinet转Modbus模块Profibus转Modbus模块可以作为Profibus从站和Modbus主站或从站，用来把Modbus设备接入到Profibus网络中。外观如图1‑10所示。本案采用的Profibus转Modbus模块具有以下几个特点：支持标准的ProfibusDPv0协议，可接入多种组态软件和PLC中。二、实训设备认知3.主要设备—(12)Profibus转Modbus模块Profibus转Modbus模块可以作为Profibus从站和Modbus主站或从站，用来把Modbus设备接入到Profibus网络中。外观如图1‑10所示。本案采用的Profibus转Modbus模块具有以下几个特点：二、实训设备认知3.主要设备—(12)Profibus转Modbus模块可以将支持标准Modbus协议的设备（主机/从机）接入Profibus总线系统中。Profibus转Modbus模块可以作为Profibus从站和Modbus主站或从站，用来把Modbus设备接入到Profibus网络中。外观如图1‑10所示。本案采用的Profibus转Modbus模块具有以下几个特点：二、实训设备认知3.主要设备—(12)Profibus转Modbus模块Profibus接口波特率自适应，最高支持12Mbps。Profibus转Modbus模块可以作为Profibus从站和Modbus主站或从站，用来把Modbus设备接入到Profibus网络中。外观如图1‑10所示。本案采用的Profibus转Modbus模块具有以下几个特点：二、实训设备认知3.主要设备—(12)Profibus转Modbus模块Modbus485接口支持9600-115200，支持奇偶校验。Modbus集线器是一种将1路Modbus信号扩展为多路Modbus信号的设备，可实现1路RS－485至多路RS－485的扩展，有效扩展RS－485设备的数量，有效解决RS－485星型结构问题。二、实训设备认知3.主要设备—(13)Modbus集线器传感器采集器是一种使用微控制器及其外设资源进行AD类、I/O类、RS-485类等多种传感器数据采集的设备。本案使用的传感器采集器主要为RS-485传感器数据采集。二、实训设备认知3.主要设备—(14)CB1241RS485模块二、实训设备认知3.主要设备—(15)各类传感器光照温湿度传感器烟感传感器大气压力传感器空气质量传感器二、实训设备认知3.主要设备—(15)各类传感器二氧化碳传感器雨雪传感器甲烷传感器噪声传感器二、实训设备认知本案的Wi-Fi-通信节点是一种使用微控制器和ESP8266Wi-Fi模块将Modbus通信数据上传到OneNET云平台的设备。3.主要设备—(16)通信节点本案的CAT1-通信节点是一种使用微控制器和CAT1模块将Modbus通信数据上传到OneNET云平台的设备。二、实训设备认知3.主要设备—(16)通信节点三、安装软件1.PLC软件：西门子