GZ037 2023年全国职业院校技能大赛高职组 工业互联网集成应用赛项规程+赛题(共10套)

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GZ037 2023年全国职业院校技能大赛高职组 工业互联网集成应用赛项规程+赛题(共10套)

资源简介

全国职业院校技能大赛
GZ037工业互联网集成应用赛项
赛题
第一部分 竞赛须知
竞赛要求
1.正确使用工具,操作安全规范;
2.竞赛过程中如有异议,可向裁判员反映,不得扰乱赛场秩序;
3.遵守赛场纪律,尊重裁判,服从安排。
职业素养与安全意识
1.完成竞赛任务所有操作符合安全操作规范,注意用电安全。
2.遵守赛场纪律,尊重赛场工作人员;爱惜赛场设备、器材。
扣分项
1.在竞赛过程中,因操作不当导致设备破坏性损坏或造成事故,视情节扣
10 20 分,情况严重者取消比赛资格。
2.衣着不整、污染赛场环境、扰乱赛场秩序、干扰裁判工作等不符合职业规范的行为,在模块3中扣除相应职业素养分,情节严重者取消竞赛资格。
选手须知
1.任务书如出现缺页、字迹不清等问题,请及时向裁判示意,并进行更换;
比赛结束后,比赛提供的所有纸质材料、U 盘等不得带离赛场。
2.设备的安装配置请严格按照任务书的要求及工艺规范进行操作。
3.参赛团队应在规定时间内完成任务书要求的内容,任务实现过程中形成的文件资料必须存储到 U 盘的指定位置,同时拷贝一份“提交资料”副本至服务器的“D 盘”根目录下,未存储到指定位置的文件均不得分。
4.比赛过程中,选手认定设备或器件有故障可向裁判员提出更换;如器件或设备经测定完好属误判时,器件或设备的认定时间计入比赛时间;如果器件或设备经测定确有故障,则当场更换设备,此过程中(从设备检测开始到更换完成)造成的时间损失,在比赛时间结束后,对该小组进行等量时间延迟补偿。
5.比赛过程中由于人为操作失误造成器件损坏,器件不予更换。
6.在裁判组宣布竞赛结束后,参赛选手应立即停止对竞赛设备与计算机的任
何操作。
第二部分 竞赛任务
任务要求
随着新一代信息技术的快速发展,工业互联网技术推动着传统制造业向数字化、智能化方向升级转型。工业设备的标识化与联网化在工业生产上具有重要意义,不仅可以优化生产流程和管理方式,提高生产效率,更可以促进工业化和信息化两化融合,实现工业生产的智能化,对构建现代智能化工业体系具有积极意义。
某数控机床项目计划投资1亿元,拟建设高端智能数控机床基地。主要业务是专业化、自动化、智能化的车削、铣削生产线及加工单元等数控机床产品的研发、生产及销售,产品主要服务汽车零部件、航空航天、轨道交通、汽摩零件、模具等行业,利用边缘计算技术提升信息处理的实时性,另外设计工业互联网平台应用软件实现数据可视化及服务应用。
任务环境
硬件资源:计算机、工业互联网集成应用工作站、工业互联网平台、工具箱、耗材等。
软件资源:见U盘中“竞赛资料”文件夹。
任务实施
模块一 工业互联网设备安装与调试(35分)
任务1-1 工业互联网设备安装
工业网络技术单元平台上PLC模块与触摸屏程序已编写完成,并下载到设备中。现需要对工业互联网网络设备进行硬件安装、参数设置,并通过现场网线连接,现场总线连接,最后进行运维调试,使其能正常运行使用,在触摸屏展示正确数据。
根据布局图,对工业网络设备的部分硬件进行安装与电气接线。(安装RFID读写头、Lora模块主站、4G DTU三个模块)
按照下表1-1所示的参数,设置对应设备的IP地址及端口号。
表1-1 IP地址及端口号
序号 设备名称 IP 地址 端口号
1 网关1 192.168.0.17 20002
2 网关2 192.168.0.18 2009
按照下表1-2所示的参数,使用USB串口调试线设置或通过对现场仪表按键参数设置,进行对应设备的参数设置。
表1-2 参数设置
序号 设备名称 参数
1 温湿度传感器 波特率4800,从站地址2
2 噪声传感器 波特率4800,从站地址3
3 电能表 波特率4800,从站地址4
设置Lora无线通信模块的参数,使用USB转串口,打开连接“无线配置工具”软件,设置无线通信模块的“发送频率”和“接收频率”,发送频率设置为410+工位号(例工位1,发送频率设置为410+1=411)接收频率设置为420+工位号(例工位1,接收频率设置为420+1=421)。
任务1-2 工业互联网设备调试
1.根据下图1-3所示的网络拓扑图,完成工业网络设备的网线连接,要求正确完成网线连接,并对网线进行整理,放入线槽中。
2.网络设备运行调试
在触摸屏界面,进行监测,调试运行设备,验证设备参数设置、硬件连接、网络搭建是否正确。
模块二 工业互联网平台开发应用(60分)
任务2-1 数据采集系统及应用
配置网关实现设备入网;
网关电源接线配置:
完成网关电源接线,实现设备上电成功;
配置准备:
a) 考生电脑连接网关LAN口,自动获取默认网关IP,进入网关内部配置网页,用户名/密码默认为adm/123456;
b)在网关内部的系统管理,选择本机系统时间,点击同步。
配置网关网络:
切换WAN/LAN口为LAN模式,且关闭DHCP服务;
启用WLAN功能,将SSID命名为user-XX(操作台号),WPA2-PSK密码为88888888;配置网关LAN主IP为192.168.0.23
配置网关硬件接口参数:
通过RS485将电能表接入网关,建立硬件连接;
配置网关串口参数(波特率9600;数据位 8;检验位 无校验;停止位 1)。
网关测点监控数据添加:
(同步边缘数据接入,将ProductKey、deviceName与平台保持一致)
电能表:
在设备列表中配置电能表的通讯参数,选择Modbus Rtu协议、从站地址为4;
PLC:
(提供PLC点表,包括点位名称、数据类型、地址等相关信息)
工业网络技术实训台;
在设备列表中配置PLC的通讯参数,实现对PLC的数据采集,使用正确协议及接口参数,并描述控制名称为S7plc;配置数据采集点并更新网关内部变量列表中变量标识符、寄存器地址、协议等参数。并添加相应的描述,要求采集数据的地址和变量类型正确,与触摸屏显示一致;
工业互联网运动执行单元;
在设备列表中配置PLC的通讯参数,实现对PLC的数据采集,使用正确协议及接口参数,并描述控制名称为S7plc02;配置数据采集点并更新网关内部变量列表中变量标识符、寄存器地址、协议等参数。并添加相应的描述,要求采集数据的地址和变量类型正确,与触摸屏显示一致;
检查从机数据是否添加完毕,并在测点监控列表中检查数据采集是否正确执行:
任务2-2 标识解析系统集成应用
1.标识解析设备装调
1.完成标识解析三色灯的硬件安装调试,完成工业互联网平台‘标识解析三色灯001’直连设备创建;
2.完成标识解析三色灯参数配置,标识解析三色灯接入命名为user-XX(操作台号),WPA2-PSK密码为88888888的WIFI网络。
2.标识解析系统集成与应用
场景描述:能够为接入工业物联网平台工业设备进行标识赋码和标识信息注册,实现与标识解析系统对接,通过标识码在设备监控运维系统中的应用,用户可通过扫码标识码获取设备的标识信息,实现数据互联互通。
任务步骤:
1、在工业互联网平台新建直连设备,新建设备时使用标识解析三色灯产品;在设备监控运维系统,设备管理处添加该设备;
2、标识解析三色灯接入工业物联网平台,在设备管理-设备-直连设备,可查看到该设备状态为‘上线’,此时系统首页的标识个数也加1;
3、在标识载体管理功能,可以点击’注册’,填写设备标识信息并发送到企业节点注册;
4、设备监控运维系统
打开设备监控运维系统并登录
在基础管理-设备管理,新建车间,车间名称‘11号车间’
在基础管理-班次管理,新建班次,班次名称‘一班’(08:00- 14:00)、‘下午班’(14:00-24:00)
在基础管理-设备管理,添加设备,设备名称‘标识解析三色灯001’
在设备维护-维修人员管理,录入维修人员姓名、手机号。
在设备维护-巡检管理,新建巡检任务,巡检设备为‘标识解析三色灯001’,每周二17:00定时巡检
在设备维护-保养管理,新建保养任务,保养设备为‘标识解析三色灯001’,每月15日15点定时保养
在设备维护-维修管理,新建维修任务,维修设备为‘标识解析三色灯001 ’当天21:00的单次维修日期与维修时间
5、在设备监控运维系统,设备管理-查看页面,下载标识码。
任务2-3 边缘计算及数据可视化应用
边缘设备调试
边缘计算云服务配置
选择相应的平台类型,填写服务器地址、客户端ID、端口等参数;
边缘计算Python开发
在网关内置开发环境,通过python编写脚本实现边缘端逻辑处理。
边缘计算功能开启
进入工业网关内置网页—边缘计算-Python边缘计算,运行“device_supervisor”。
自定义快函数
编写python自定义快函数,实现设备跨设备数据联动。
功能:按启动键,switch测点置1,light0测点在0和1之间以1Hz的频率变化,PLC可观察到light0 LED以1Hz的频率亮灭。
边缘数据接入
现场设备接入及监控
打开 体机,完成工业互联网平台系统登录;
在工业互联网平台,完成标识解析数据网关产品及设备的创建;
添加网关设备,设备名称是‘工业网关’
网关子产品‘电能表’物模型创建属性包括‘电压’
创建网关子设备,设备名称是‘电能表’
边缘计算应用
将标识解析三色灯、噪声传感器接入物联网平台,对工厂环境声音监控。
场景联动:创建联动规则:设置触发条件,当电压超过240V中时候,标识解析三色灯显示设备故障,亮黄灯。
事件联动:电压超过240V中时,发送邮件通知相应人员。
任务一:折线图展示工厂环境数据
用折线图监控电能表电压、电流情况,环境中的噪声情况。首先依据所给将折线图组件拖入画布中,折线图的样式:折线图的横纵坐标、标题、颜色等与图示一致;依据物联网平台的接口示例,对API地址进行正确拼接,并分别获取电能表电压、电流等历史数据,将接入历史数据的折线图在大屏中进行展示。环境数据展示时间段为考试时间开始前1小时,每个折线图中显示8个节点。
任务二:用数字图展示运动执行单元运行情况
将运动执行单元设备的实时运行数据用数字图进行展示,展示的设备包括压力值、xzs轴实时位置,数据可实时更新,更新频率为1s;每个数据保留2位小数,压力值包含后缀。
任务三:用地图展示工厂设备全国分布情况
在地图上展示设备分布的区域,设备分布于北京、上海、内蒙古、河北、山东、湖北、四川,每个设备所在城市都需要进行打点标记,点的最大值是60,最小值是20;设备数量分别为25、45、50、80、50、30、20,数值需要在城市旁边显示;每个城市的设备情况都会通过卡片显示具体信息,信息包括:位置、数量,卡片自动轮播,轮播间隔10s。
任务四:用饼状图展示工厂设备的分布比例
依据任务三设备分布情况,进行多个项目创建,展示设备在各个城市的分布比例,并包含图例。
任务五:实时展示虚拟产线各模块的状态
实时监测激光打标机、电芯入模组运行状态,启动显示黄色,闲置显示绿色,并按照所给的素材,依照图示进行展示。
任务六:选择合适组件展示产线扫码枪数值
将产线设备的扫码枪数值用合适组件展示,数据可实时更新,更新频率为1s。
任务七:接入实时视频流
选用合适的组件,根据给定的地址,接入视频流。
任务2-4 工业互联网应用平台服务应用
工业APP开发与应用
需使用工业APP低代码开发平台的可视化设计器完成数据运行数据展示系统。
任务一 :数据接入
首先通过API接口获取IIoT工业物联网平台采集到的设备数据,工业APP低代码开发平台本身已经支持数据接入功能,底层数据库已创建,定期从物联网平台获取数据。
在工业APP低代码开发平台中以从数据库新建数据模型方式将数据导入到可视化设计器中,用于设备运行状态的实时展示。
任务二: PC端运行数据展示
设计并绘制PC端设备信息展示页面,将设备信息数据模型绑定到对应列表组件,并根据业务场景设置多个查询条件及查询按钮。
设计并绘制设备运行数据展示表单,全面展示运行数据,包括湿度、温度、电压等信息,以及设备的最新运行情况数据。湿度、温度等数据需要以表格形式展示。
通过数据绑定方式将任务一导入的数据模型绑定到对应组件,可以使得数据准确显示在页面中。
通过设备信息列表上方设置按钮,可进入指定设备运行数据的展示页面,用于查看设备运行数据。
任务三:移动端运行数据展示
设计并绘制移动端设备信息展示页面,将设备信息数据模型绑定到对应列表组件,并根据业务场景设置多个查询条件及查询按钮。
设计并绘制设备运行数据展示表单,全面展示运行数据,包括湿度、温度、电压等信息,以及设备的最新运行情况数据。湿度、温度等数据需要以表格形式展示。
在设备信息列表上方设置按钮,用于查看设备运行数据。
设备预测性维护集成应用
某数控机床项目计划投资1亿元,拟建设高端智能数控机床基地。主要业务是专业化、自动化、智能化的车削、铣削生产线及加工单元等数控机床产品的研发、生产及销售,产品主要服务汽车零部件、航空航天、轨道交通、汽摩零件、模具等行业,预计达产后可实现年产值2亿元。目前在项目4号车间,钻床、平衡机、双倒立车床等设备已组装完成。
现需要实时实训台采集提供设备的振动数据,对设备进行实时在线监测,判断设备是否有破损,并从振动曲线角度提供证据,识别设备是否正常,确保设备启动后,正常运行,并通过振动曲线提供证据。
正确配置振动传感器,其中IP设置为192.168.0.114,名称为ME150-003。
正确配置设备诊断软件,确保振动传感器的数据能够正常上传,其中设备名称设置为t-003,设备编号设置为t-003。
观察振动曲线,做好记录。
制造执行系统集成应用
部署mqtt消息服务,确认配置文件中mqtt服务端口为1884端口,如不是1884请修改为1884端口,使用管理员权限将mqtt服务注册为操作系统服务,首次注册为服务需在系统服务列表中手动启动该服务;
在MES系统中创建新能源电池产线所在车间的组织机构信息,机构类型选择“部门”,机构名称为“新能源电池产线一车间”,其余信息自定义;
在MES系统中为新能源电池产线创建4个用户账号,都属于新能源电池产线一车间组织机构,用户登录账号和昵称等信息自定义;
在MES系统中创建新能源电池产线的2个生产作业班组,分别为“早班作业组”和“晚班作业组”,描述早班作业组工作时间为早上8点至中午12点,晚班作业组工作时间为下午13点至17点,为每个班组分配2名作业人员且各组人员不得重复;
在MES系统中创建新能源电池产线的1个编组设备,编组编号为G-HL11,其余信息自定义,并且为这个编组设备分配1个生产设备。
在MES系统中创建新能源电池产线的加工单元,其中加工单元代码为HL11,加工单元名称为HL11加工单元,产能为1小时,加工单元类型为设备作业单元,是否为有线边库为否,并且为这个加工单元分配1个编组。
在MES系统中创建新能源电池产线的2台生产设备数据,生产工艺分别为“HL11-LC”和“HL11-XS”。其中“HL11-LC”工艺的生产设备,需与IOT物联网平台中网关产品、网关设备、网关子产品、网关子设备的编号或名称进行对应,并正确配置IOT物联网平台所在一体机服务器的IP地址,“HL11-XS”工艺的生产设备需指定对应的虚拟设备名称为“PLC”。
在MES系统中分别配置运行MES服务和运行产线虚拟仿真软件的服务器电脑的IP地址参数。全国职业院校技能大赛
GZ037工业互联网集成应用赛项
赛题
第一部分 竞赛须知
竞赛要求
1.正确使用工具,操作安全规范;
2.竞赛过程中如有异议,可向裁判员反映,不得扰乱赛场秩序;
3.遵守赛场纪律,尊重裁判,服从安排。
职业素养与安全意识
1.完成竞赛任务所有操作符合安全操作规范,注意用电安全。
2.遵守赛场纪律,尊重赛场工作人员;爱惜赛场设备、器材。
扣分项
1.在竞赛过程中,因操作不当导致设备破坏性损坏或造成事故,视情节扣
10 20 分,情况严重者取消比赛资格。
2.衣着不整、污染赛场环境、扰乱赛场秩序、干扰裁判工作等不符合职业规范的行为,在模块3中扣除相应职业素养分,情节严重者取消竞赛资格。
选手须知
1.任务书如出现缺页、字迹不清等问题,请及时向裁判示意,并进行更换;
比赛结束后,比赛提供的所有纸质材料、U 盘等不得带离赛场。
2.设备的安装配置请严格按照任务书的要求及工艺规范进行操作。
3.参赛团队应在规定时间内完成任务书要求的内容,任务实现过程中形成的文件资料必须存储到 U 盘的指定位置,同时拷贝一份“提交资料”副本至服务器的“D 盘”根目录下,未存储到指定位置的文件均不得分。
4.比赛过程中,选手认定设备或器件有故障可向裁判员提出更换;如器件或设备经测定完好属误判时,器件或设备的认定时间计入比赛时间;如果器件或设备经测定确有故障,则当场更换设备,此过程中(从设备检测开始到更换完成)造成的时间损失,在比赛时间结束后,对该小组进行等量时间延迟补偿。
5.比赛过程中由于人为操作失误造成器件损坏,器件不予更换。
6.在裁判组宣布竞赛结束后,参赛选手应立即停止对竞赛设备与计算机的任
何操作。
第二部分 竞赛任务
任务要求
随着新一代信息技术的快速发展,工业互联网技术推动着传统制造业向数字化、智能化方向升级转型。工业设备的标识化与联网化在工业生产上具有重要意义,不仅可以优化生产流程和管理方式,提高生产效率,更可以促进工业化和信息化两化融合,实现工业生产的智能化,对构建现代智能化工业体系具有积极意义。
某数控机床项目计划投资1亿元,拟建设高端智能数控机床基地。主要业务是专业化、自动化、智能化的车削、铣削生产线及加工单元等数控机床产品的研发、生产及销售,产品主要服务汽车零部件、航空航天、轨道交通、汽摩零件、模具等行业,利用边缘计算技术提升信息处理的实时性,另外设计工业互联网平台应用软件实现数据可视化及服务应用。
任务环境
硬件资源:计算机、工业互联网集成应用工作站、工业互联网平台、工具箱、耗材等。
软件资源:见U盘中“竞赛资料”文件夹。
任务实施
模块一 工业互联网设备安装与调试(35分)
任务1-1 工业互联网设备安装
工业网络技术单元平台上PLC模块与触摸屏程序已编写完成,并下载到设备中。现需要对工业互联网网络设备进行硬件安装、参数设置,并通过现场网线连接,现场总线连接,最后进行运维调试,使其能正常运行使用,在触摸屏展示正确数据。
1.根据布局图,对工业网络设备的部分硬件进行安装与电气接线。(安装噪声传感器、网关1、网关2三个模块)
2.按下表1-1所示的参数,设置对应设备的IP地址及端口号。
表1-1 IP地址及端口号
序号 设备名称 IP 地址 端口号
1 网关1 192.168.0.7 20001
2 网关2 192.168.0.8 2008
3.按照表1-2所示的参数,使用USB串口调试线设置或通过对现场仪表按键参数设置,进行对应设备的参数设置。
表1-2 参数设置
序号 设备名称 参数
1 温湿度传感器 波特率9600,从站地址2
2 噪声传感器 波特率9600,从站地址3
3 电能表 波特率9600,从站地址4
4.要求对现场的工业路由器进行设置,路由器用户名及密码为默认,现需要设置路由器用户名user001,密码为123456,并将路由器全部网口设为LAN口,路由器IP地址设置为192.168.0.200。
任务1-2 工业互联网设备调试
1.根据下图1-3所示的网络拓扑图,完成工业网络设备的网线连接,要求正确完成网线连接,并对网线进行整理,放入线槽中。
2.网络设备运行调试
在触摸屏界面,进行监测,调试运行设备,验证设备参数设置、硬件连接、网络搭建是否正确。
模块二 工业互联网平台开发应用(60分)
任务2-1 数据采集系统及应用
本任务要求选手完成工业网关配置,通过网关实现PLC、温湿度传感器的数据采集并接入工业互联网平台,实现设备数据采集;同时在网关内置开发环境,通过python编写脚本实现边缘端逻辑处理。具体如下:
任务2-1数据采集系统及应用
1.配置网关实现设备入网:
(1)网关电源接线配置:
完成网关电源接线,实现设备上电成功;
(2)配置准备:
a)考生电脑连接网关LAN口,自动获取默认网关IP,进入网关内部配置网页,用户名/密码默认为adm/123456;
b)进入系统管理,同步本机系统时间。
(3)配置网关网络:
a)配置网关WAN/LAN口切换为LAN口的工作模式,且关闭DHCP服务;
b)配置网关WLAN功能,实现网关接入类型切换为接入点方式,并命名相应SSID和相应密码;(SSID命名为user-XX(操作台号),WPA2-PSK密码为123456;)
c)配置网关LAN主IP为192.168.0.20
d)保存相应网络参数,并检查
(4)配置网关硬件接口参数:
a)通过RS485将传感器接入网关;
配置网关串口参数,保证网关串口与温湿度传感器串口参数一致(波特率9600;数据位 8;检验位 无校验;停止位 1)。
(5)网关测点监控数据添加:
(检查ProductKey、deviceName是否与平台一致)
(6)温湿度传感器:
在设备列表中配置温湿度传感器的通讯参数,并根据温湿度传感器操作手册及说明书正确更新网关内部变量列表中变量标识符、寄存器地址、协议等参数。(温湿度传感器通过485接口连接网关串口,温湿度传感器的485接口参数及设备地址参照说明书通过按键操作进行查看);
(7)PLC:
(提供PLC点表,包括点位名称、数据类型、地址等相关信息)
a)工业网络技术实训台;
在设备列表中配置PLC的通讯参数,实现对PLC的数据采集,使用正确协议及接口参数,并描述控制名称为plc;配置数据采集点并更新网关内部变量列表中变量标识符、寄存器地址、协议等参数。并添加相应的描述,要求采集数据的地址和变量类型正确,与触摸屏显示一致;
b)工业互联网运动执行单元;
在设备列表中配置PLC的通讯参数,实现对PLC的数据采集,使用正确协议及接口参数,并描述控制名称为plc02;配置数据采集点并更新网关内部变量列表中变量标识符、寄存器地址、协议等参数。并添加相应的描述,要求采集数据的地址和变量类型正确,与触摸屏显示一致;
(8)检查从机数据是否添加完毕,并在测点监控列表中检查数据采集是否正确执行:
任务2-2 标识解析系统集成应用
1.标识解析设备装调
完成标识解析三色灯的硬件安装调试,完成工业互联网平台‘标识解析三色灯01’直连设备创建;
完成标识解析三色灯参数配置,标识解析三色灯接入命名为user-XX(操作台号),WPA2-PSK密码为123456的WIFI网络。
2.标识解析系统集成与应用
场景描述:能够为接入工业物联网平台工业设备进行标识赋码和标识信息注册,实现与标识解析系统对接,通过标识码在设备监控运维系统中的应用,用户可通过扫码标识码获取设备的标识信息,实现数据互联互通。
任务步骤:
1.在工业互联网平台新建直连设备,新建设备时使用标识解析三色灯产品;在设备监控运维系统,设备管理处添加该设备;
2.标识解析三色灯接入工业物联网平台,在设备管理-设备-直连设备,可查看到该设备状态为‘上线’,此时系统首页的标识个数也加1;
3.在标识载体管理功能,可以点击’注册’,填写设备标识信息并发送到企业节点注册;
4.设备监控运维系统
1)打开设备监控运维系统并登录
2)在基础管理-设备管理,新建车间,车间名称‘1号生产车间’
3)在基础管理-班次管理,新建班次,班次名称‘早班’(08:30- 12:00)、‘中班’(12:00-18:00)
4)在基础管理-设备管理,添加设备,设备名称‘标识解析三色灯’
5)在设备维护-维修人员管理,录入维修人员姓名、手机号。
6)在设备维护-巡检管理,新建巡检任务,巡检设备为‘标识解析三色灯’,每天18点定时巡检
7)在设备维护-保养管理,新建保养任务,保养设备为‘标识解析三色灯’,每月10日9点定时保养
8)在设备维护-维修管理,新建维修任务,维修设备为‘标识解析三色灯’,指定单次维修日期与维修时间
5、在设备监控运维系统,设备管理-查看页面,下载标识码。
任务2-3 边缘计算及数据可视化应用
1、工业数据边缘处理
边缘计算云服务配置
选择相应的平台类型,填写服务器地址、客户端ID、端口等参数;
边缘计算Python开发
在网关内置开发环境,通过python编写脚本实现边缘端逻辑处理。
边缘计算功能开启
进入工业网关内置网页—边缘计算-Python边缘计算,运行“device_supervisor”。
自定义快函数
编写python自定义快函数,实现设备跨设备数据联动。
功能:快函数读取switch测点数据,将数据写入light0(绿灯)测点;按启动键,switch测点置1,light0测点随之置1,可观察到标识解
三色灯light0 LED绿灯点亮。
自定义快函数正确执行
2.边缘数据接入
现场设备接入及监控
打开 体机,完成工业互联网平台系统登录;
在工业互联网平台,完成标识解析数据网关产品及设备的创建;
添加网关设备,设备名称是‘工业网关01’
网关子产品‘温湿度仪表’物模型创建属性包括‘温度’、‘湿度’
创建网关子设备,设备名称是‘温湿度仪表’
在网关设备列表中,点击管理‘工业网关01’,为其添加网关子设备,网关子设备名称是‘温湿度仪表’
3.边缘计算应用
将标识解析三色灯、噪声传感器接入物联网平台,对工厂环境声音监控。
1)场景联动:创建联动规则:设置触发条件,当环境噪声大于60分贝且超过1min的时候,标识解析三色灯显示设备故障,亮红灯。
2)事件联动:环境噪声超过5min中时,发送短信通知现场管理人员。
4.工业数据可视化应用
某工厂新能源模组生产厂线分布在全国各地,公司领导需要对产线生产环境及设备运行状态进行监控。
任务一:用柱状图和折线图展示工厂环境数据
用柱状图展示电能表电压、电流情况,依据平台的接口,正确识别productID、DeviceName、subDeviceName,并对API地址进行正确拼接,分别获取电压、电流等历史数据,将接入历史数据的柱状图在大屏中进行展示。环境数据展示时间段为考试时间开始前1小时,每个柱状图中柱子显示10根。
用折线图监控环境中的湿度、噪声情况,折线图组件拖入画布中,依据互联网平台的接口,对API地址进行正确拼接,并分别获取温度、噪声等历史数据,将接入历史数据的折线图在大屏中进行展示。环境数据展示时间段为考试时间开始前1小时,每个折线图中显示10个节点。
任务二:用数字图展示工厂设备运行情况
将产线设备的实时运行数据用数字图进行展示,展示的设备包括RFID数据、变位器调节、步进电机速度、编码器计数值、位移传感器位移量,数据可实时更新,更新频率为1s;编码器计数值为整数,其余数值每个数据保留两位小数,数字不包含前后缀。
任务三:用状态图片展示设备运行状态
将步进机的开关状态用状态图片进行展示,步进机开启时显示开启,步进机关闭时显示关闭。开关状态通过API接口进行数据传输。
任务四:用地图展示工厂设备全国分布情况
在地图上展示设备分布的区域,设备分布于北京、辽宁、广东、广西、吉林、重庆、湖南、浙江,每个设备所在城市都需要进行打点标记,点的最大值是70,最小值是20;设备数量分别为90、80、70、60、50、40、30、20,数值需要在城市旁边显示;每个城市的设备情况都会通过卡片显示具体信息,信息包括:地点、数量,只有当鼠标放到某个城市位置的时候才会显示卡片信息。
任务五:实时展示虚拟产线电压检测单元状态
实时监测电压检测单元的电压值,并按照所给的素材,依照图示进行展示。
任务2-4 工业互联网应用平台服务开发
1.工业APP开发与应用
需使用工业APP低代码开发平台的可视化设计器完成数据运行数据展示系统。
任务一 :数据接入
首先通过API接口获取IIoT工业物联网平台采集到的设备数据,工业APP低代码开发平台本身已经支持数据接入功能,底层数据库已创建,定期从物联网平台获取数据。
在工业APP低代码开发平台中以从数据库新建数据模型方式将数据导入到可视化设计器中,用于设备运行状态的实时展示。
任务二: PC端运行数据展示
设计并绘制PC端设备信息展示页面,将设备信息数据模型绑定到对应列表组件,并根据业务场景设置多个查询条件及查询按钮。
设计并绘制设备运行数据展示表单,全面展示运行数据,包括湿度、温度、电压等信息,以及设备的最新运行情况数据。湿度、温度等数据需要以表格形式展示。
通过数据绑定方式将任务一导入的数据模型绑定到对应组件,可以使得数据准确显示在页面中。
通过设备信息列表上方设置按钮,可进入指定设备运行数据的展示页面,用于查看设备运行数据。
任务三:移动端运行数据展示
设计并绘制移动端设备信息展示页面,将设备信息数据模型绑定到对应列表组件,并根据业务场景设置多个查询条件及查询按钮。
设计并绘制设备运行数据展示表单,全面展示运行数据,包括湿度、温度、电压等信息,以及设备的最新运行情况数据。湿度、温度等数据需要以表格形式展示。
在设备信息列表上方设置按钮,用于查看设备运行数据。
2.工业互联网集成应用
任务一 :设备预测性维护集成应用
某工具厂签约入驻工业园后,新厂房建设占地200余亩,现已建成投产。该厂将要按照数字化厂房的标准建设,每把刀具的每一道生产工序都纳入监管管理,可大幅提升产品的质量和生产效率。
现需要实时采集实训台上的某一台电机的振动数据,为后续检测机床的振动做准备。对电机进行实时在线监测,判断电机的各个部件是否有破损,并从振动曲线角度提供证据,识别设备是否正常,确保设备启动后,正常运行,并通过振动曲线提供证据。
正确配置振动传感器,其中IP设置为192.168.0.112,名称为ME150-001。
正确配置设备诊断软件,确保振动传感器的数据能够正常上传,其中设备名称设置为t-001,设备编号设置为t-001。
观察振动曲线,做好记录。
任务二: 制造执行系统集成应用
部署mqtt消息服务,确认配置文件中mqtt服务端口为1884端口,如不是1884请修改为1884端口,使用管理员权限将mqtt服务注册为操作系统服务,首次注册为服务需在系统服务列表中手动启动该服务;
在MES系统中创建新能源电池产线的电池产品物料数据,物料名称为“新能源电池组”,物料类型选择“产品”,其余信息自定义;
在MES系统中创建新能源电池产线的托盘库和产品库两个库房数据,托盘库的库房类型为“零件库”,产品库的库房类型为“产品库”,两个库房的规格均为1组1排4层10列;
在MES系统中创建新能源电池产线所在车间的组织机构信息,机构类型选择“部门”,机构名称为“新能源电池产线一车间”,其余信息自定义;
在MES系统中为新能源电池产线创建4个用户账号,都属于新能源电池产线一车间组织机构,用户登录账号和昵称等信息自定义;
在MES系统中创建新能源电池产线的2个生产作业班组,分别为“早班作业组”和“晚班作业组”,描述早班作业组工作时间为早上8点至中午12点,晚班作业组工作时间为下午13点至17点,为每个班组分配2名作业人员且各组人员不得重复;
在MES系统中创建新能源电池产线的2台生产设备数据,生产工艺分别为“HL11-LC”和“HL11-XS”。其中“HL11-LC”工艺的生产设备,需与IOT物联网平台中网关产品、网关设备、网关子产品、网关子设备的编号或名称进行对应,并正确配置IOT物联网平台所在一体机服务器的IP地址,“HL11-XS”工艺的生产设备需指定对应的虚拟设备名称为“PLC”。
在MES系统中分别配置运行MQTT服务和运行产线虚拟仿真软件的服务器电脑的IP地址参数。全国职业院校技能大赛
GZ037工业互联网集成应用赛项
赛题
第一部分 竞赛须知
竞赛要求
1.正确使用工具,操作安全规范;
2.竞赛过程中如有异议,可向裁判员反映,不得扰乱赛场秩序;
3.遵守赛场纪律,尊重裁判,服从安排。
职业素养与安全意识
1.完成竞赛任务所有操作符合安全操作规范,注意用电安全。
2.遵守赛场纪律,尊重赛场工作人员;爱惜赛场设备、器材。
扣分项
1.在竞赛过程中,因操作不当导致设备破坏性损坏或造成事故,视情节扣
10 20 分,情况严重者取消比赛资格。
2.衣着不整、污染赛场环境、扰乱赛场秩序、干扰裁判工作等不符合职业规范的行为,在模块3中扣除相应职业素养分,情节严重者取消竞赛资格。
选手须知
1.任务书如出现缺页、字迹不清等问题,请及时向裁判示意,并进行更换;
比赛结束后,比赛提供的所有纸质材料、U 盘等不得带离赛场。
2.设备的安装配置请严格按照任务书的要求及工艺规范进行操作。
3.参赛团队应在规定时间内完成任务书要求的内容,任务实现过程中形成的文件资料必须存储到 U 盘的指定位置,同时拷贝一份“提交资料”副本至服务器的“D 盘”根目录下,未存储到指定位置的文件均不得分。
4.比赛过程中,选手认定设备或器件有故障可向裁判员提出更换;如器件或设备经测定完好属误判时,器件或设备的认定时间计入比赛时间;如果器件或设备经测定确有故障,则当场更换设备,此过程中(从设备检测开始到更换完成)造成的时间损失,在比赛时间结束后,对该小组进行等量时间延迟补偿。
5.比赛过程中由于人为操作失误造成器件损坏,器件不予更换。
6.在裁判组宣布竞赛结束后,参赛选手应立即停止对竞赛设备与计算机的任
何操作。
第二部分 竞赛任务
任务要求
在政府对基础设施建设投资力度加大及供热需求持续增长的双重影响下,集中供热行业取得了快速发展,我国的集中供热面积已超过60亿平方米,并且随着城镇化的提升,原有大中城市供热面积快速增长(新增建筑+旧区改造)和新兴县镇供热市场逐步开启,预计城市供热市场未来3-5年将保持每年15%的增速。然而,目前集中供热年耗煤量超过1.5亿吨,行业内高污染、低效率的落后产能超过50%,同时城市供热占全国建筑耗能的50%以上,供热能耗大,而且效率低,单位面积釆暖能耗是发达国家的3-4倍,节能潜力巨大。
智慧热网是指将热源、管网、换热站、用户组成的供热系统,将相关的节能控制设备、传感器元件、动力设备、检测设备等,通过网络通讯模式,实现整个热网系统的可动态监控,提供管理人员在设计、安装、运行、管理等环节将实时、全面监测供热系统的运行工况,监视最不利工况点的压差,协调热源供给,以适应热网负荷的变化。同时安全合理地进行供热系统的调度,并可根据运行数据进行供热规划。
智慧热网的建设将会大大加强热网运行的自动化控制,切实提高管网输送效率,彻底消除热力和水力失调、冷热不均等现象,建立起从热源到最终用户的热利用效率评估系统,可以实现热能的合理利用,不但可以改善供热效果,而且能大大提高系统的热能利用率。相关数据统计,实施智慧热网系统后与完全没有实施节能改造前的手工调节相比,供热系统能够节能15%~20%左右。
企业需要及时获取供热系统参数(热源燃烧控制部分、换热站节能与监控、管网关键点、楼栋、户等)及供热系统各设备运行参数、状态的数据等。
根据采集数据的分析并在地理信息的基础上,建立时时管网水压图、温度分布图、流量分布图等,指导发展热用户的建设。
各换热站供热情况及热源关口供热情况(如温度、压力、流量、泵、阀等等参数)的统计、分析,用热趋势的判断总结,异常用热报警等。
热网泄露监测报警及及时报修系统,当故障上升为一定级别的事故,结合地理信息系统自动定位故障点,标明影响范围,涉及面积和热用户数;并自动通知(邮件、手机)相关负责人。
任务环境
硬件资源:计算机、工业互联网集成应用工作站、工业互联网平台、工具箱、耗材等。
软件资源:见U盘中“竞赛资料”文件夹。
任务实施
模块一 工业互联网设备安装与调试(35分)
网络设备安装调试:按照设计要求,进行工业交换机、路由器、防火墙等网络设备的安装与布线。配置设备参数,确保网络设备之间的通信畅通无阻。
传感器与控制器安装与调试:在热网设备上安装各类传感器,如压力传感器、流量传感器、温度传感器等,以实时采集热网运行数据。同时,安装控制器设备,用于处理数据并实现远程控制。
任务要求:
参赛选手需按照设计要求,完成工业交换机、路由器、防火墙等网络设备的安装与布线。
参赛选手需正确在热网设备上安装各类传感器,如压力传感器、流量传感器、温度传感器等。
完成以上任务后请做以下步骤:
参赛选手认真阅读网络规划设计文档后,进行网络设备安装。
参赛选手进行传感器与控制器的安装。
任务1-2 工业互联网设备调试
任务要求:
参赛选手正确配置设备参数,确保网络设备之间的通信正常。
参赛选手调试传感器与控制器设备,实现数据处理和远程控制。
完成以上任务后请做以下步骤:
参赛选手认真阅读网络规划设计文档后,进行网络设备调试,实现网络之间通信。
参赛选手调试传感器与控制器设备,实现数据处理和远程控制。
模块二 工业互联网平台开发应用(60分)
任务2-1数据采集系统及应用
数据采集设备安装:安装数据采集设备,如数据采集器、网关等,将热网传感器采集到的数据上传至工业互联网平台。配置数据采集设备参数,满足数据传输需求。
系统集成:将热网传感器、数据采集设备等与工业互联网平台进行集成,实现数据的实时传输和远程监控。配置数据采集与传输参数,确保数据的准确性和实时性。
任务要求:
参赛选手正确安装数据采集设备,如数据采集器、网关等,将热网传感器采集到的数据上传至工业互联网平台。配置数据采集设备参数,满足数据传输需求。
参赛选手需要将热网传感器、数据采集设备等与工业互联网平台进行集成,实现数据的实时传输和远程监控。配置数据采集与传输参数,确保数据的准确性和实时性。
完成以上任务后请做以下步骤:
参赛选手进行数据采集设备安装和配置。
参赛选手进行采集系统的集成。
任务2-2标识解析系统集成应用
标识解析设备安装与调试:安装标识解析设备,如二维码扫描器、RFID读写器等,以实现对热网设备标识的识别和解析。根据设计要求,调试设备参数,确保标识解析的准确性和可靠性。
热网设备编码与注册:根据热网行业的编码规范,为热网设备分配唯一标识。将热网设备标识信息注册到工业互联网平台,实现设备信息的管理和追溯。
系统集成:将热网设备、标识解析设备等与工业互联网平台进行集成,实现标识解析数据的实时传输和远程管理。配置数据采集与传输参数,确保数据的准确性和实时性。
任务要求:
参赛选手需正确安装标识解析设备,如二维码扫描器、RFID读写器等,以实现对热网设备标识的识别和解析。根据设计要求,调试设备参数,确保标识解析的准确性和可靠性。
参赛选手需根据热网行业的编码规范,为热网设备分配唯一标识。将热网设备标识信息注册到工业互联网平台,实现设备信息的管理和追溯。
参赛选手需将热网设备、标识解析设备等与工业互联网平台进行集成,实现标识解析数据的实时传输和远程管理。配置数据采集与传输参数,确保数据的准确性和实时性。
完成以上任务后请做以下步骤:
参赛选手进行标识解析设备安装与调试。
参赛选手进行热网设备编码与注册。
参赛选手进行标识解析设备系统集成。
任务2-3边缘计算及数据可视化应用
边缘数据预处理:在数据采集设备或边缘计算设备上进行数据预处理。编写相应的数据预处理脚本,根据实际需求调整预处理参数。
数据可视化脚本编写:根据热网设备运行数据的特点,编写数据可视化脚本,实现运行数据的图形化展示。可视化方式包括折线图、柱状图、饼图、仪表盘等,以便于图像化了解设备运行状况。
任务要求:
参赛选手需在数据采集设备或边缘计算设备上进行数据预处理。
参赛根据热网设备运行数据的特点,编写数据可视化脚本,实现运行数据的图形化展示。可视化方式包括折线图、柱状图、饼图、仪表盘等。
完成以上任务后请做以下步骤:
参赛选手搭建脚本运行环境。
参赛选手在边缘服务器上编写脚本进行数据预处理。
参赛选手在边缘服务器上编写脚本生成视图。
任务2-4 工业互联网应用平台服务开发
功能配置:根据实际需求,配置工业互联网平台的相关功能,如实时数据采集、历史数据存储、数据分析、告警通知等。为热网设备的运行监测、维护和管理提供基础支持。
运行监测:通过工业互联网平台配置,实时监测热网设备的运行状态,如运行速度、载重、电流等参数。对异常情况进行实时告警,确保设备安全运行。
任务要求:
参赛选手需根据实际需求,配置工业互联网平台的相关功能,如实时数据采集、历史数据存储、数据分析、告警通知等。为热网设备的运行监测、维护和管理提供基础支持。
参赛选手通过工业互联网平台配置,实时监测热网设备的运行状态,如运行速度、载重、电流等参数。对异常情况进行实时告警,确保设备安全运行。
完成以上任务后请做以下步骤:
参赛选手进行工业互联网平台的功能配置。
参赛选手通过配置工业互联网平台应用完成热网监控。全国职业院校技能大赛
GZ037工业互联网集成应用赛项
赛题
第一部分 竞赛须知
竞赛要求
1.正确使用工具,操作安全规范;
2.竞赛过程中如有异议,可向裁判员反映,不得扰乱赛场秩序;
3.遵守赛场纪律,尊重裁判,服从安排。
职业素养与安全意识
1.完成竞赛任务所有操作符合安全操作规范,注意用电安全。
2.遵守赛场纪律,尊重赛场工作人员;爱惜赛场设备、器材。
扣分项
1.在竞赛过程中,因操作不当导致设备破坏性损坏或造成事故,视情节扣
10 20 分,情况严重者取消比赛资格。
2.衣着不整、污染赛场环境、扰乱赛场秩序、干扰裁判工作等不符合职业规范的行为,在模块3中扣除相应职业素养分,情节严重者取消竞赛资格。
选手须知
1.任务书如出现缺页、字迹不清等问题,请及时向裁判示意,并进行更换;
比赛结束后,比赛提供的所有纸质材料、U 盘等不得带离赛场。
2.设备的安装配置请严格按照任务书的要求及工艺规范进行操作。
3.参赛团队应在规定时间内完成任务书要求的内容,任务实现过程中形成的文件资料必须存储到 U 盘的指定位置,同时拷贝一份“提交资料”副本至服务器的“D 盘”根目录下,未存储到指定位置的文件均不得分。
4.比赛过程中,选手认定设备或器件有故障可向裁判员提出更换;如器件或设备经测定完好属误判时,器件或设备的认定时间计入比赛时间;如果器件或设备经测定确有故障,则当场更换设备,此过程中(从设备检测开始到更换完成)造成的时间损失,在比赛时间结束后,对该小组进行等量时间延迟补偿。
5.比赛过程中由于人为操作失误造成器件损坏,器件不予更换。
6.在裁判组宣布竞赛结束后,参赛选手应立即停止对竞赛设备与计算机的任
何操作。
第二部分 竞赛任务
任务要求
随着新一代信息技术的快速发展,工业互联网技术推动着传统制造业向数字化、智能化方向升级转型。工业设备的标识化与联网化在工业生产上具有重要意义,不仅可以优化生产流程和管理方式,提高生产效率,更可以促进工业化和信息化两化融合,实现工业生产的智能化,对构建现代智能化工业体系具有积极意义。
某大型汽车维修公司计划通过机械自动平移、升降或旋转等方式,由电脑控制、升降机、丝杆等设备实现车辆自动存取,并采用标识编码、边缘计算、数据可视化等完成对整个维修流程和物料配给的自动化、精确化。
任务环境
硬件资源:计算机、工业互联网集成应用工作站、工业互联网平台、工具箱、耗材等。
软件资源:见U盘中“竞赛资料”文件夹。
任务实施
模块一 工业互联网设备安装与调试(35分)
任务1-1 工业互联网设备安装
按照图1-1的安装布局示意图所示,选择合适的设备安装到安装板上,要求设备安装标准、正确,设备安装位置工整、牢固、美观。
图1-1 安装布局示意图
任务要求:正确安装设备、布线合理、安装牢靠。
按照表1-1要求,对交换机进行线路连接
表1-1 交换机连接表
设备名称 连接端口 终端设备
交换机 LAN1 电脑A
LAN2 工业网关
LAN3 PLC
LAN4 触摸屏
LAN5 工业互联网集成应用工作站
对照表1-2,实施PLC端口连接,将PLC与传感器进行连接
表1-2 PLC端口连接
设备名称 连接端口 终端设备
PLC 输入1 检测开关1
输入2 检测开关2
输出1 执行机构动作
输出2 执行机构复位
对照表1-3所示,将数传终端与传感器进行连接
表1-3 IO模块连接表
设备名称 连接端口 终端设备
数传终端 RS485 传感器
数传网关 RS485 PLC
任务1-2 工业互联网设备调试
人机交互调试
选手完成人机交互界面的配置与调试并提交相关材料。
任务要求:
人机交互界面包含传感器数据、工业互联网集成应用平台库位数据、红灯及绿灯。
模拟立体车库‘入库’按钮、模拟立体车库‘出库’按钮。
控制系统集成测试
任务要求:
当按下‘入库’按钮,执行机构将车辆输送至立体车库(即检测开关1),并在立体车库处停止3秒后返回初始位置。
‘入库’动作完成后,在5秒时间内,将代表车辆的物料放到工业互联网集成应用平台任意一个库位,触摸屏亮绿灯,若超出时间不放物料,触摸屏亮红灯。
当按下‘出库’按钮,执行机构先移动到立体车库(即检测开关1)装载车辆,等待2秒后,执行机构将车辆输送至室外停车位(即检测开关2)。
‘出库’动作开始后,在5秒时间内,将代表车辆的物料从工业互联网集成应用平台任意一个库位移除,触摸屏亮绿灯,若5秒时间内物料状态无变化,触摸屏亮红灯。
当传感器数值超出阈值,风扇动作。
当传感器数值处于正常范围内,风扇不动作。
网络安全防护测试
对工业网关中的OPC UA服务端进行设置。
任务要求:
制定工业网关中的OPC UA服务端的访问权限,并利用客户端登录验证数据是否读取成功。
利用抓包工具软件‘Wireshark’验证OPC UA不同安全策略的数据加密的安全性。
完成以上任务后请做以下步骤:
将服务器的访问权限配置截图保存,另存为子任务1-2-1.jpg。
将数据是否读取成功的验证界面截图保存,另存为子任务1-2-2.jpg。
将无加密模式下的抓包数据截图保存,另存为子任务1-2-3.jpg。
将加密模式下的抓包数据截图保存,另存为子任务1-2-4.jpg。
模块二 工业互联网平台开发应用(60分)
任务2-1 数据采集系统及应用
工业通信协议配置
选手需要完成PLC串口Modbus协议的配置并提交相关材料,使用相应软件工具完成PLC串口配置。
任务要求:将完成的PLC串口配置截图保存,另存为“子任务2-1-1.jpg”。
工业互联组网
按照任务要求,参考表格2-1完成网络互联设备IP地址配置。
表2-1 IP地址
序号 设备名称 配置内容
1 网关 IP地址:192.168.[赛位号].10
2 电脑 IP地址:192.168.[ 赛位号].11
3 人机交互界面 IP地址:192.168.[ 赛位号].12
4 PLC IP地址:192.168.[ 赛位号].13
任务要求:
使用相应软件工具完成设备网络地址配置。
利用IP测试工具测试局域网中各终端的连接状态。
完成数传网关与数传终端的配置。
完成以上任务后请做以下步骤:
将网络地址配置界面截图保存,另存为子任务2-1-2.jpg。
将局域网中各终端的连接状态截图保存,另存为子任务2-1-3.jpg。
将数传网关的配置界面截图保存,另存为子任务2-1-4.jpg。
将数传终端的配置界面截图保存,另存为子任务2-1-5.jpg。
工业数据采集
选手根据任务要求,完成数据采集并提交相关材料。
任务要求:
编写Modbus通信程序。
在线监测PLC数据点状态,能够采集到传感器数据。
在线监测PLC数据点状态,能够采集到工业互联网集成应用平台库位数据。
完成以上任务后请做以下步骤:
将编写完成的Modbus通信程序截图保存,另存为子任务2-1-6.jpg。
将当前PLC数据点状态截图保存,另存为子任务2-1-7.jpg。
任务2-2 标识解析系统集成应用
标识编码
选手根据以下任务要求完成汽车零部件的标识编码。
任务要求:
使用扫码枪识别下图一维码对应的值,从中获取产品的标识前缀。
已知标识后缀由分类代码、产品代码、批次号、序列号、扩展数据编码组成,请根据分类代码结构及一、二级分类代码表,生成某行驶轮胎B(生产日期2022年04月06日)的分类代码。
表2-2 一、二级分类代码
一级分类代码 中文名称 二级分类代码 中文名称
01 发动机系统 01 轮胎
02 传动系统 02 车轮
03 行驶系统 03 车轮平衡块
04 转向系统 04 气嘴门
05 制动系统 05 车轮螺栓
06 车身及附件系统 06 前/后减震器
已知行驶轮胎B在ERP系统中的产品编码为060606000000,批次号为20220406。请根据汽车零部件标识编码规范、标识前缀及产品信息,为2023年04月06日生产的某一批次的同类行驶轮胎C进行标识编码。
注:序列号使用场次号+赛位号,如01016,01表示场次号,016表示赛位号。
图2-1 汽车零部件标识编码规范
完成以上任务后请做以下步骤:
将识别的标识前缀、生成的轮胎B分类代码、创建的轮胎C产品标识编码保存到记事本中,另存为2-2-1.txt。
标识注册
选手使用工业互联网平台并根据以下任务要求完成相关操作。
任务要求:
在工业互联网平台中,使用标识注册部件搭建标识注册仪表板。
将前序任务创建的汽车零部件C标识编码进行标识注册。
完成以上任务后请做以下步骤:
将搭建的标识注册仪表板截图保存为2-2-1.jpg。
将汽车零部件C标识注册信息截图保存为2-2-2.jpg。
标识标签制作
选手使用标签打印机并根据以下任务要求完成汽车零部件的标识标签制作。
任务要求:
将前序任务中创建的汽车零部件C标识码生成为标识二维码,二维码的下方添加产品名称及赛位号。
使用标签打印机将标识二维码打印出来,不用撕下。
完成以上任务后请做以下步骤:
将生成的标识二维码图片保存为“2-2-3.jpg”。
标识解析溯源
选手使用工业互联网平台并根据以下任务要求完成相关操作。
任务要求:
在工业互联网平台中,完善标识溯源部件,添加标识输入框。
在标识溯源中,使用扫码枪扫描前序任务中打印出来的标识二维码,进行标识溯源查询。
完成以上任务后请做以下步骤:
将完善的标识溯源部件截图保存为2-2-4.jpg。
将标识溯源查询信息截图保存为2-2-5.jpg。
任务2-3 边缘计算及数据可视化应用
边缘数据通讯
在工业互联网边缘数据处理中,需要使用MQTT协议从设备读取数据,请根据以下任务要求完成设备数据采集任务并将结果提交到指定位置。
任务要求:
A 使用编程代码连接MQTT Broker,订阅相关主题,打印结果。
B在代码中增加接收事件,获取设备数据,打印结果。
完成以上任务后请做以下步骤:
运行A程序,把打印出来的结果截图另存为“2-3-1.jpg”。
运行B程序,把打印出来的结果截图另存为“2-3-2.jpg”。
边缘数据处理
在工业互联网边缘数据处理中,需要对数据进行统计计算,请根据以下任务要求完成边缘数据处理并将结果提交到指定位置。
任务要求:
A 在代码中把接收到的设备数据存到InfluxDB时序数据库。
B 在代码中对接收到的设备数据进行生产进度计算,打印结果。
C 在代码中对接收到的设备数据进行合格率计算,打印结果。
完成以上任务后请做以下步骤:
运行A程序,打开数据库,把存入的数据结果截图另存为2-3-3.jpg。
运行B程序,把打印出来的结果截图另存为2-3-4.jpg。
运行C程序,把打印出来的结果截图另存为2-3-5.jpg。
边缘数据存储
在工业互联网边缘数据处理中,需要对处理完的数据进行存储,并上传到云平台,请根据以下任务要求完成边缘数据存储并将结果提交到指定位置。
任务要求:
A 引入ORM框架Hibernate并配置,打印结果。
B 使用编程代码连接DB2数据库,打印结果。
C 把处理后的数据存到DB2数据库。
D 在代码中对处理后的数据进行MQTT发布,打印结果。
完成以上任务后请做以下步骤:
运行A程序,把打印出来的结果截图另存为2-3-6.jpg。
运行B程序,把打印出来的结果截图另存为2-3-7.jpg。
运行C程序,打开数据库,把存入的数据结果截图另存为2-3-8.jpg。
运行D程序,把打印出来的结果截图另存为2-3-9.jpg。
任务2-4 工业互联网应用平台服务开发
工业互联网平台数据订阅
工业互联网平台中,现场数据接入工业互联网平台是平台应用前提条件。请根据以下任务要求完成平台数据订阅。
任务要点:
在工业互联网平台中配置MQTT与边缘预处理系统通信参数。
使用工业互联网平台订阅MQTT数据。
完成以上任务后请做以下步骤:
将通信参数配置界面截图,另存为“2-4-1.jpg”。
将云平台订阅的数据进行截图,另存为“2-4-2jpg”。
工业互联网平台数据管理
工业互联网平台对工业现场数据进行协议解析,并对解析出来的协议进行数据处理操作。
任务要点:
通过规则链数据解析,将工业网关上传的MQTT协议进行解析,解析出MQTT协议中的订单量、产量数据、设备状态、震动传感器、库存量。
开发数据库存储节点,将解析出的信息以表格形式存储在工业互联网平台后端数据库。
在将数据存储在数据库之前先比较当前数据库信息与最新存入的信息是否一致,如果不一致,则将新的数据库存入数据库,如果数据与之前一致,则将一致的次数记录下来;
完成以上任务后请做以下步骤:
将解析出的数据在线监测界面截图,另存为“2-4-3.jpg”。
保持工业互联网平台界面处于在线监测状态。
工业互联网平台功能开发
工业互联网平台根据现场传输的数据结合业务场景,进行工业互联网监控、显示功能开发,满足业务逻辑。
任务要求:
在工业互联网平台中开发振动传感器实时显示部件,显示当前传感监测数据。
在界面中开发数据显示列表,要求能够按照时间顺序将数据中内容展示出来。
完成以上任务后请做以下步骤:
保持工业互联网平台界面处于在线监测状态。
保证数据预处理系统与平台之间的通信连接。全国职业院校技能大赛
GZ037工业互联网集成应用赛项
赛题
第一部分 竞赛须知
竞赛要求
1.正确使用工具,操作安全规范;
2.竞赛过程中如有异议,可向裁判员反映,不得扰乱赛场秩序;
3.遵守赛场纪律,尊重裁判,服从安排。
职业素养与安全意识
1.完成竞赛任务所有操作符合安全操作规范,注意用电安全。
2.遵守赛场纪律,尊重赛场工作人员;爱惜赛场设备、器材。
扣分项
1.在竞赛过程中,因操作不当导致设备破坏性损坏或造成事故,视情节扣
10 20 分,情况严重者取消比赛资格。
2.衣着不整、污染赛场环境、扰乱赛场秩序、干扰裁判工作等不符合职业规范的行为,在模块3中扣除相应职业素养分,情节严重者取消竞赛资格。
选手须知
1.任务书如出现缺页、字迹不清等问题,请及时向裁判示意,并进行更换;
比赛结束后,比赛提供的所有纸质材料、U 盘等不得带离赛场。
2.设备的安装配置请严格按照任务书的要求及工艺规范进行操作。
3.参赛团队应在规定时间内完成任务书要求的内容,任务实现过程中形成的文件资料必须存储到 U 盘的指定位置,同时拷贝一份“提交资料”副本至服务器的“D 盘”根目录下,未存储到指定位置的文件均不得分。
4.比赛过程中,选手认定设备或器件有故障可向裁判员提出更换;如器件或设备经测定完好属误判时,器件或设备的认定时间计入比赛时间;如果器件或设备经测定确有故障,则当场更换设备,此过程中(从设备检测开始到更换完成)造成的时间损失,在比赛时间结束后,对该小组进行等量时间延迟补偿。
5.比赛过程中由于人为操作失误造成器件损坏,器件不予更换。
6.在裁判组宣布竞赛结束后,参赛选手应立即停止对竞赛设备与计算机的任
何操作。
第二部分 竞赛任务
任务要求
随着新一代信息技术的快速发展,工业互联网技术推动着传统制造业向数字化、智能化方向升级转型。工业设备的标识化与联网化在工业生产上具有重要意义,不仅可以优化生产流程和管理方式,提高生产效率,更可以促进工业化和信息化两化融合,实现工业生产的智能化,对构建现代智能化工业体系具有积极意义。
某汽车零部件制造商为了对供应链与生产链进行整合优化,需要升级网络结构、采集产线信号,开发新的标识系统以对上下游零部件进行管理,利用边缘计算技术提升信息处理的实时性,另外设计工业互联网平台应用软件实现数据可视化及服务应用。
任务环境
硬件资源:计算机、工业互联网集成应用工作站、工业互联网平台、工具箱、耗材等。
软件资源:见U盘中“竞赛资料”文件夹。
任务实施
模块一 工业互联网设备安装与调试(35分)
任务1-1 工业互联网设备安装
按照图1-1的安装布局示意图所示,选择合适的设备安装到安装板上,要求设备安装标准、正确,设备安装位置工整、牢固、美观。
图1-1 安装布局示意图
任务要求:正确安装设备、布线合理、安装牢靠。
按照表1-1要求,对交换机进行线路连接
表1-1 交换机连接表
设备名称 连接端口 终端设备
交换机 LAN1 电脑A
LAN2 工业网关
LAN3 PLC
LAN4 触摸显示设备
LAN5 工业互联网集成应用工作站
对照表1-2,实施PLC端口连接,将PLC与传感器进行连接
表1-2 PLC端口连接
设备名称 连接端口 终端设备
PLC 输入1 检测开关1
输入2 检测开关2
输出1 执行机构动作
输出2 执行机构复位
对照表1-3所示,将数传终端与传感器进行连接
表1-3 IO模块连接表
设备名称 连接端口 终端设备
数传终端 RS485 传感器
数传网关 RS485 PLC
任务1-2. 工业互联网设备调试
数据库部署与连接
数据库系统是工业互联网的核心基础设施之一,它用于存储和管理设备和系统的各种信息,并提供数据访问和共享的功能,请根据以下任务要求完成数据库相关配置任务并将结果提交到指定位置。
任务要求:
使用SQL客户端工具连接SQL数据库,并新建一个数据权限仅查询的用户。
根据竞赛资源包提供的库存报表要求和SQL数据表模型,创建一个用于快速查看库存的视图。
编写数据库备份脚本,并实现每天凌晨定时备份数据库。
完成以上任务后请做以下步骤:
请将新建用户的配置信息界面截图,要求图中可以看到具体的配置内容并用红圈圈出,另存为“1-1-1.jpg”。
请将生成的库存视图界面进行截图,另存为“1-1-2.jpg”
请将数据库备份脚本进行截图,另存为“1-1-3.jpg”。
请将定时计划配置界面进行截图,另存为“1-1-4.jpg” (如有多个步骤需要截图,请合并到一张图片中)。
Web服务集成与测试
Web服务是一种基于Web技术的分布式系统,可以实现不同系统之间的数据交换和通信。Web服务部署和服务集成可以帮助企业快速构建工业互联网平台,实现设备、产品、人员之间的信息交互和资源共享,提高生产效率和降低成本。请根据以下任务要求完成Web服务部署和服务集成相关任务并将结果提交到指定位置。
任务要求:
使用Docker命令加载竞赛资源包路径下“竞赛资源包\容器化部署与应用\MES.tar”镜像文件,并运行该镜像,同时将本地9090端口映射到容器80端口。
使用菜单管理功能,增加一个菜单项“报表管理\报表设计器”将报表设计器加入到MES系统功能栏,报表设计器的组件路径为“mes/report/designer/index”。
修改Nginx代理转发配置信息,允许在MES系统跨域访问报表服务器127.0.0.1:8080。
完成以上任务后请做以下步骤:
请将使用Docker命令加载并运行MES镜像的命令内容截图,另存为“1-1-5.jpg”。
请将MES系统里的菜单配置页面截图,并用红圈圈出关键数据,另存为子任务1-1-6.jpg;
请将Nginx配置内容截图并用红圈圈出,另存为子任务1-1-7.jpg。
请打开报表设计器页面,并截图另存为子任务1-1-8.jpg。
信息接口交互测试
工业互联网技术的普及应用导致原有信息系统间的数据孤岛需要通过系统间接口进行数据交互,信息交互的接口常见有以下几种:数据库交互、文件交互、消息队列、Web Service等。接口应实现对外部系统的接入提供企业级的支持,在系统的高并发和大容量的基础上提供安全可靠的接入;提供完善的信息安全机制,以实现对信息的全面保护,保证系统的正常运行。请根据以下任务要求完成信息系统接口交互的相关任务,并将结果提交到指定位置。
任务要求:
使用APIPost工具测试MES系统的API接口,填写相关参数完成设备列表信息读取。
编写代码实现在控制台中输入用户名、密码登录系统,输入logoff注销登录。
编写代码实现当接收到赛位触摸屏发送工序完工消息后,自动生成生产报工单据。
将代码编译成二进制文件,并编写批处理脚本运行文件。
完成以上任务后请做以下步骤:
请将APIPost接收到的设备列表数据截图,另存为“1-1-9.jpg”;
请将编译的文件和批处理文件,分别另存为“1-1-10.jar”和“1-1-11.bat”;
模块二 工业互联网平台开发应用(60分)
任务2-1 数据采集系统及应用
工业通信协议配置
选手需要完成PLC串口Modbus协议的配置并提交相关材料,使用相应软件工具完成PLC串口配置。
任务要求:将完成的PLC串口配置截图保存,另存为“子任务2-1-1.jpg”。
工业互联组网
按照任务要求,参考表格2-1完成网络互联设备IP地址配置。
表2-1 IP地址
序号 设备名称 配置内容
1 网关 IP地址:192.168.[赛位号].10
2 电脑 IP地址:192.168.[ 赛位号].11
3 人机交互界面 IP地址:192.168.[ 赛位号].12
4 PLC IP地址:192.168.[ 赛位号].13
任务要求:
使用相应软件工具完成设备网络地址配置。
利用IP测试工具测试局域网中各终端的连接状态。
完成数传网关与数传终端的配置。
完成以上任务后请做以下步骤:
将网络地址配置界面截图保存,另存为子任务2-1-2.jpg。
将局域网中各终端的连接状态截图保存,另存为子任务2-1-3.jpg。
将数传网关的配置界面截图保存,另存为子任务2-1-4.jpg。
将数传终端的配置界面截图保存,另存为子任务2-1-5.jpg。
工业数据采集
选手根据任务要求,完成数据采集并提交相关材料。
任务要求:
编写Modbus通信程序。
在线监测PLC数据点状态,能够采集到传感器数据。
在线监测PLC数据点状态,能够采集到工业互联网集成应用平台库位数据。
完成以上任务后请做以下步骤:
将编写完成的Modbus通信程序截图保存,另存为子任务2-1-6.jpg。
将当前PLC数据点状态截图保存,另存为子任务2-1-7.jpg。
任务2-2 标识解析系统集成应用
标识编码
选手根据以下任务要求完成汽车零部件的标识编码。
任务要求:
使用扫码枪识别下图一维码对应的值,从中获取产品的标识前缀。
已知标识后缀由分类代码、产品代码、批次号、序列号、扩展数据编码组成,请根据分类代码结构及一、二级分类代码表,生成某行驶轮胎B(生产日期2022年04月06日)的分类代码。
表2-2 一、二级分类代码
一级分类代码 中文名称 二级分类代码 中文名称
01 发动机系统 01 轮胎
02 传动系统 02 车轮
03 行驶系统 03 车轮平衡块
04 转向系统 04 气嘴门
05 制动系统 05 车轮螺栓
06 车身及附件系统 06 前/后减震器
已知行驶轮胎B在ERP系统中的产品编码为060606000000,批次号为20220406。请根据汽车零部件标识编码规范、标识前缀及产品信息,为2023年04月06日生产的某一批次的同类行驶轮胎C进行标识编码。
注:序列号使用场次号+赛位号,如01016,01表示场次号,016表示赛位号。
图2-1 汽车零部件标识编码规范
完成以上任务后请做以下步骤:
将识别的标识前缀、生成的轮胎B分类代码、创建的轮胎C产品标识编码保存到记事本中,另存为2-2-1.txt。
标识注册
选手使用工业互联网平台并根据以下任务要求完成相关操作。
任务要求:
在工业互联网平台中,使用标识注册部件搭建标识注册仪表板。
将前序任务创建的汽车零部件C标识编码进行标识注册。
完成以上任务后请做以下步骤:
将搭建的标识注册仪表板截图保存为2-2-1.jpg。
将汽车零部件C标识注册信息截图保存为2-2-2.jpg。
标识标签制作
选手使用标签打印机并根据以下任务要求完成汽车零部件的标识标签制作。
任务要求:
将前序任务中创建的汽车零部件C标识码生成为标识二维码,二维码的下方添加产品名称及赛位号。
使用标签打印机将标识二维码打印出来,不用撕下。
完成以上任务后请做以下步骤:
将生成的标识二维码图片保存为“2-2-3.jpg”。
标识解析溯源
选手使用工业互联网平台并根据以下任务要求完成相关操作。
任务要求:
在工业互联网平台中,完善标识溯源部件,添加标识输入框。
在标识溯源中,使用扫码枪扫描前序任务中打印出来的标识二维码,进行标识溯源查询。
完成以上任务后请做以下步骤:
将完善的标识溯源部件截图保存为2-2-4.jpg。
将标识溯源查询信息截图保存为2-2-5.jpg。
任务2-3 边缘计算及数据可视化应用
边缘数据通讯
在工业互联网边缘数据处理中,需要使用MQTT协议从设备读取数据,请根据以下任务要求完成设备数据采集任务并将结果提交到指定位置。
任务要求:
A 使用编程代码连接MQTT Broker,订阅相关主题,打印结果。
B在代码中增加接收事件,获取设备数据,打印结果。
完成以上任务后请做以下步骤:
运行A程序,把打印出来的结果截图另存为“2-3-1.jpg”。
运行B程序,把打印出来的结果截图另存为“2-3-2.jpg”。
边缘数据处理
在工业互联网边缘数据处理中,需要对数据进行统计计算,请根据以下任务要求完成边缘数据处理并将结果提交到指定位置。
任务要求:
A 在代码中把接收到的设备数据存到InfluxDB时序数据库。
B 在代码中对接收到的设备数据进行生产进度计算,打印结果。
C 在代码中对接收到的设备数据进行合格率计算,打印结果。
完成以上任务后请做以下步骤:
运行A程序,打开数据库,把存入的数据结果截图另存为2-3-3.jpg。
运行B程序,把打印出来的结果截图另存为2-3-4.jpg。
运行C程序,把打印出来的结果截图另存为2-3-5.jpg。
边缘数据存储
在工业互联网边缘数据处理中,需要对处理完的数据进行存储,并上传到云平台,请根据以下任务要求完成边缘数据存储并将结果提交到指定位置。
任务要求:
A 引入ORM框架Hibernate并配置,打印结果。
B 使用编程代码连接DB2数据库,打印结果。
C 把处理后的数据存到DB2数据库。
D 在代码中对处理后的数据进行MQTT发布,打印结果。
完成以上任务后请做以下步骤:
运行A程序,把打印出来的结果截图另存为2-3-6.jpg。
运行B程序,把打印出来的结果截图另存为2-3-7.jpg。
运行C程序,打开数据库,把存入的数据结果截图另存为2-3-8.jpg。
运行D程序,把打印出来的结果截图另存为2-3-9.jpg。
任务2-4 工业互联网应用平台服务开发
工业互联网平台数据订阅
工业互联网平台中,现场数据接入工业互联网平台是平台应用前提条件。请根据以下任务要求完成平台数据订阅。
任务要点:
在工业互联网平台中配置MQTT与边缘预处理系统通信参数。
使用工业互联网平台订阅MQTT数据。
完成以上任务后请做以下步骤:
将通信参数配置界面截图,另存为“2-4-1.jpg”。
将云平台订阅的数据进行截图,另存为“2-4-2jpg”。
工业互联网平台数据管理
工业互联网平台对工业现场数据进行协议解析,并对解析出来的协议进行数据处理操作。
任务要点:
通过规则链数据解析,将工业网关上传的MQTT协议进行解析,解析出MQTT协议中的订单量、产量数据、设备状态、震动传感器、库存量。
开发数据库存储节点,将解析出的信息以表格形式存储在工业互联网平台后端数据库。
在将数据存储在数据库之前先比较当前数据库信息与最新存入的信息是否一致,如果不一致,则将新的数据库存入数据库,如果数据与之前一致,则将一致的次数记录下来;
完成以上任务后请做以下步骤:
将解析出的数据在线监测界面截图,另存为“2-4-3.jpg”。
保持工业互联网平台界面处于在线监测状态。
工业互联网平台功能开发
工业互联网平台根据现场传输的数据结合业务场景,进行工业互联网监控、显示功能开发,满足业务逻辑。
任务要求:
在工业互联网平台中开发振动传感器实时显示部件,显示当前传感监测数据。
在界面中开发数据显示列表,要求能够按照时间顺序将数据中内容展示出来。
完成以上任务后请做以下步骤:
保持工业互联网平台界面处于在线监测状态。
保证数据预处理系统与平台之间的通信连接。全国职业院校技能大赛
GZ037工业互联网集成应用赛项
赛题
第一部分 竞赛须知
竞赛要求
1.正确使用工具,操作安全规范;
2.竞赛过程中如有异议,可向裁判员反映,不得扰乱赛场秩序;
3.遵守赛场纪律,尊重裁判,服从安排。
职业素养与安全意识
1.完成竞赛任务所有操作符合安全操作规范,注意用电安全。
2.遵守赛场纪律,尊重赛场工作人员;爱惜赛场设备、器材。
扣分项
1.在竞赛过程中,因操作不当导致设备破坏性损坏或造成事故,视情节扣
10 20 分,情况严重者取消比赛资格。
2.衣着不整、污染赛场环境、扰乱赛场秩序、干扰裁判工作等不符合职业规范的行为,在模块3中扣除相应职业素养分,情节严重者取消竞赛资格。
选手须知
1.任务书如出现缺页、字迹不清等问题,请及时向裁判示意,并进行更换;
比赛结束后,比赛提供的所有纸质材料、U 盘等不得带离赛场。
2.设备的安装配置请严格按照任务书的要求及工艺规范进行操作。
3.参赛团队应在规定时间内完成任务书要求的内容,任务实现过程中形成的文件资料必须存储到 U 盘的指定位置,同时拷贝一份“提交资料”副本至服务器的“D 盘”根目录下,未存储到指定位置的文件均不得分。
4.比赛过程中,选手认定设备或器件有故障可向裁判员提出更换;如器件或设备经测定完好属误判时,器件或设备的认定时间计入比赛时间;如果器件或设备经测定确有故障,则当场更换设备,此过程中(从设备检测开始到更换完成)造成的时间损失,在比赛时间结束后,对该小组进行等量时间延迟补偿。
5.比赛过程中由于人为操作失误造成器件损坏,器件不予更换。
6.在裁判组宣布竞赛结束后,参赛选手应立即停止对竞赛设备与计算机的任
何操作。
第二部分 竞赛任务
任务要求
竞赛平台主要由上料灌装工作站、加工检测工作站、成品入库工作站、智能控制单元、工业互联网络设备、工业互联网网关、工业互联网平台、工业互联网看板展示系统、实训桌、电脑桌椅等组成。竞赛平台以智能罐装生产线为载体,借助工业互联网、大数据、云计算等技术手段,构建基于数据采集、建模、分析的典型生产场景,以传感检测、RFID射频读写、智能视觉传感器等为感知层;以PLC、采集模块、HMI为控制和显示单元,以工业交换机、IOT网关及远程调试模块等为网络层,以气缸、变频电机、步进电机、伺服电机、气动元件、工业机器人为执行单元,以终端连接平台和工业互联网平台为平台层,实现罐装生产线的全流程自动化生产,可考核选手工业设备安装调试、工业网络组网与配置、工业网关配置、工业互联网平台的集成应用(设备接入,数据采集、上云,数据可视化,数字孪生,工业APP开发)等技术能力。
任务环境
硬件资源:计算机、工业互联网集成应用工作站、工业互联网平台、工具箱、耗材等。
软件资源:见U盘中“竞赛资料”文件夹。
任务实施
模块一 工业互联网设备安装与调试
任务情景:
该单元控制系统的安装与接线已经完成。选手需要利用客户采购回来的器件及材料,团队负责完成RFID读码器的安装与线路连接、视觉相机的安装与线路连接,保证机构能够正确运行和电路无误能够正确运行,系统符合专业技术规范。绘制网络拓扑图并完成工业互联网竞赛平台工业网络系统的组网安装与调试。
任务1-1工业互联网设备安装
设备安装
选手采用现场提供的网络部件及工具,完成交换机、无线路由器、MODBUS网关、边缘计算网关、工业互联网网关等联网设备的安装。
任务1-2工业互联网设备调试
(1)将视觉相机电源线的连接将XS203接口,制作网线将视觉相机通信线连接到LAN1;
(2)视觉相机的IP地址设置为:192.168.3.23;
(3)将RFID通信线连接到POE接口,并IP地址设置为:192.168.3.22;
(4)视觉相机的创建检测方案,连续对输送线上的料瓶检测,对料盖、料瓶分别创建特征匹配检测,并将特征匹配模块状态结果格式化,通过TCP服务器的形式在8192端口号发送给PLC。
例如:
视觉相机检测到有料瓶,料盖拧紧,视觉相机的TCP服务器发送字符串:1;1;
视觉相机检测到有料瓶,料盖没拧紧或无料盖,视觉相机的TCP服务器发送字符串:1;0;
模块二 工业互联网平台开发应用
任务情景:
选手在完成任务一的安装和调试,现需要团队负责完成成品入库工作站的PLC程序编写与机器人参数设置,触摸屏组态与调试,整机联调、运行及程序优化。从空瓶上料、液体灌装、加盖、拧盖、检测、产品分拣、机器人搬运合格产品入盒、成品入库的工序,保证能够进行正确运行,系统符合专业技术规范。在规定时间内完成整套生产线的编程与调试,以便生产线后期能够实现生产过程自动化和工业互联网数据采集。
任务2-1数据采集系统及应用
工业互联网网关数据采集
(一)任务目的
基于工业互联网数据采集网关,读取PLC中与设备相关的数据,实现加工检测工作站数据采集至网关。
(二)任务要求
1.数据采集工程创建
(1)在网关配置软件中新建工程,具体要求如下:
序号 设计要求 截图
1 名称 加工检测工作站数据采集上云工程 截图,保存在U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\工业互联网网关数据采集,命名为:01新建工程.jpg
2 路径 U:\工业互联网集成应用赛项(高职)
3 其他参数 默认
(2)在“加工检测工作站数据采集上云工程”中添加设备,具体要求如下:
序号 设计要求 截图
1 名称 网关设备ECU-1251 截图,保存在U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\工业互联网网关数据采集,命名为:02添加网关设备.jpg
2 设备类型 ECU-1251 TL-R10A
3 识别方式 IP地址/域名
4 IP地址/域名 192.168.3.99
5 其他参数 默认
(3)在“网关设备ECU-1251”/“数据中心”/“I/O点”/“TCP”中设置基本信息,具体要求如下:
序号 设计要求 截图
1 扫描时间(ms) 1000 截图,保存在U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\工业互联网网关数据采集,命名为:03TCP基本信息.jpg
2 超时(ms) 2000
3 重试次数 5
4 自动恢复时间(s) 5
5 其他参数 默认
2.数据采集节点添加
(1)在“网关设备ECU-1251”/“数据中心”/“I/O点”/“TCP”中添加设备,具体要求如下:
序号 设计要求 截图
1 名称 PLC设备FX5U_64_02 截图,保存在U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\工业互联网网关数据采集,命名为:04添加PLC设备.jpg
2 设备类型 Mitsubishi MELSEC-Fx5 Series PLC(MC Protocol)
3 单元号 1
4 IP/域名 加工检测工作站PLC的IP
5 端口号 3001
6 其他参数 默认
序号 点名称 数据类型 转化类型 PLC地址 其他参数
1 推料位检测 Discrete N/A X0 默认
2 步进电机方向 Discrete N/A Y3 默认
3 推料气缸电磁阀 Discrete N/A Y5 默认
4 拧盖电机 Discrete N/A Y7 默认
5 加盖升降气缸电磁阀 Discrete N/A Y14 默认
6 返回原料仓检测 Discrete N/A X32 默认
7 吸盘电磁阀 Discrete N/A Y21 默认
8 启动标志 Discrete N/A M1 默认
9 料盖数量 Analog Unsigned Integer D0250 默认
10 料瓶加盖计数 Analog Unsigned Integer D0252 默认
11 料瓶拧盖计时 Analog Unsigned Integer D0262 默认
12 伺服电机转速 Analog Unsigned Integer D0802 默认
13 伺服报警信息 Analog Integer D0822 默认
14 转盘速度 Analog IEEE Floating Point D0224 默认
15 出料盘速度 Analog IEEE Floating Point D0296 默认
16 拧盖时间设定 Analog IEEE Floating Point D0260 默认
17 伺服有效负荷率 Analog Integer D0814 默认
(2)参照“PLC的数据点表”分别在“I/O点”中添加设备数据,具体要求如下:
对PLC设备数据截图,保存在U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\工业互联网网关数据采集,命名为:05添加加工检测工作站采集数据.jpg
3.数据采集工程运行与维护
(1)在“加工检测工作站数据采集上云工程”/“系统设置”/“网络和Internet”/“网络设置”中设置ECU-1251 TL-R10A网关IP地址和子网掩码,具体要求如下:
序号 设计要求 截图
1 IP地址 192.168.3.99 截图,保存在U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\工业互联网网关数据采集,命名为:06网关网络设置.jpg
2 子网掩码 255.255.255.0
3 其他参数 默认
(2)保存工程并下载到网关中,并在“在线设备”中查看17个数据点是否采集正常。用录屏软件录制“网关设备ECU-1251”在线设备的采集状态,具体要求如下:
在线监控账号:admin,密码:00000000
录制视频时长1分钟以内,录制界面需包含17个数据点;视频命名成“11加工检测工作站数据采集本地在线监测.mp4”;保存在“U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\工业互联网网关数据采集”中。
任务2-2 标识解析系统集成应用
工业互联网标识解析服务应用
任务目的
基于产品属性监测实训案例,融入标识解析技术,体验标识解析的标识定义、标识二维码生成、标识注册、标识解析二级节点平台登录、标识解析等功能。
任务要求
运用工业互联网标识解析一物一码功能,以二维码为信息载体,对产线上产品的信息进行编码,一品一码,建立商品信息管理数据链,通过手机终端中安装的识读软件轻松扫码,即可实时方便地查询商品信息,有效辨识真假。
截图:选手需对任务实施过程中的标识定义界面、生成的标识二维码、标识注册界面、标识解析二级节点平台登录界面、扫码解析结果的界面进行保存,保存在U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\标识解析服务应用。
任务2-3边缘计算及数据可视化应用
1.工业互联网边缘服务开发
任务目的
基于工业互联网边缘端数据的采集,对数据进行计算分析,完成数据过滤及预警,作出边缘端应急处理,并完成预警信息及处理结果的上报。
任务要求
(1)边缘采集功能应用开发
序号 设计要求 截图
启动边缘端数据库MongoDB服务 打开电脑运行窗口,输入“cmd”,打开系统命令窗口,输入“net start mongoDB”,按“enter”键,启动MongoDB服务。 截图,保存在U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\工业互联网边缘服务开发,命名为:启动MongoDB.jpg
启动开发工具,导入项目工程文件 启动Visual Studio 2019,导入“EdgeDAPos”项目工程文件,文件存储位置“U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\参考资料\模块B\任务5:工业互联网边缘服务开发”。 截图,保存在U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\工业互联网边缘服务开发,命名为:导入“EdgeDAPos”工程文件.jpg
编写数据采集程序 在DataAcqPos类中,新增ReadPos()方法,实现对液位数据(位置、液位值、时间)的读取。数据在边缘数据库MangoDB中读取,数据库名:EdgeDB,集合PosSet(位置、液位值、时间)。 截图,保存在U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\工业互联网边缘服务开发,命名为:液位值读取程序.jpg
在界面视图中添加timer组件,并在初始化函数里启动timer组件,调用ReadPos()方法,实现循环读取数据。 截图,保存在U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\工业互联网边缘服务开发,命名为:调用液位读取函数.jpg
编写数据显示程序 在界面视图中添加TextBox控件,在timer函数中添加数据绑定,将读取的实时数据显示在TextBox控件中。 截图,保存在U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\工业互联网边缘服务开发,命名为:实时液位值显示.jpg
在界面视图中添加chart控件,在timer函数中添加数据绑定,在chart控件中绘制液位值曲线。 截图,保存在U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\工业互联网边缘服务开发,命名为:液位值曲线.jpg
(2)边缘计算功能应用开发
序号 设计要求 截图
在DataAnalPos类中,新增AnalysisPos()方法,实现对液位数据的过滤,找出预警液位值(12 cm≤液位值≤14 cm)信息(位置、液位值、时间)。 截图,保存在U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\工业互联网边缘服务开发,命名为:预警液位数据计算分析程序.jpg
在DataAnalPos类中,新增AnalysisPosEx()方法,实现对液位数据的过滤,找出超阈值液位值(14cm)的信息(位置、液位值、时间)。 截图,保存在U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\工业互联网边缘服务开发,命名为:超阈值液位数据计算分析程序.jpg
在timer函数中调用AnalysisPos()、AnalysisPosEx()方法。 截图,保存在U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\工业互联网边缘服务开发,命名为:调用液位值分析函数.jpg
编写分析结果显示程序 在界面视图中添加ListBox控件,在timer函数中添加数据绑定,显示分析找出的预警液位及超阈值液位信息。 截图,保存在U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\工业互联网边缘服务开发,命名为:异常液位数据信息显示.jpg
(3)边缘采集主动上报功能应用开发
序号 设计要求 截图
MySQL数据库操作 启动MySQL数据库,在DBeaver主界面中,使用“root”账户创建与MySQL数据库的连接。 截图,保存在U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\工业互联网边缘服务开发,命名为:建立数据库连接.jpg
新建数据库并命名“DataProPos”,新建数据库表并命名“DataLogPos”,在表格里添加位置、异常液位值、异常发生时间等 截图,保存在U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\工业互联网边缘服务开发,命名为:创建数据库及数据表.jpg
编写现场应急处理程序 在DataProPos类中,新增EdgeProPos()方法,实现设备停机。 截图,保存在U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\工业互联网边缘服务开发,命名为:设备停机程序.jpg
在timer函数中调用EdgeProPos()方法。 截图,保存在U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\工业互联网边缘服务开发,命名为:调用设备停机函数.jpg
编写数据上报程序 在DataProPos类中,新增ReportPos()方法,实现异常数据的上报存储(存储在DataLogPos表格里)。 截图,保存在U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\工业互联网边缘服务开发,命名为:异常液位上报程序.jpg
在timer函数中调用ReportPos()方法。 截图,保存在U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\工业互联网边缘服务开发,命名为:调用异常液位上报函数.jpg
任务2-4 工业互联网平台服务应用
任务目的
通过采集加工检测单元每个节拍的开始和结束时间计算出每个节拍时长,实现数据实时显示并根据节拍时间优化产线生产效率提高产能。
任务要求
可实时显示料瓶拧盖、成品检测、总时长的开始时间、结束时间和工序耗时,还可显示系统当前日期和时间,另外还设有“复位”按键,双击可初始化所有数据。
1.低代码开发平台的数据采集
(1)节点安装
mcprotocol节点路径:U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\参考资料\模块B\任务七、加工检测生产节拍分析APP设计开发、分析优化\node-red-contrib-mcprotoco
序号 要求 截图
1 node-red-contrib-mcprotoco 完成MC Read和MC Write两个节点的安装 截图,保存在U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\加工检测生产节拍分析APP,命名为:加工检测01节点安装.jpg
(2)虚拟机IP配置
序号 要求 截图
1 IP地址 192.168.3.100 截图,保存在U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\加工检测生产节拍分析APP,命名为:加工检测02虚拟机以太网配置.jpg
2 子网掩码 255.255.255.0
3 默认网关 192.168.3.254
4 DNS 192.168.3.15
(3)节点添加及连接
MC Read 节点添加
序号 节拍内容 PLC IP地址和端口号 地址
1 料瓶拧盖 192.168.3.20:3000 M50
2 成品检测 M51
将“料瓶拧盖”节配置截图,保存在U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\加工检测生产节拍分析APP,命名为:加工检测03MC Read 节点1.jpg
将“成品检测”节配置截图,保存在U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\加工检测生产节拍分析APP,命名为:加工检测04MC Read 节点2.jpg
节拍起/止时间标志位说明表
序号 节拍内容 起始点 终止点
1 料瓶拧盖 M50=1(PLC1) M50=0(PLC1)
2 成品检测 M51=1(PLC1) M51=0(PLC1)
2.低代码开发平台的组件开发
(1)组件开发要求
开发一个计时组件,实现任意两个数据时间差的计算。
(2)组件开发过程
创建时间节点文件
在C:\Users\Administrator\.node-red\node_modules下创建一个“node-red-contrib-detect”文件夹,并按下表要求完成文件创建。将创建的文件截图,保存在U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\加工检测生产节拍分析APP,命名为:加工检测05创建文件.jpg
序号 文件名称 备注
1 node-red-contrib-time-difference.html
2 node-red-contrib-time-difference.js
3 package.json
“node-red-contrib-detect.html”代码编写
参考U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\参考资料\模块B\任务七、加工检测生产节拍分析APP设计开发、分析优化\node-red-contrib-time-difference\node-red-contrib-detect.html完成代码编写,具体要求如下
序号 属性 属性值
1 节点分类 function
2 颜色 #a6bbcf
3 属性 Name{value}
4 输入个数 1
5 输出个数 1
6 图标 File.png(在线图片,导入文件名就可以使用)
7 节点名称 detect
将编写好的代码截图,保存在U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\加工检测生产节拍分析APP,命名为:加工检测06html代码.jpg
“node-red-contrib-detect.js”代码编写
参考U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\参考资料\模块B\任务七、加工检测生产节拍分析APP设计开发、分析优化\node-red-contrib-detect\node-red-contrib-detect.js完成代码编写,具体要求如下
序号 要求
1 代码工作流程 1.收到reset指令,将“firsttime”清空; 2.收到第1个信号输入,将当前时间存入“firsttime”; 3.收到第2个信号输入,用当前时间减去“firsttime”里的时间,计算出时间差,单位毫秒;
2 状态显示流程 1.在节点下方显示一个方形图标; 2.没有信号时,不显示; 3.有信号输入且没有计算时间差时,显示为黄色;同时在方形图标右侧显示:时间差缺失 4.有信号输入且有计算时间差时,显示为绿色;同时在方形图标右侧显示:时间差****ms
将编写好的代码截图,保存在U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\加工检测生产节拍分析APP,命名为:加工检测07js代码.jpg
“package.json”代码编写
参考U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\参考资料\模块B\任务七、加工检测生产节拍分析APP设计开发、分析优化\node-red-contrib-detect\package.json完成代码编写,使“node-red-contrib-detect.html”和“node-red-contrib-detect.js”关联在一起。
将编写好的代码截图,保存在U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\加工检测生产节拍分析APP,命名为:加工检测08json代码.jpg
测试“node-red-contrib-detect”节点功能
安装部署“node-red-contrib-detect”节点。
添加节点“inject”和“debug”,并与“node-red-contrib-detect”节点完成连接和调试;调试好后录制视频时长1-2分钟,录制内容详见下表;视频命名成“加工检测09节点测试.mp4”,保存在“U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\加工检测生产节拍分析APP。
节点测试录制内容要求
序号 内容 备注
1 注入消息 计算出时间差,时间差为最后一次注入的消息和第一次注入消息的时间差
2 清空数据 清空所有数据
3.生产节拍分析APP开发设计
(1)function节点添加要求
序号 function节点名称 备注 序号 function节点名称 备注
1 输出信号4 3 计时
2 输出信号5 4 复位
截图,保存在U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\加工检测生产节拍分析APP,命名为:加工检测10function节点添加.jpg
(2)其他节点添加要求
序号 节点类型 节点名称 备注
1 uibuilder detect
2 Link in
3 Link out
截图,保存在U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\加工检测生产节拍分析APP,命名为:加工检测11其他节点添加.jpg
(3)节点连接
按照任务要求,将添加好的节点按逻辑规则连接起来,并将连接好的界面截图,保存在U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\加工检测生产节拍分析APP,命名为:加工检测12节点连接.jpg
(4)节点代码导入
function节点代码导入
function节点代码路径:U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\参考资料\模块B\任务七、加工检测生产节拍分析APP设计开发、分析优化\function节点代码
序号 function节点 导入脚本 序号 function节点 导入脚本
1 输出信号4 输出信号4.txt 3 计时 计时.txt
2 输出信号5 输出信号5.txt 4 复位 复位.txt
将“输出信号1”节点代码导入截图,保存在U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\加工检测生产节拍分析APP,命名为:加工检测13function节点代码导入1.jpg
将“复位”节点代码导入截图,保存在U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\加工检测生产节拍分析APP,命名为:加工检测14function节点代码导入2.jpg
uibuilder节点代码导入
将U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\参考资料\模块B\任务七、加工检测生产节拍分析APP设计开发、分析优化\uibuilder界面文件\detect,复制粘贴到Node-red安装目录下的对应文件夹中(替换原来文件夹),完成后截图,保存在U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\加工检测生产节拍分析APP,命名为:加工检测15uibuilder节点代码导入.jpg
(5)界面修改及虚拟运行
添加“模拟开始时间”节点和“模拟结束时间”节点,替代MC Read 节点的信号输入,部署并打开detect,点击“模拟开始时间”观察detect的界面变化并截图,保存在U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\加工检测生产节拍分析APP,命名为:加工检测16模拟开始时间界面.jpg
点击“模拟结束时间”观察detect的界面变化并截图,保存在U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\加工检测生产节拍分析APP,命名为:加工检测17模拟结束时间界面.jpg
修改脚本调整detect的界面显示及功能,符合下列要求,脚本修改完成后,录制视频时长1-2分钟,录制内容需包括数据注入过程和detect界面变化情况;视频命名成“加工检测18APP虚拟运行.mp4”,保存在“U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\加工检测生产节拍分析APP。
序号 内容 属性 属性值
1 一级标题 文本 加工检测生产节拍分析APP
颜色 Red
大小 H1标签默认大小
2 二级标题 文本 实时数据监控
颜色 aliceblue
大小 20px
3 指示灯 大小 100px*100px
形状 圆
未运行颜色 #c1ce83
运行中颜色 #0dd30d
运行结束颜色 #003c00
4 第四个单元标题 内容 料瓶拧盖
颜色 aliceblue
大小 默认值
5 第五个单元标题 内容 成品检测
颜色 aliceblue
大小 默认值
6 第十个单元标题 内容 总时长
颜色 aliceblue
大小 默认值
7 单元文本要求 内容 开始时间:12:34:55 结束时间:12:34:58 工序耗时:3.216秒
要求 三行文本不能再同一行显示,没有时间时,就只显示文字
颜色 aliceblue
大小 默认值
行高 34px
8 系统时间 内容 2022/10/23 14:23:45
颜色 Orange
大小 25px
9 复位功能 内容 复位
点击效果 点击后弹窗提示复位中
字体颜色 默认
大小 默认
10 全局属性 大小 1600px*900px
背景颜色 Rgb(15,15,64)
4.生产节拍分析APP服务应用及运行监测
(1)部署运行
部署,并打开detect,将显示界面截图,保存在U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\加工检测生产节拍分析APP,命名为:加工检测19部署运行.jpg
(2)接真实设备运行监测
将加工检测的真实数据接入,调试好后录制视频时长3-5分钟,录制内容需包括数据注入过程和detect界面变化情况;视频命名成“加工检测20APP真实运行.mp4”,保存在“U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\加工检测生产节拍分析APP。全国职业院校技能大赛
GZ037工业互联网集成应用赛项
赛题
第一部分 竞赛须知
竞赛要求
1.正确使用工具,操作安全规范;
2.竞赛过程中如有异议,可向裁判员反映,不得扰乱赛场秩序;
3.遵守赛场纪律,尊重裁判,服从安排。
职业素养与安全意识
1.完成竞赛任务所有操作符合安全操作规范,注意用电安全。
2.遵守赛场纪律,尊重赛场工作人员;爱惜赛场设备、器材。
扣分项
1.在竞赛过程中,因操作不当导致设备破坏性损坏或造成事故,视情节扣
10 20 分,情况严重者取消比赛资格。
2.衣着不整、污染赛场环境、扰乱赛场秩序、干扰裁判工作等不符合职业规范的行为,在模块3中扣除相应职业素养分,情节严重者取消竞赛资格。
选手须知
1.任务书如出现缺页、字迹不清等问题,请及时向裁判示意,并进行更换;
比赛结束后,比赛提供的所有纸质材料、U 盘等不得带离赛场。
2.设备的安装配置请严格按照任务书的要求及工艺规范进行操作。
3.参赛团队应在规定时间内完成任务书要求的内容,任务实现过程中形成的文件资料必须存储到 U盘的指定位置,同时拷贝一份“提交资料”副本至服务器的“D 盘”根目录下,未存储到指定位置的文件均不得分。
4.比赛过程中,选手认定设备或器件有故障可向裁判员提出更换;如器件或设备经测定完好属误判时,器件或设备的认定时间计入比赛时间;如果器件或设备经测定确有故障,则当场更换设备,此过程中(从设备检测开始到更换完成)造成的时间损失,在比赛时间结束后,对该小组进行等量时间延迟补偿。
5.比赛过程中由于人为操作失误造成器件损坏,器件不予更换。
6.在裁判组宣布竞赛结束后,参赛选手应立即停止对竞赛设备与计算机的任
何操作。
第二部分 竞赛任务
任务要求
随着新一代信息技术的快速发展,工业互联网技术推动着传统制造业向数字化、智能化方向升级转型。工业设备的标识化与联网化在工业生产上具有重要意义,不仅可以优化生产流程和管理方式,提高生产效率,更可以促进工业化和信息化两化融合,实现工业生产的智能化,对构建现代智能化工业体系具有积极意义。
某公司为了实现物料的自动生产全过程,需要升级网络结构、采集产线信号,开发新的标识系统以对各个环节进行管理,利用边缘计算技术提升信息处理的实时性,另外设计工业互联网平台应用软件实现数据可视化及服务应用。
任务环境
硬件资源:计算机、工业互联网集成应用工作站、工业互联网平台、工具箱、耗材等。
软件资源:见U盘中“竞赛资料”文件夹。
任务实施
模块一 工业互联网设备安装与调试(35分)
任务1-1 工业互联网设备安装
1.任务描述
工业网络技术综合应用平台设备已经完成安装工作,但是其中检测分拣单元、智能物流单元的工业互联网标识解析设备(RFID读写器)还没完成安装和调试。现在你需要完成以下任务:
(1)根据安装效果图、网络接线图,完成检测分拣单元、智能物流单元的工业互联网标识解析设备(RFID读写器)完成安装、电气、网络接线连接。
(2)根据设备IP地址分配表,使用相关软件与配置文件,完成检测分拣单元、智能物流单元PLC和RFID读写器的网络配置,并且实现读取物料标签数据;软件已经安装到设备编程电脑上;RFID配置文件、RFID资料手册放置在电脑D盘大赛文件夹目录下。将RFID读写器配置内容、PLC通讯配置、PLC与RFID读写器测试结果截图存放在指定路径(“D:\技能竞赛\考场号+工位号\标识解析设备配置”),以“1-1-2-* 工业互联网标识解析设备配置”命名,作为评分结果。
2.网络接线图
图1-1 检测分拣单元网络接线图
图1-2智慧物流单元网络接线图
任务1-2工业互联网设备调试
1.任务描述
(1)根据安装效果图、网络接线图,完成加盖拧盖单元工业互联数据采集设备(智能IO/阀岛)完成安装、电气、网络接线连接。
(2)根据单元设备IP地址分配表、单元地址分配表,使用相关软件与配置文件,完成智能IO\阀岛的网络配置、参数配置及系统的优化调试工作。软件已经安装到设备编程电脑上。
2.设备IP地址分配表
表1-1 检测分拣单元设备IP地址分配表
名称 IP地址 备注
PLC 192.168.1.21
智能阀岛/智能IO 192.168.1.22
RFID读写头 192.168.1.24 端口号:9000
表1-2 智能物流单元设备IP地址分配表
名称 IP地址 备注
PLC 192.168.1.51
RFID读写头 192.168.1.54 端口号:9000
表1-3 加盖拧盖单元地址分配表
硬件接线 软件地址 功能描述
I0:0 I2.0 瓶盖料筒检测
I0:1 I2.1 加盖位检测
I0:2 I2.2 拧盖位检测
I0:3 I2.3 加盖前限
I0:4 I2.4 加盖后限
I0:5 I2.5 加盖上限
I0:6 I2.6 加盖下限
I0:7 I2.7 加盖定位后限
I1:0 I3.0 拧盖定位后限
I1:1 I3.1 拧盖上限
QO:0 Q2.0 输送带电机
QO:1 Q2.1 拧盖电机
Q1:0 Q4.0 加盖伸缩气缸
Q1:1 Q4.1 加盖升降气缸
Q1:2 Q4.2 加盖定位气缸
Q1:3 Q4.3 拧盖升降气缸
Q1:4 Q4.4 拧盖定位气缸
模块二 工业互联网平台开发应用(60分)
任务2-1数据采集系统及应用
1.任务描述
工业网络技术综合应用平台设备与工业互联网平台对接,实现工业互联网平台数据监控、控制设备等操作,需要完成工业互联网网络设备安装调试。工业互联网平台(后称平台)通过边缘一体机和加盖拧盖单元、检测分拣单元进行通信,完成模型、设备,网关点位、订单的下发,通过对单元的数据采集对单元的检测控制。因此在进行业务操作前需要优先完成工业网络配置,建立设备与工业互联网平台的数据通路。
请依据以下资料,在平台端和边缘一体机完成网络配置。配置文件见“桌面/竞赛资料/网络配置”(备注:配置要求中包含考试组编号、物联网平台地址及登录账号和密码、边缘一体机IP地址、网络配置软件访问地址及登录用户名和密码、网关采集配置软件访问地址及登录用户名和密码)。
2.PLC设备IP地址分配表
表1-4 PLC设备IP地址分配表
名称 IP地址 备注
加盖拧盖单元PLC 192.168.1.21
检测分拣单元PLC 192.168.1.31
智能物流单元PLC 192.168.1.51
3. 边缘一体机和三台设备的IP地址规划
设备 IP地址 备注
边缘一体机 网口A:192.168.200.15(默认,固定) 网口B:192.168.1.200 网口A:固定不变,访问web页面;网口B:和设备通讯; 网口C:和平台通讯;
加盖拧盖单元 192.168.1.21
检测分拣单元 192.168.1.31
4.工业互联网组件信息
HOST www.
PORT 1883
用户名 admin
密码 ChinaSkills2013!
任务2-2标识解析系统集成应用
1.任务描述
通过平台的配置,将加盖拧盖单元和智能物流单元的数据采集上来,将采集两个单元的数据进行可视化展示,完成对两个单元的监控。现在需要完成以下任务:
(1)截图模型列表,保存为“2-1-1-1模型.jpg”,批量导出模型属性文件保存为“2-1-1-2加盖拧盖单元模型属性.zip”和“2-1-3智能物流单元模型属性.zip”,,保存路径为“D:\技能竞赛\考场号+工位号\工业数据上云”。
(2)创建设备名称分别为“加盖拧盖单元设备”+“考试组编号”和“智能物流单元设备”+“考试组编号”。截图保存设备列表 “2-1-2-1 设备列表.jpg”,保存路径为“D:\技能竞赛\考场号+工位号\工业数据上云”。
(3)创建名称为“工业产线PLC”+“考试组编号”的南向设备,并完成通信配置,截图保存 为“2-1-3-1 PLC设备.jpg”; 绑定产线生产单元到PLC设备,截图保存“2-1-3-2 PLC子设备列表.jpg”; 根据“设备信号表”配置每个设备的属性点位配置信息,截图保存“2-1-3-3 加盖拧盖设备点位列表.jpg”和“2-1-3-4 智能物流设备点位列表.jpg”,保存路径为“D:\技能竞赛\考场号+工位号\工业数据上云”。
(4)在物联网平台的“资产监控”的“设备监控”中查看设备运行状态。截图保存两台设备的运行状态页面,分别保存为“2-1-4-1 加盖拧盖单元设备运行状态.jpg”、 “2-1-4-2 智能物流单元设备运行状态.jpg”, 保存路径为“D:\技能竞赛\考场号+工位号\工业数据上云”。
任务2-3边缘计算及数据可视化应用
1.任务描述
工业网络技术综合应用平台设备与工业互联网平台对接,实现工业互联网平台数据监控、控制设备等操作,需要完成工业互联网平台功能配置。
平台录入生产数据,一件启动所有单元产线,将生产数据下发给产线,产线生产单元将设备信息及生产信息上传平台,平台设备监控更新生产订单信息,直至生产完工。现在需要完成以下任务:
(1)根据PLC采集表、运行流程,在原有程序上,完成加盖拧盖单元、检测分拣单元、智能物流单元的远程控制设备运行的PLC程序编辑,实现通过工业互联网平台操作产线可视化界面,控制整体设备运行。
(2)根据PLC采集表、运行流程,在原有程序上,完成加盖拧盖单元、检测分拣单元、智能物流单元的远程订单下达的PLC程序编辑,实现通过工业互联网平台操作可视化界面,下发订单到设备。
(3)根据运行流程、单元I/O模块分配表,完成加盖拧盖单元、智能物流单元分类存储物料的PLC程序编程。
(4)现工厂收到药品生产订单5瓶,药品种类为钙片,单瓶填装颗粒数量为4粒。由于每日产线可投入到该订单的生产时间有限,需要分三批完成该订单。第一天60%,第二批20%,第三批完成剩余,现生产第一批,截图工单保存为 “2-2-4-1 工业产线生产订单.jpg”,保存路径为“D:\技能竞赛\考场号+工位号\工业产线应用搭建”。
(5)配置产线质量监控页面,截图保存为、“2-2-5-1工业产线质量监控.jpg” 保存路径为“D:\技能竞赛\考场号+工位号\工业产线应用搭建”。
(6)在边缘一体机查看部署应用,截图保存为“2-2-6-1 工业产线应用部署.jpg” 保存路径为“D:\技能竞赛\考场号+工位号\工业产线应用搭建”。
(7)生产完工,截图保存生产排程列表,保存为为“2-2-7-1生产监控_生产完工.jpg”,保存路径为“D:\技能竞赛\考场号+工位号\工业产线应用搭建”。
(8)生产完工,截图质量监控和产线监控,保存为为“2-2-8-1 生产监控_产线监控.jpg”, 保存路径为“D:\技能竞赛\考场号+工位号\工业产线应用搭建”。
任务2-4工业互联网应用平台服务开发
1.任务描述
工业网络技术综合应用平台设备刚安装完成,存在故障,现需要完成设备故障查找与排除,并对设备进行调试,使其运行顺畅。
加盖拧盖单元和检测分拣单元,在使用过程中有故障的风险,在平台中依据可能发生的故障配置告警,单元发生故障后,会触发告警,通知使用者发生故障。使用者依据触发的告警信息进行故障排除,故障排除后让设备重新运行,无告警信息再次触发。
(1)根据设备相关图纸资料,完成故障查找与排除;并在《故障排查表》的故障排查表上认真记录故障点与故障现象,写出故障原因和解决思路,如果排查表上行数不足,可自行追加表格行来填写。
(2)产线可能发生的故障:
智能物流单元物料已经满了时,进行告警提示:级别为六级,类型为产量异常;
线生产的合格率小于95%时,告警提示产线质量异常:级别为4级,类型为产量异常
生产订单下发到产线后,在未完成订单时,任意一个设备停止生产,进行告警提示:级别8级,类型为其他,发生故障;
规则列表截图,保存为“2-3-2-1 生产监控_规则列表.jpg”,保存路径“D:\技能竞赛\考场号+工位号\告警处理”
(3)在一键启动下发生产订单时,设备存在故障,会触发告警,触发告警截图,保存为2-3-3-1 生产监控_故障告警.jpg”,保存路径“D:\技能竞赛\考场号+工位号\告警处理”
(4)修复处理完告警详情截图,保存为“2-3-4-1 生产监控_告警处理.jpg”,保存路径“D:\技能竞赛\考场号+工位号\告警处理”。全国职业院校技能大赛
赛项规程
赛项名称: 工业互联网集成应用
英文名称: Industrial Internet Integration Application
赛项组别: 高等职业教育(师生同赛)
赛项编号: GZ037
一、赛项信息
赛项类别
每年赛 隔年赛(单数年/双数年)
赛项组别
□中等职业教育 高等职业教育
□学生赛(□个人/□团体) □教师赛(试点) 师生同赛(试点)
涉及专业大类、专业类、专业及核心课程
专业大类 专业类 专业名称 核心课程 (对应每个专业,明确涉及的专业核心课程)
电子信息 计算机 510214工业软件开发技术 工业数据采集与控制
工业网络互联集成
软件工程
计算机接口技术及应用
工业控制软件开发
工业应用软件设计
工业应用软件开发
软件测试技术
510211工业互联网技术 工业互联网网络互联技术
工业互联网数据采集技术
工业互联网标识解析技术
工业互联网边缘计算
工业互联网数据分析技术
工业互联网平台及应用
工业APP开发与应用
工业互联网安全防护
对接产业行业、对应岗位(群)及核心能力
产业行业 岗位(群) 核心能力 (对应每个岗位(群),明确核心能力要求)
制造业; 信息传输、软件和信息技术服务业; 新兴信息技术产业; 工业互联网工程技术 安装调试工业互联网网络设备
系统集成及运行维护
数据采集设备安装调试及运行维护
安装并调试标识解析设备
系统集成及服务应用
工业互联网边缘数据预处理
编写数据可视化展示脚本
计算机网络工程技术 安装调试工业互联网网络设备
系统集成及服务应用
工业互联网边缘数据预处理
编写数据可视化展示脚本
信息系统运行维护 系统集成及服务应用
工业互联网边缘数据预处理
编写数据可视化展示脚本
工业互联网工程实施 安装调试工业互联网网络设备
数据采集设备安装调试及运行维护
安装并调试标识解析设备
系统集成及服务应用
工业互联网运行维护 系统集成及运行维护
数据采集设备安装调试及运行维护
工业互联网边缘数据预处理
工业互联网应用开发 系统集成及服务应用
工业互联网边缘数据预处理
编写数据可视化展示脚本
二、竞赛目标
工业互联网作为全球工业体系智能化变革的重要推手,是中国战略性新兴产业的重要组成部分。为了加快建设制造强国和数字中国,我国提出了加快工业互联网的发展计划,以工业互联网IT、OT、CT融通的新技术,引领工业信息服务新产业变革,助力高端化、智能化、绿色化新业态新模式发展。然而,实现工业互联网与实体经济的融合还需要大量的应用型人才。因此,通过竞赛等形式,展示职业院校相关专业成果,实现人才培养与产业需求的有效衔接,即提高学校的产业贡献率和社会吸引力,也能促进新一代信息技术与实体经济的融合发展。
建设工业互联网需要复合型人才,这些人才不仅需要掌握新一代信息通信技术,还需要具备工业领域专业知识或专门技能。通过竞赛等形式,可促进工业互联网人才的高质量培养、提高学校相关专业人才培养水平。随着平台服务提供商、工业应用提供商等产业生态的不断壮大,工业互联网的人才建设也将会带动新一代信息技术的发展壮大。
竞赛活动是推动工业互联网应用型人才培养的重要手段。通过赛课融通、以赛促教的各项成果转化,能够促进职业院校的教师队伍建设、教学模式创新、教学资源升级,更有效衔接产业岗位需求,同时提高学校的产业贡献率和社会吸引力。
三、竞赛内容
工业互联网以应用为导向,以数据驱动发展,持续升级,服务于柔性、高效、优质、绿色的生产制造。在实际业务中,自订单下发、仓储备货、工单排程、生产制造、质量检测、物流运输、产品溯源等方向,构建起覆盖全产业链、全价值链的全新制造和服务体系。
本赛项重点考查选手网络互联、数据采集、标识解析、数据处理、集成服务、平台应用等技术技能,以及职业道德、团队合作、工匠精神等素养。赛题设计涵盖工业互联网设备安装、设备调试、数据采集系统及应用、标识解析系统集成应用、边缘计算及数据可视化应用、工业互联网应用平台服务开发等职业典型工作任务。
检验选手工业网络互联安装及调试,工业数据采集、边缘网关配置,工业互联网标识解析系统部署,工业大数据采集处理、进行可视化展示,工业应用软件需求分析、功能设计、开发调试等专业核心能力,符合工业互联网发展对专业技术人才和劳动者的技能素质的新要求。强调人、物品、机器、车间、企业等生产制造全要素,以及设计、研发、生产、管理、服务等各环节的泛在深度互联,展示工业互联网集成应用在业务、功能、实施各板块的职业综合能力。
本赛项采用师生同赛模式,在竞赛内容设置上充分考虑选手的知识和能力水平,竞赛过程中双人分工合作、协同配合的真实状况,发挥团队成员个人优势长处,优质高效的完成工作任务。
赛题分为三个模块:
模块一:工业互联网设备安装与调试
包含有:工业互联网设备安装、工业互联网设备调试两个子任务,分值占比35%。
模块二:工业互联网平台应用
包含有:数据采集系统及应用、标识解析系统集成应用、边缘计算及数据可视化应用和工业互联网应用平台服务开发四个子任务,分值占比60%。
模块三:职业素养
包含有:操作安全与规范、工作纪律与文明礼貌、整理整洁与绿色环保三个内容,分值占比5%。
模块 主要内容 比赛时长 分值
模块一 工业互联网设备安装与调试 考核参赛选手工业互联网安装及调试的能力。合理使用相关的硬件、软件工具,完成工业互联网设备的安装与调试,实现工业设备间的网络互联。 180分钟 35
模块二 工业互联网平台应用 考核参赛选手对工业互联网平台开发应用能力。对工业现场数据采集,将采集完成后的数据标识解析,经边缘处理后将数据进行可视化操作。能够对工业互联网平台设备、数据进行管理,实现平台的开发、应用与部署。 240分钟 60
模块三 职业素养 考核参赛选手的操作安全与规范、工作纪律与文明礼貌、整理整洁与绿色环保的职业素养。 全过程 5
四、竞赛方式
竞赛形式:线下比赛。
2.竞赛组队方式:2人/队,教师1人,学生1人。性别不限,不得跨校组队,2名选手须为同校教师和学生,其中指定教师选手为队长,不配置指导教师。
3.教师选手须为具有高等学校教师资格证的高等职业学校专科、高等职业学校本科在职专兼职教师;学生选手须为高等职业学校专科、高等职业学校本科全日制在籍学生(以报名时的学籍信息为准)。
4.竞赛采用团体赛方式,不计选手个人成绩,统计参赛队的总成绩进行排序,2 名选手在大赛现场按照大赛任务要求,自行分工,相互配合完成大赛任务。
5.凡在往届全国职业院校技能大赛中获一等奖的选手,不能再参加同一项目同一组别的比赛。参赛选手的资格审查工作按照《全国职业院校技能大赛制度汇编》要求执行。
五、竞赛流程
(一)竞赛流程图
(二)竞赛时间安排表
日程 时间 竞赛环节 说 明
第一天 07:30-07:45 启封赛场 在裁判员和监督仲裁组的监督下工作人员启封赛场。
07:45-08:00 竞赛选手进行一次加密 参赛选手持参赛证、身份证和学生证接受工作人员检录并进行一次加密确定参赛编号。
08:00-08:15 二次抽签加密 参赛选手凭一次加密后的参赛编号进行二次抽签加密确定赛位号。
08:15-08:45 竞赛入场检录 参赛选手凭赛位号接受入场检录确认没有携带竞赛禁止的工具和材料。
08:45-09:00 竞赛选手入场就位、发布竞赛任务 参赛选手根据赛位号由工作人员引导进入竞赛赛位、裁判宣读竞赛规则及赛场规则,发布竞赛任务并作必要说明。
09:00-12:00 模块一竞赛 --
12:00-15:00 赛项申诉与仲裁模块一评分及复核 裁判组对竞赛的各参赛队评分
15:00-17:00 设备还原 各赛位的设备与系统还原
17:00-18:00 封闭赛场 在裁判员和监督仲裁组的监督下工作人员封闭赛场
第二天 07:30-07:45 启封赛场 在裁判员和监督仲裁组的监督下工作人员启封赛场。
07:45-08:00 竞赛选手进行一次加密 参赛选手持参赛证、身份证和学生证接受工作人员检录并进行一次加密确定参赛编号。
08:00-08:15 二次抽签加密 参赛选手凭一次加密后的参赛编号进行二次抽签加密确定赛位号。
08:15-08:45 竞赛入场检录 参赛选手凭赛位号接受入场检录确认没有携带竞赛禁止的工具和材料。
08:45-09:00 竞赛选手入场就位、发布竞赛任务 参赛选手根据赛位号由工作人员引导进入竞赛赛位、裁判宣读竞赛规则及赛场规则,发布竞赛任务并作必要说明。
09:00-13:00 模块二竞赛 --
13:00-16:00 赛项申诉与仲裁 模块二评分与复核 裁判组对竞赛的各参赛队评分
16:00-16:30 解密 对加密信息进行解密
16:30-17:00 汇总成绩 对两天的比赛成绩进行汇总
17:00-20:00 成绩公布 在指定地点向全体参赛队公布成绩
20:00-21:00 闭幕式 公布成绩、颁奖
注:根据赛位数和参赛选手人数增/减竞赛场次。
(三)竞赛过程
1.参赛选手入场和就位
参赛选手使用报到时领取的抽签号,进行一级加密顺序号及二级加密赛位号的抽取,入场时赛位号进行检录查询赛场的位置,并按照赛位位置就位等候比赛开始。
2.竞赛过程
在裁判长宣布比赛开始后,各参赛选手通过进入工位正式开始竞赛,按照每个赛位提供的任务书上的项目要求,完成每个项目任务要求,并按照任务要求提交和保存竞赛结果。
3.竞赛结束
在竞赛规定时间到达后,裁判长会宣布竞赛结束,每个竞赛赛位设备锁定,参赛选手停止所有操作,并按照裁判组及现场其他工作人员要求有次序的离开竞赛场地。
六、竞赛规则
(一)参赛要求
本赛项为师生联队方式的团体赛,参赛选手在报名获得确认后,原则上不再更换。如在筹备过程中,选手因故不能参赛,参赛学校主管部门需出具书面说明并按相关参赛选手资格补充人员并接受审核;竞赛开始后,参赛队不得更换参赛选手,允许队员缺席比赛。
(二)赛前准备
1.参赛选手应在竞赛日程规定的时间熟悉竞赛场地,选手可进入竞赛场地及熟悉赛位。
2.参赛队熟悉竞赛场地后,认为所提供的设备、工具等不符合竞赛规定或有异议时,参赛队领队必须在2小时内提出书面报告,送交赛项执委会进行处理,超过时效将不予受理。
(三)正式比赛
参赛选手须提前20分钟入场。不得私自携带任何软硬件工具(各种便携式电脑、各种移动存储设备等)、技术资源、通信工具。按赛位号入座,检查比赛所需竞赛设备齐全后,由参赛选手签字确认方可开始比赛。选手在比赛中应注意随时存盘。迟到超过10分钟不得入场。竞赛期间不准出场,竞赛结束后方可离场。
竞赛过程中,每个参赛队内部成员之间可以互相沟通,但不得向任何其它人员讨论问题,也不得向裁判、巡视和其他必须进入考场的工作人员询问与竞赛项目的操作流程和操作方法有关的问题,如有竞赛题目文字不清、软硬件环境故障的问题时,可向裁判员询问,成员间的沟通谈话不得影响到其他竞赛队伍。
竞赛过程中除裁判和其他必须进入考场的工作人员外,任何其它非竞赛选手不得进入竞赛场地。
竞赛结束(或提前完成)后,参赛队要确认成功提交竞赛要求的文件,裁判员与参赛队队长一起签字确认,参赛队在确认后不得再进行任何操作。
(四)成绩公布
赛项成绩解密后,经裁判长、监督仲裁组确认后,在赛项执委会指定的地点向全体参赛队进行公布。
(五)其他
1.参赛选手应严格遵守赛场纪律,服从指挥,着装整洁,仪表端庄,讲文明礼貌。各地代表队之间应团结、友好、协作,避免各种矛盾发生。
2.其它未尽事宜,将在竞赛指南或赛前说明会向各领队做详细说明。
七、技术规范
本赛项参照已经颁布实施、处在有效期内的标准与规范如下所示:
1.国际相关标准与规范
IEC 62443-2-1IACA《安全管理系统的要求》
2.国家、行业技术标准与规范
GB/T 26336-2010《工业通信网络工业环境中的通信网络安装》
GB/T 42021-2022工业互联网总体网络架构
GB/T 23031.1-2022《工业互联网平台应用实施指南 第1部分:总则》
GB/T 41870-2022《工业互联网平台企业应用水平与绩效评价》
GB/T 15969.1-2007/IEC 61131-1 可编程序控制器第1部分:通用信息
GB 50311-2016 综合布线系统工程设计规范
GB/T 14048 3《低压开关设备和控制设备》
GB/T 34068-2017 物联网总体技术智能传感器接口规范
GB/T30976.1∽30976.2《工业控制信息系统安全》
GB/T30976.1∽30976.2《信息技术数据质量评价指标》
GB/T 35115-2017《工厂自动化能效》
AII/001-2021《工业互联网标识解析二级节点技术要求》
AII/004-2018《工业互联网平台安全防护要求》
AII/004-2017 《工业互联网导则设备智能化》
3.职业资格标准与规范
2-02-10-13《工业互联网工程技术人员国家职业技术技能标准》
2-02-07-13《智能制造工程技术人员国家职业技术技能标准》
T/MIITEC 003-2020《工业互联网产业人才岗位能力要求》
八、技术环境
(一)竞赛环境
1.竞赛场地:设竞赛区、裁判区、服务区、技术支持区。提供稳定的电、气和应急供电设备。
2.竞赛设备:由大赛合作企业与承办单位负责,按照参赛队数量准备。
3.竞赛赛位:每个赛位标明编号,赛位面积约10㎡,配备:工作台1张,计算机2台,竞赛平台1套,工具耗材1套,提供局域网环境,不间断电源。配AC220V/10A电源。
4.技术支持区为参赛选手提供公用备件等竞赛相关设备。
5.服务区提供医疗等服务保障。
(二)技术平台基本要求
序号 产品名称 数量 功能描述
1 工业互联网集成应用工作站 1套 符合工业互联网行业标准,是一个完整的智能工厂模拟装置。
2 工业互联网平台 1套 具有对工业现场数据采集及管理功能,能够满足工业APP的设计及开发。
九、竞赛样题
本赛项的命题工作由赛项执委会指定的命题专家组负责,按照赛项规程的内容要求,依据教育部颁发的职业院校相关专业人才培养标准和国家职业标准确定方向和难度,结合高职工业互联网人才培养要求和工业互联网企业岗位需要进行设计,命题专家在完成命题后,交由赛项执委会指定的专家进行审核。
本赛项在开赛前一个月在大赛网络信息发布平台上公布赛项的公开赛题。
本赛项将建立不少于 10 套的公开赛题,于正式比赛日的前3天,由赛项组委会的授权人抽取1套赛题,并由专家组修改不超过 30%的赛题内容作为正式赛题。
十、赛项安全
(一) 比赛环境
1.须在赛前组织专人对比赛现场、住宿场所和交通保障进行考察,并对安全工作提出明确要求。赛场布置,赛场内器材、设备,应符合国家有关安全规定,承办院校赛前须按照要求排除安全隐患。
2.赛场周围设立警戒线,要求所有参赛人员必须凭有效证件进入场地,防止无关人员进入发生意外事件。
(二) 生活条件
1.比赛期间,原则上由赛项承办院校统一安排参赛选手食宿,并确保大赛期间人员的住宿、卫生、饮食安全等。
2.赛项执委会和承办院校须保证比赛期间选手、领队和裁判员、工作人员的交通安全。
(三) 组队责任安全
各学校组织代表队时,须安排为参赛选手购买大赛期间的人身意外伤害保险,并进行安全教育。
(四) 应急处理安全
比赛期间发生意外事故时,发现者应在第一时间报告赛项执委会,同时采取措施,避免事态扩大。赛项执委会应立即启动预案予以解决并向赛区执委会报告。出现重大安全问题的赛项可以停赛,是否停赛由赛区组委会决定。事后,赛区执委会应向大赛执委会报告详细情况。
(五)处罚措施
1.因参赛队伍原因造成重大安全事故的,取消其获奖资格。
2.赛事工作人员违规的,按照相应的制度追究责任。
十一、成绩评定
(一)评分标准
比赛满分 100 分,分为模块一、模块二、模块三,共三个模块,计分时精确到小数点后两位,详细评分细则如下:
模块名称 主要内容 子任务名称 分值占比 比赛时长
模块一 工业互联网设备安装与调试 考核参赛选手工业互联网安装及调试的能力。合理使用相关的硬件、软件工具,完成工业互联网设备的安装与调试,实现工业互联网网络互联。 1-1工业互联网设备安装 20% 180分钟
1-2工业互联网设备调试 15%
模块一分值占比小计: 35%
模块二 工业互联网平台开发应用 考核参赛选手对工业互联网平台开发应用能力。对工业现场数据采集,将采集完成后的数据标识解析,经边缘处理后将数据进行可视化操作。能够对工业互联网平台设备、数据进行管理,实现平台的开发、应用与部署。 2-1数据采集系统及应用 20% 240分钟
2-2标识解析系统集成应用 10%
2-3边缘计算及数据可视化应用 10%
2-4工业互联网应用平台服务开发 20%
模块二得分小计: 60%
模块三 职业素养 考核参赛选手具有工匠精神和信息素养。 操作安全与规范 2%
工作纪律与文明礼貌 2%
整理整洁与绿色环保 1%
模块三得分小计: 5%
总计 100%
(二)评分方式
1.裁判员人数及组成条件
裁判长1名,加密裁判 2 名,现场裁判 9 名,评分裁判18名,共计30人。裁判员由具有省市级相关赛项执裁经历,从事电子信息类专业教学工作或企业工作副高及以上职称或技师及以上等级的人员组成。
2.裁判评分方法
(1)赛项裁判组负责赛项成绩评定工作,设裁判长一名,全面负责赛项的裁判和管理工作。参赛选手根据赛项任务书的要求进行操作,需要裁判确认的内容必须举手经过裁判员的确认,否则不得分。
(2)赛项裁判组本着“公平、公正、公开、科学、规范、透明、无异议”的原则,根据裁判的现场记录、参赛队选手的赛项任务书及评分标准,评定成绩。
(3)裁判的分组由裁判长负责。无相应执裁任务的裁判不得进入选手工位。选手按照裁判的指令展示评分项描述的功能。
3.成绩产生方法
成绩产生方法为结果评分,所有评分材料须由相应评分裁判、裁判长共同签字。
4.成绩并列
如出现参赛队总分相同情况,按照模块二、一、三顺序的得分高低排序,即总成绩相同的情况下比较模块二的成绩,模块二成绩高的排名优先,如果模块二成绩也相同,则按模块一的成绩进行排名,以此类推完成相同成绩的排序。如果模块一、二分值均相同,则查看模块三职业素养的分值进行排序。
5.成绩审核与公布方法
(1)抽检复核
①为保障成绩评判的准确性,监督仲裁组对赛项总成绩排名前30%的所有参赛队伍(选手)的成绩进行复核;对其余成绩进行抽检复核,抽检覆盖率不得低于15%。
②监督仲裁组需将复检中发现的错误以书面方式及时告知裁判长,由裁判长更正成绩并签字确认。
③复核、抽检错误率超过5%的,则认定为非小概率事件,裁判组需对所有成绩进行复核。
(2)解密
裁判长正式提交赛位(竞赛作品)评分结果并复核无误后,加密裁判在监督人员监督下对加密结果进行逐层解密。
(3)公布
记分员将解密后的各参赛队成绩汇总成最终成绩单,经裁判长、监督仲裁组签字后进行公示。
十二、奖项设置
本赛项设置团体一、二、三等奖,以赛项实际参赛队总数为基数,一、二、三等奖获奖比例分别为10%、20%、30%(小数点后四舍五入)。
十三、赛项预案
(一)竞赛平台相关预案
1.竞赛前2周,竞赛平台按照赛项专家组要求进入赛场,并进行满负荷动作测试连续24小时,确保零故障。
2.竞赛现场至少提供备用竞赛设备2套,在竞赛设备出现故障无法短时间恢复时,由裁判长确认启动备用设备。
3.竞赛现场为电脑提供专用UPS电源,保证意外断电情况下电脑可正常工作10分钟以上。
4.赛位电脑配置统一并安装正版软件,并在竞赛现场提供足够数量的电脑备机。
5.竞赛现场确保提供的具备专业技术能力的工作人员,辅助裁判确认竞赛设备和电脑软件状态,快速识别问题根源并及时有效采取措施,保障竞赛顺利进行。
(二)赛场环境相关预案
1.竞赛现场配置专业电工维修人员,保障供电正常。
2.竞赛现场配置安全通道,当出现火情或其他灾害情况,工作人员应立即汇报,配合消防队员和公安干警,指挥人员疏散到安全区域并及时处置现场状况。
3.竞赛现场配置医务人员和常用药品,当出现人员受伤时做到及时救护。
4.比赛期间发生意外事故,发现者应在第一时间报告赛项执委会,同时采取措施,避免事态扩大。赛项执委会应立即启动预案予以解决并向赛区执委会报告。出现重大安全问题可以停赛,是否停赛由赛区组委会决定。
十四、竞赛须知
(一)参赛队须知
1.各学校组织代表队时,须安排为参赛选手购买大赛期间的人身意外伤害保险。
2.参赛队员在报名获得审核确认后参赛队不得更换参赛队员。
3.参赛队名称统一使用规定的地区代表队名称,不得使用学校或其他组织、团体名称。
4.参赛队按照大赛赛程安排凭大赛组委会颁发的参赛证和有效身份证件参加比赛及相关活动。参赛队员统一着装,须符合安全生产及竞赛要求。
5.参赛队员应自觉遵守赛场纪律,服从裁判、听从指挥、文明竞赛;持证进入赛场,禁止将通讯工具、自编电子或文字资料带入赛场。
6.组委会统一安排各参赛队在比赛前一天进入赛场熟悉环境情况。
7.参赛队不能使用自带软件及自编资料等不符合规定的资料、工具、文具用品、食品等进入赛场;统一使用赛场提供的计算机、竞赛设备、设备附件和工具等,技能大赛统一使用相同版本的软件及文字、表格处理等软件。
(二)领队教师须知
1.各参赛代表队领队要发扬良好道德风尚,听从指挥,服从裁判,不弄虚作假。领队经报名、审核后确定,一经确定不得更换。如发现弄虚作假者,取消参赛资格,名次无效。
2.在比赛阶段,不允许领队教师上场指导,禁止在未经裁判长允许的情况下使用通讯工具与选手私下沟通交流。
3.领队老师应及时查看大赛赛项的通知及内容,认真研究和掌握本赛项竞赛的规程、技术规范和赛场要求,指导选手做好赛前的一切技术准备和竞赛准备。
(三)参赛选手须知
1.参赛选手凭证入场,在赛场内操作期间要始终佩带参赛凭证以备检查,统一穿着大赛提供的服装,并穿有电工安全标识的绝缘鞋。
2.参赛选手应严格遵守赛场规章、操作规程和工艺准则,保证人身及设备安全,接受裁判员的监督和警示,文明竞赛。
3.竞赛期间不准携带任何通讯工具、移动存储器、照相器材等与竞赛无关的用品,否则取消该队参赛资格。
4.尊重裁判和赛场工作人员,自觉遵守赛场纪律和秩序。
5.参赛选手必须严格遵守操作规程和工艺准则,接受裁判员的监督和警示,保证人身及设备安全;因操作失误,致使设备发生短路、烧坏电机、变频器或PLC等重要设备的事故,致使设备不能正常工作,或发生人身安全事故不能进行竞赛的,裁判有权终止竞赛。
6.入场后,选手必须确认材料、工具、量具等是否齐全,开赛信号发出前不能启动设备;竞赛过程中,各竞赛队自行确定分工、工作程序和时间安排,在赛位上完成竞赛项目,严禁作弊行为;竞赛食品、饮水等由赛场统一提供。
7.凡在竞赛期间提前离开的选手作退赛处理。
8.在竞赛中如遇非人为因素造成的设备故障,经裁判确认后, 可向裁判长申请补足排除故障的时间。查找设备故障原因及排除设备故障不属于竞赛内容。
9.参赛选手赛场外的管理由各参赛队领队负责。
10.参赛队欲提前结束竞赛,应向现场裁判举手示意,竞赛所用时间由现场裁判记录。结束竞赛后参赛队不能进行任何与竞赛相关的操作。
11.各竞赛队按照大赛要求和赛题要求提交递交竞赛成果,禁止在竞赛成果上做任何与竞赛无关的记号。
12.竞赛操作结束后,参赛队要确认成功提交竞赛要求的文件, 裁判员在比赛结果的规定位置做标记,并与参赛队一起签字确认。
(四)工作人员须知
1.服从赛项组委会的领导,遵守职业道德、坚持原则、按章办事,切实做到严格认真,公正准确,文明执裁。
2.以高度负责的精神、严肃认真的态度和严谨细致的作风做好工作。熟悉并认真执行竞赛规则,严格按照工作程序和有关规定办事。
3.佩戴工作人员胸卡,穿着工作人员工装,仪表整洁,语言举止文明礼貌,接受仲裁工作组成员和参赛人员的监督。
4.须参加赛项组委会的赛前工作培训。
5.竞赛期间,保守竞赛秘密,不得向其他参赛队人员泄露大赛秘密。
6.严格执行竞赛纪律,除应向参赛选手交代的竞赛须知外,不得向参赛选手暗示解答与竞赛有关的问题,更不得向选手进行指导或提供方便。
7.实行回避制度,不得与参赛选手及相关人员接触或联系。
8.坚守岗位,不迟到,不早退。
9.监督选手遵守竞赛规则和安全操作规程的情况,不得无故干扰选手竞赛,正确处理竞赛中出现的问题。
10.遵循公平、公正原则,维护赛场纪律,如实填写赛场记录。
11.遇安全突发事件,按照工作预案及时组织疏散,确保人员安全。
12.未经同意不得擅自发布关于比赛的言论,不得私自接受采访。
十五、申诉与仲裁
1.各参赛队对不符合大赛和赛项规程规定的仪器、设备、工装、材料、物件、计算机软硬件、竞赛使用工具、用品,竞赛执裁、赛场管理,以及工作人员的不规范行为等,可向赛项监督仲裁组提出申诉。申诉主体为参赛队领队。参赛队领队可在比赛结束后(选手赛场比赛内容全部完成)2小时之内向监督仲裁组提出书面申诉。
2.书面申诉应对申诉事件的现象、发生时间、涉及人员、申诉依据等进行充分、实事求是的叙述,并由领队亲笔签名。非书面申诉不予受理。
3.赛项监督仲裁组在接到申诉报告后的2小时内组织复议,并及时将复议结果以书面形式告知申诉方。申诉方对复议结果仍有异议,可由省(市)领队向赛区仲裁委员会提出申诉。赛区仲裁委员会的仲裁结果为最终结果。
4.仲裁结果由申诉人签收,不能代收,如在约定时间和地点申诉人离开,视为自行放弃申诉。
5.申诉方可随时提出放弃申诉。
6.申诉方不得以任何理由采取过激行为扰乱赛场秩序。
十六、竞赛观摩
(一)公开观摩
媒体观众可以在不打扰选手竞赛的要求下,沿现场指定观摩通道有组织地参观竞赛现场,了解工业互联网技术及职业教育教学成果。
在赛场外布置开放式展区,对工业互联网技术应用进行科普宣传,将工业互联网技术应用在人们生活中的应用或者未来生活的应用对公众进行展现。
比赛现场合理安装摄像头,实况转播比赛全过程,供领导、嘉宾、领队、教练和部分学生代表在休息室收看。
(二)组织安排
观摩团在竞赛工作人员带领下,分批次到赛场观摩比赛。
(三)纪律要求
观摩团成员在赛场需保持安静,沿现场指定观摩通道有组织地参观竞赛现场,不可进入比赛区域,不可接触设备,影响选手比赛。
观摩者不可携带手机、IPAD等通讯工具进入赛场,不可与选手讲话、传递信息等,需遵守赛场纪律。
十七、竞赛直播
为扩大竞赛的社会影响力,保证公平、公正、公开,在裁判长宣布竞赛正式开始后,将比赛过程中每个竞赛工位进行全程视频录像及直播,有条件的承办院校可提供领队老师在休息室内观看赛场竞赛情况直播;在开赛式、闭赛式现场通过对选手采访、领队教师采访、裁判专家点评和企业人士采访并制作相应的视频资料,突出赛项的技能重点与优势特色,为大赛宣传、资源转化提供全面的信息资料。视频资料也作为竞赛成果提交赛项区执委会,作为竞赛历史材料供后续赛项提高进行参考,选手竞赛过程可作为教学资料进行资源转换,促进相关专业的教学发展。
十八、赛项成果
2023年全国职业院校技能大赛工业互联网集成应用资源转化工作由赛项执委会负责,依照《全国职业院校技能大赛赛项资源转化工作办法》的有关要求,通过多手段、全方位对赛项资源优秀成果进行转换,赛后向大赛执委会办公室提交大赛成果资源转化方案如下表,半年内完成资源转化工作。
项目 任务
教材编写 计划联合部分优秀院校,编写工业互联网导论、工业互联网应用系统开发等方向教材,并计划赛后一年内出版发行,供开设高职工业互联网相关专业的学校使用。
教学资源建设 积极配合高职院校参加国家教学资源库建设,并与教材出版同步提供围绕上述教材建设的相关教学资源库,包括课件、操作视频、考核标准等,在应用层面上为学校教学提供丰富的教学资源。
专业建设 召开专业建设研讨会,根据行业发展情况修订高职工业互联网相关专业课程库建设,明确专业核心课程,协助高职院校编写课程标准,为学校建设高职工业互联网专业提供课程指导。
大赛成果专题研讨交流会 由获得作为示范推广的指导教师或学生介绍大赛成果,包括本赛项资料文本、音视频、图片成果等,围绕着工业互联网大赛成果交流学习的体会,分组展开研讨,提出进一步深入研究的做法、建议。使大赛成果深入人心,使大赛成果在学校得以有效推广应用。
师资培训 承担工业互联网的国培、省培项目。由学校与企业共育工业互联网师资,依托竞赛设备和工业互联网平台,组织开展3-6期省级以上师资培训,推广大赛的成果,以切实转变工业互联网技术教育的教学理念,促进工业互联网相关课程的人才培养模式创新。
校企合作 加强与企业合作,让大赛成果走近行业。注重大赛成果向行业转化,把大赛成果与行业应用紧密对接,转化为可在实际工程案例中实施的实际工业互联网技术应用项目,产生直接的经济效应和社会效应。
国际合作 积极响应“一带一路”倡议,邀请更多的一带一路沿线国家院校学生参与大赛,接轨国际教育体系,充分地融入更多地国外教学标准,切实推动我国工业互联网领域的国际性发展,进一步帮助沿线国家培养高素质工业互联网产业相关职业人才。
2全国职业院校技能大赛
GZ037工业互联网集成应用赛项
赛题
第一部分 竞赛须知
竞赛要求
1.正确使用工具,操作安全规范;
2.竞赛过程中如有异议,可向裁判员反映,不得扰乱赛场秩序;
3.遵守赛场纪律,尊重裁判,服从安排。
职业素养与安全意识
1.完成竞赛任务所有操作符合安全操作规范,注意用电安全。
2.遵守赛场纪律,尊重赛场工作人员;爱惜赛场设备、器材。
扣分项
1.在竞赛过程中,因操作不当导致设备破坏性损坏或造成事故,视情节扣
10 20 分,情况严重者取消比赛资格。
2.衣着不整、污染赛场环境、扰乱赛场秩序、干扰裁判工作等不符合职业规范的行为,在模块3中扣除相应职业素养分,情节严重者取消竞赛资格。
选手须知
1.任务书如出现缺页、字迹不清等问题,请及时向裁判示意,并进行更换;
比赛结束后,比赛提供的所有纸质材料、U 盘等不得带离赛场。
2.设备的安装配置请严格按照任务书的要求及工艺规范进行操作。
3.参赛团队应在规定时间内完成任务书要求的内容,任务实现过程中形成的文件资料必须存储到 U 盘的指定位置,同时拷贝一份“提交资料”副本至服务器的“D 盘”根目录下,未存储到指定位置的文件均不得分。
4.比赛过程中,选手认定设备或器件有故障可向裁判员提出更换;如器件或设备经测定完好属误判时,器件或设备的认定时间计入比赛时间;如果器件或设备经测定确有故障,则当场更换设备,此过程中(从设备检测开始到更换完成)造成的时间损失,在比赛时间结束后,对该小组进行等量时间延迟补偿。
5.比赛过程中由于人为操作失误造成器件损坏,器件不予更换。
6.在裁判组宣布竞赛结束后,参赛选手应立即停止对竞赛设备与计算机的任
何操作。
第二部分 竞赛任务
任务要求
为了响应国家能源双控与“碳达峰、碳中和”的总体指导方针,工业企业对以节能减排为目标具有真实价值的能源管理系统建设非常迫切,我国作为制造业大国,有众多高耗能工业企业,能源管理系统的建设可以实现企业有序、有效、有力开展能源利用和管理工作。
随着大型企业进入产业升级、降本增效的高质量发展阶段后,与能耗“双控”、环境污染、安全生产、技术升级等新要求的矛盾日益突出,某企业在能源管理领域面临的挑战与亟待解决的问题有:
能源利用水平不高,能源浪费情况普遍存在
企业近年来的产业升级与快速发展,能源发挥了巨大的辅助支撑作用,但企业总体单位产品能耗呈小幅度上升趋势,在各类能源过程中均存在不同程度浪费情况,近一年来发现企业至少21次(长时间)停产期间设备空转现象,通过企业自查发现的其它能源浪费情况174处。
能源安全存在隐患,能源质量影响生产运行
能源的高质量供应是企业稳定生产和产品质量的保障,其中电能质量、压力、温度等都是能源质量的关键指标,近一年来企业因能源质量异常造成设备停机或故障超121次。
能源系统专业繁多管理分散,难以集中调度
企业生产调度中心负责全企业生产和能源调度,本项目上线前,仅有部分能源自动化系统接入到生产调度中心,各级领导也无法远程了解现场能源状况,当能源异常时,由使用部门进行逐级反馈,公用事业部再进行现场排查,过程中造成大量时间浪费,甚至会出现信息传递错误的情况。
为了进行有效的智慧能源管理计划采用工业互联网集成应用架构,搭建工业生产环节的智慧能源系统,需要完成以下工作:
将现有工业生产环节中的设备进行互联集成。
对工业生产环节中的能源设备进行数据采集。
将工业生产设备和产品进行标识解析。
在边缘服务器上对采集到的能源数据进行预处理和多维度展示。
配置工业互联网平台,构建工业生产中的智慧能源管理。
任务环境
硬件资源:计算机、工业互联网集成应用工作站、工业互联网平台、工具箱、耗材等。
软件资源:见U盘中“竞赛资料”文件夹。
任务实施
模块一 工业互联网设备安装与调试(35分)
任务1-1 工业互联网设备安装
工业生产实训台上现有多种生产传感设备、控制设备和网络设备,要求完成工业互联网网络设备的网络互联集成,确保网络互联集成后,工业互联网网络设备环境正常运行。
任务要求:
参赛选手规划的工业生产网络拓扑图逻辑清晰。
参赛选手规划的IP工业生产设备地址逻辑正确。
参赛选手正确安装防火墙和工业交换机等网络设备。
完成以上任务后请做以下步骤:
使用绘图设计软件等工具,绘制工业生产设备网络互联拓扑图,将工业生产设备,工业能源设备,工业网络设备,边缘服务器,选手PC机进行网络拓扑图绘制。
使用Excel对工业设备进行IP工业生产设备地址规划编写。
安装防火墙、工业交换机等网络设备:使用直连网线将工业生产主服务器系统网络互联;使用网线将对应接口连接,使交换机网络互联。
任务1-2 工业互联网设备调试
任务要求:
参赛选手正确配置工业生产控制器等网络终端设备的IP地址。
参赛选手能通过线缆按照规划设计的工业生产设备拓扑图进行网络互联,并连接正确。
完成以上任务后请做以下步骤:
配置工业生产控制器等网络终端设备及IP地址:使用直连网线将PLC控制器进行连接;使用直连网将网关进行连接;使用直连网线将选手PC进行连接;系统上电:实训台上电、PC机上电和边缘服务器上电。
通过通信线缆按照规划设计工业生产设备拓扑图进行网络互联集成:进行网络调试,PC机与实训主机和边缘服务器相互通信。
模块二 工业互联网平台开发应用(60分)
任务2-1数据采集系统及应用
任务要求:
参赛选手需要正确配置网关工业以太网通信协议参数。
参赛选手需要将工业设备数据通过MQTT应用传输协议进行数据采集。
完成以上任务后请做以下步骤:
进行工业生产配置网关ModbusTCP工业以太网通信协议参数。
配置工业生产网关MQTT应用传输协议发布订阅主题。
需要MQTT发布和订阅测试。
对工业生产设备和能源采集设备进行数据采集调试测试。
任务2-2标识解析系统集成应用
任务要求:
参赛选手要将工业生产设备与产品正确的注册到平台中。
参赛选手将使用标识数据采集到平台,并进行设备和产品追溯。
完成以上任务后请做以下步骤:
对工业生产设备与产品标识编码与注册。
根据标识编码规则对产品进行标识编码。
将标识解析设备与产品标识数据采集设备与平台进行集成。
将工业设备和产品标识数据采集到平台进行追溯。
任务2-3 边缘计算及数据可视化应用
任务要求:
参赛选手能正确的搭建启动Pycharm环境,在Pycharm环境中正确运行Python脚本。
参赛选手正确导入采集到的工业能源数据,并进行数据的基本信息展示。
参赛选手能对工业能源数据进行正确的数据处理:去空值、去异常值等。
参赛选手能做出一个月内的能源趋势图。
参赛选手能生成以日为单位的能源数据对比图。
完成以上任务后请做以下步骤:
Python IDE开发环境搭建。
工业互联网边缘端工业生产数据导入。
工业互联网边缘端工业生产数据处理:数据探索、数据预处理。
数据可视化环境构建。
使用Python脚本绘制直方图展示工业生产中能源数据的分布。
使用Python脚本绘制分组柱状图展示工业生产中能源数据的对比。
任务2-4 工业互联网应用平台服务开发
任务要求:
参赛选手需要正确配置工业互联网平台与边缘设备进行的连接。
参赛选手需要配置出云端监控应用,形成工业互联网能源监控。
完成以上任务后请做以下步骤:
连接工业互联网平台,配置边缘端设备与工业互联网平台的连接。
配置工业互联网平台的实时计算中心:设备数据和测点数据自动转换、时序数据的实时加工、自定义数据转发规则。
工业互联网平台基础应用服务配置:配置的阈值告警规则和监控、工艺流程2D组态。
展示配置好的基础应用服务:实时数据检测和历史数据查看。全国职业院校技能大赛
GZ037工业互联网集成应用赛项
赛题
第一部分 竞赛须知
竞赛要求
1.正确使用工具,操作安全规范;
2.竞赛过程中如有异议,可向裁判员反映,不得扰乱赛场秩序;
3.遵守赛场纪律,尊重裁判,服从安排。
职业素养与安全意识
1.完成竞赛任务所有操作符合安全操作规范,注意用电安全。
2.遵守赛场纪律,尊重赛场工作人员;爱惜赛场设备、器材。
扣分项
1.在竞赛过程中,因操作不当导致设备破坏性损坏或造成事故,视情节扣
10 20 分,情况严重者取消比赛资格。
2.衣着不整、污染赛场环境、扰乱赛场秩序、干扰裁判工作等不符合职业规范的行为,在模块3中扣除相应职业素养分,情节严重者取消竞赛资格。
选手须知
1.任务书如出现缺页、字迹不清等问题,请及时向裁判示意,并进行更换;
比赛结束后,比赛提供的所有纸质材料、U 盘等不得带离赛场。
2.设备的安装配置请严格按照任务书的要求及工艺规范进行操作。
3.参赛团队应在规定时间内完成任务书要求的内容,任务实现过程中形成的文件资料必须存储到 U盘的指定位置,同时拷贝一份“提交资料”副本至服务器的“D 盘”根目录下,未存储到指定位置的文件均不得分。
4.比赛过程中,选手认定设备或器件有故障可向裁判员提出更换;如器件或设备经测定完好属误判时,器件或设备的认定时间计入比赛时间;如果器件或设备经测定确有故障,则当场更换设备,此过程中(从设备检测开始到更换完成)造成的时间损失,在比赛时间结束后,对该小组进行等量时间延迟补偿。
5.比赛过程中由于人为操作失误造成器件损坏,器件不予更换。
6.在裁判组宣布竞赛结束后,参赛选手应立即停止对竞赛设备与计算机的任
何操作。
第二部分 竞赛任务
任务要求
随着新一代信息技术的快速发展,工业互联网技术推动着传统制造业向数字化、智能化方向升级转型。工业设备的标识化与联网化在工业生产上具有重要意义,不仅可以优化生产流程和管理方式,提高生产效率,更可以促进工业化和信息化两化融合,实现工业生产的智能化,对构建现代智能化工业体系具有积极意义。
某汽车零部件制造商为了对供应链与生产链进行整合优化,需要升级网络结构、采集产线信号,开发新的标识系统以对上下游零部件进行管理,利用边缘计算技术提升信息处理的实时性,另外设计工业互联网平台应用软件实现数据可视化及服务应用。
任务环境
硬件资源:计算机、工业互联网集成应用工作站、工业互联网平台、工具箱、耗材等。
软件资源:见U盘中“竞赛资料”文件夹。
任务实施
模块一 工业互联网设备安装与调试(35分)
任务1-1 工业互联网设备安装
1.任务描述
工业网络技术综合应用平台设备已经完成安装工作,但是其中加盖拧盖单元、检测分拣单元的工业互联网标识解析设备(RFID读写器)还没完成安装和调试。现在你需要完成以下任务:
(1)根据网络接线图,完成加盖拧盖单元、检测分拣单元工业互联网标识解析设备(RFID读写器)完成安装、电气、网络接线连接。
(2)根据网络接线图,完成加盖拧盖单元工业互联数据采集设备(智能IO\阀岛)完成安装、电气、网络接线连接。
2.网络接线图
图1-1 加盖拧盖单元网络接线图
图1-2检测分拣单元网络接线图
任务1-2工业互联网设备调试
1.任务描述
(1)根据设备IP地址分配表,使用相关软件与配置文件,完成加盖拧盖单元、检测分拣单元PLC和RFID读写器的网络配置,并且实现读取物料瓶标签数据;软件已经安装到设备编程电脑上;RFID配置文件、RFID资料手册放置在电脑D盘大赛文件夹目录下。将RFID读写器配置内容、PLC通讯配置、PLC与RFID读写器测试结果截图存放在指定路径(“D:\技能竞赛\考场号+工位号\标识解析设备配置”),以“1-1-2-* 工业互联网标识解析设备配置”命名,作为评分结果。
(2)根据单元设备IP地址分配表(见表1-1)、单元地址分配表(见表1-2),使用相关软件与配置文件,完成智能IO\阀岛的网络配置、参数配置及系统的优化调试工作。软件已经安装到设备编程电脑上。
2.设备IP地址分配表
表1-1 加盖拧盖单元设备IP地址分配表
名称 IP地址 备注
PLC 192.168.1.21
智能阀岛\智能IO 192.168.1.22
RFID读写头 192.168.1.24 端口号:9000
表1-2 检测分拣单元设备IP地址分配表
名称 IP地址 备注
PLC 192.168.1.31
智能阀岛\智能IO 192.168.1.32
RFID读写头 192.168.1.34 端口号:9000
视觉相机 192.168.1.35
表1-3 加盖拧盖单元地址分配表
硬件接线 软件地址 功能描述
I0:0 I2.0 瓶盖料筒检测
I0:1 I2.1 加盖位检测
I0:2 I2.2 拧盖位检测
I0:3 I2.3 加盖前限
I0:4 I2.4 加盖后限
I0:5 I2.5 加盖上限
I0:6 I2.6 加盖下限
I0:7 I2.7 加盖定位后限
I1:0 I3.0 拧盖定位后限
I1:1 I3.1 拧盖上限
QO:0 Q2.0 输送带电机
QO:1 Q2.1 拧盖电机
Q1:0 Q4.0 加盖伸缩气缸
Q1:1 Q4.1 加盖升降气缸
Q1:2 Q4.2 加盖定位气缸
Q1:3 Q4.3 拧盖升降气缸
Q1:4 Q4.4 拧盖定位气缸
模块二 工业互联网平台开发应用(60分)
任务2-1数据采集系统及应用
1.任务描述
工业网络技术综合应用平台设备与工业互联网平台对接,实现工业互联网平台数据监控、控制设备等操作,需要完成工业互联网网络设备安装调试。工业互联网平台(后称平台)通过边缘一体机和加盖拧盖单元、检测分拣单元进行通信,完成物模型、订单的下发、数据的采集以及对设备的控制。因此在进行业务操作前需要优先完成工业网络配置,建立设备与工业互联网平台的数据通路。
请依据以下资料,在平台端和边缘一体机完成网络配置。配置文件见“D:\参考资料\网络配置”(备注:配置要求中包含考试组编号、物联网平台地址及登录账号和密码、边缘一体机IP地址、网络配置软件访问地址及登录用户名和密码、网关采集配置软件访问地址及登录用户名和密码)。
2.PLC设备IP地址分配表
表1-4 PLC设备IP地址分配表
名称 IP地址 备注
加盖拧盖单元PLC 192.168.1.21
检测分拣单元PLC 192.168.1.31
智能物流单元PLC 192.168.1.51
3. 边缘一体机和三台设备的IP地址规划
设备 IP地址 备注
边缘一体机 网口A:192.168.200.15(默认,固定) 网口B:192.168.1.200 网口A:固定不变,访问web页面;网口B:和设备通讯; 网口C:和平台通讯;
加盖拧盖单元 192.168.1.21
检测分拣单元 192.168.1.31
4.工业互联网组件信息
HOST www.
PORT 1883
用户名 admin
密码 ChinaSkills2013!
任务2-2标识解析系统集成应用
工业网络技术综合应用平台设备与工业互联网平台对接,实现工业互联网平台数据监控、控制设备等操作,需要完成工业互联网网络设备安装调试控制。通过平台的配置,将加盖拧盖单元和检测分拣单元的数据采集上来,并预处理检测分拣单元的数据:合格率、外观合格率、瓶盖拧紧合格率、填充数量合格率配置,将采集两个单元的数据进行可视化展示。
预处理数据计算公式:
合格率=合格品数\检测总数;
外观合格率=外观合格品数\检测总数;
瓶盖拧紧合格率=瓶盖拧紧合格品数\检测总数;
填充数量合格率=填充数量合格品数\检测总数。
现在需要完成以下任务:
(1)截图模型列表,保存为“2-1-1-1模型.jpg”,批量导出模型属性文件保存为“2-1-1-2加盖拧盖单元模型属性.zip”和“2-1-1-3检测分拣单元模型属性.zip”,保存路径为“D:\技能竞赛\考场号+工位号\工业数据上云”。
(2)创建设备名称分别为“加盖拧盖单元设备”+“考试组编号”和“检测分拣单元设备”+“考试组编号”。截图保存设备列表 “2-1-2-1 设备列表.jpg”,保存路径为“D:\技能竞赛\考场号+工位号\工业数据上云”。
(3)创建名称为“工业产线PLC”+“考试组编号”的南向设备,并完成通信配置,截图保存 为“2-1-3-1 PLC设备.jpg”; 绑定产线生产单元到PLC设备,截图保存“2-1-3-2 PLC子设备列表.jpg”; 根据“设备信号表”配置每个设备的属性点位配置信息,截图保存“2-1-3-3 加盖拧盖设备点位列表.jpg”和“2-1-3-4 智能物流设备点位列表.jpg”,保存路径为“D:\技能竞赛\考场号+工位号\工业数据上云”。
(4)在互联网平台的“资产监控”的“设备监控”中查看设备设备运行状态。截图保存两台设备的运行状态页面,分别保存为“2-1-4-1 加盖拧盖单元设备运行状态.jpg”、 “2-1-4-2 检测分拣单元设备运行状态.jpg”, 保存路径为“D:\技能竞赛\考场号+工位号\工业数据上云”。
(5)加盖拧盖单元、检测分拣单元的可视化页面绘制完成,截图保存为“2-1-5-1 加盖拧盖单元可视化绘制.jpg”,“2-1-5-2 检测分拣单元可视化场景.jpg”,保存路径为“D:\技能竞赛\考场号+工位号\数据监控”。
(6)加盖拧盖单元、检测分拣单元的可视化页面中“运行”图元绑点时脚本编写截图,保存为“2-1-6-1 加盖拧盖单元可视化脚本.jpg”,保存路径为“D:\技能竞赛\考场号+工位号\数据监控”。
(7)将加盖拧盖单元、检测分拣单元的绑点完可视化界面绑定设备结果截图,保存为“2-1-7-1加盖拧盖单元可视化设备绑定.jpg”, “2-1-7-2 检测分拣单元可视化设备绑定.jpg”,保存路径为“D:\技能竞赛\考场号+工位号\数据监控”。
任务2-3边缘计算及数据可视化应用
工业网络技术综合应用平台设备与工业互联网平台对接,实现工业互联网平台数据监控、控制设备等操作,需要完成工业互联网平台功能配置与集成应用调试。
平台录入生产数据,一键启动所有单元产线,将生产数据下发给产线,检测生产单元将设备信息及生产信息上传平台,平台设备监控更新生产订单信息,直至生产完工。
现在需要完成以下任务:
(1)根据PLC采集表、运行流程,在原有程序上,完成加盖拧盖单元、检测分拣单元、智能物流单元的远程控制设备运行的PLC程序编辑,实现通过工业互联网平台操作产线可视化界面,控制整体设备运行。
(2)根据PLC采集表、运行流程,在原有程序上,完成加盖拧盖单元、检测分拣单元、智能物流单元的远程订单下达的PLC程序编辑,实现通过工业互联网平台操作可视化界面,下发订单到设备。
(3)根据运行流程、单元I\O模块分配表,完成检测分拣单元质量检测、智能物流单元分类存储物料的PLC程序编程。
(4)现工厂收到药品生产订单5瓶,药品种类为钙片,单瓶填装颗粒数量为4粒。由于每日产线可投入到该订单的生产时间有限,需要分三批完成该订单。第一天60%,第二批20%,第三批完成剩余,现生产第一批,截图工单保存为 “2-2-4-1 工业产线生产订单.jpg”, 保存路径为“D:\技能竞赛\考场号+工位号\工业产线应用搭建”。
(5)配置产线生产监控和质量监控页面,截图保存为“2-2-5-1 工业产线监控.jpg”、“2-2-5-2 工业产线质量监控.jpg” 保存路径为“D:\技能竞赛\考场号+工位号\工业产线应用搭建”。
(6)在边缘一体机查看部署应用,截图保存为“2-2-6-1 工业产线应用部署.jpg” 保存路径为“D:\技能竞赛\考场号+工位号\工业产线应用搭建”。
(7)生产完工,截图保存生产排程列表,保存为为“2-2-7-1 生产监控_生产完工.jpg”, 保存路径为“D:\技能竞赛\考场号+工位号\工业产线应用搭建”。
(8)生产完工,截图质量监控和产线监控,保存为为“2-2-8-1 生产监控_质量监控.jpg”,“2-2-9-1 生产监控_产线监控.jpg”, 保存路径为“D:\技能竞赛\考场号+工位号\工业产线应用搭建”。
任务2-4工业互联网应用平台服务开发
工业网络技术综合应用平台设备刚安装完成,存在故障,现需要完成设备故障查找与排除,并对设备进行调试,使其运行顺畅。
加盖拧盖单元和检测分拣单元,在使用过程中有故障的风险,在平台中依据可能发生的故障配置告警,单元发生故障后,会触发告警,通知使用者发生故障。使用者依据触发的告警信息进行故障排除,故障排除后让设备重新运行,无告警信息再次触发。
(1)根据设备相关图纸资料,完成故障查找与排除;并在《故障排查表》的故障排查表上认真记录故障点与故障现象,写出故障原因和解决思路,如果排查表上行数不足,可自行追加表格行来填写。
(2)单元可能发生的故障:
加盖拧盖单元瓶盖物料不足时,进行告警提示:级别为六级,类型为产量异常;
生产的合格率小于95%时,告警提示产线质量异常:级别为4级,类型为产量异常
生产订单下发到产线后,在未完成订单时,任意一个设备停止生产,进行告警提示:级别8级,类型为其他,发生故障;
规则列表截图,保存为“2-3-2-1 生产监控_规则列表.jpg”,保存路径“D:\技能竞赛\考场号+工位号\告警处理”
(3)在一键启动下发生产订单时,设备存在故障,会触发告警,触发告警截图,保存为2-3-3-1 生产监控_故障告警.jpg”,保存路径“D:\技能竞赛\考场号+工位号\告警处理”
(4)修复处理完告警详情截图,保存为“2-3-4-1 生产监控_告警处理.jpg”,保存路径“D:\技能竞赛\考场号+工位号\告警处理”全国职业院校技能大赛
GZ037工业互联网集成应用赛项
赛题
第一部分 竞赛须知
竞赛要求
1.正确使用工具,操作安全规范;
2.竞赛过程中如有异议,可向裁判员反映,不得扰乱赛场秩序;
3.遵守赛场纪律,尊重裁判,服从安排。
职业素养与安全意识
1.完成竞赛任务所有操作符合安全操作规范,注意用电安全。
2.遵守赛场纪律,尊重赛场工作人员;爱惜赛场设备、器材。
扣分项
1.在竞赛过程中,因操作不当导致设备破坏性损坏或造成事故,视情节扣
10 20 分,情况严重者取消比赛资格。
2.衣着不整、污染赛场环境、扰乱赛场秩序、干扰裁判工作等不符合职业规范的行为,在模块3中扣除相应职业素养分,情节严重者取消竞赛资格。
选手须知
1.任务书如出现缺页、字迹不清等问题,请及时向裁判示意,并进行更换;
比赛结束后,比赛提供的所有纸质材料、U 盘等不得带离赛场。
2.设备的安装配置请严格按照任务书的要求及工艺规范进行操作。
3.参赛团队应在规定时间内完成任务书要求的内容,任务实现过程中形成的文件资料必须存储到 U 盘的指定位置,同时拷贝一份“提交资料”副本至服务器的“D 盘”根目录下,未存储到指定位置的文件均不得分。
4.比赛过程中,选手认定设备或器件有故障可向裁判员提出更换;如器件或设备经测定完好属误判时,器件或设备的认定时间计入比赛时间;如果器件或设备经测定确有故障,则当场更换设备,此过程中(从设备检测开始到更换完成)造成的时间损失,在比赛时间结束后,对该小组进行等量时间延迟补偿。
5.比赛过程中由于人为操作失误造成器件损坏,器件不予更换。
6.在裁判组宣布竞赛结束后,参赛选手应立即停止对竞赛设备与计算机的任
何操作。
第二部分 竞赛任务
任务要求
竞赛平台主要由上料灌装工作站、加工检测工作站、成品入库工作站、智能控制单元、工业互联网络设备、工业互联网网关、工业互联网平台、工业互联网看板展示系统、实训桌、电脑桌椅等组成。竞赛平台以智能罐装生产线为载体,借助工业互联网、大数据、云计算等技术手段,构建基于数据采集、建模、分析的典型生产场景,以传感检测、RFID射频读写、智能视觉传感器等为感知层;以PLC、采集模块、HMI为控制和显示单元,以工业交换机、IOT网关及远程调试模块等为网络层,以气缸、变频电机、步进电机、伺服电机、气动元件、工业机器人为执行单元,以终端连接平台和工业互联网平台为平台层,实现罐装生产线的全流程自动化生产,可考核选手工业设备安装调试、工业网络组网与配置、工业网关配置、工业互联网平台的集成应用(设备接入,数据采集、上云,数据可视化,数字孪生,工业APP开发)等技术能力。
任务环境
硬件资源:计算机、工业互联网集成应用工作站、工业互联网平台、工具箱、耗材等。
软件资源:见U盘中“竞赛资料”文件夹。
任务实施
模块一 工业互联网设备安装与调试
任务描述
选手需要利用客户采购回来的器件及材料,完成工业互联网竞赛平台工业网络系统的组网安装与调试,保证机构能够正确运行和电路无误能够正确运行,系统符合专业技术规范。
任务1-1工业互联网设备安装
1.设备安装
选手采用现场提供的网络部件及工具,完成交换机、无线路由器、MODBUS网关、边缘计算网关、工业互联网网关等联网设备的安装。
2.线路连接
按照系统网络架构图及工艺要求完成工业控制网络的连接。
任务1-2工业互联网设备调试
任务描述:参赛选手根据赛场提供的技术资料,完成各网关及串口服务器的网络参数设置。
工业互联网设备设置要求
序号 联网设备名称 IP Address Subnet Mask Gateway
1 工业互联网网关 192.168.3.99 255.255.255.0 192.168.0.1
2 边缘计算网关 192.168.3.98 255.255.255.0 192.168.0.1
3 MODBUS网关 192.168.3.97 255.255.255.0 192.168.0.1
4 串口服务器 192.168.3.96 255.255.255.0 192.168.0.1
模块二 工业互联网平台开发应用
任务2-1数据采集系统及应用
(一)任务描述
现需要团队负责完成成品入库工作站的PLC程序编写与机器人参数设置,触摸屏组态与调试,整机联调、运行及程序优化。从空瓶上料、液体灌装、加盖、拧盖、检测、产品分拣、机器人搬运合格产品入盒、成品入库的工序,保证能够进行正确运行,系统符合专业技术规范。在规定时间内完成整套生产线的编程与调试,以便生产线后期能够实现生产过程自动化和工业互联网数据采集。
(二)任务目的
基于工业互联网数据采集网关,读取PLC中与设备相关的数据,实现上料灌装工作站数据采集至网关。
(三)任务要求
1.网关数据采集工程创建
(1)在“IOT GC”网关配置软件中新建工程,具体要求如下:
序号 设计要求 截图
1 名称 上料灌装工作站数据采集上云工程 截图,保存在U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\工业互联网网关数据采集,命名为:01新建工程.jpg
2 路径 U:\工业互联网集成应用赛项(高职)
3 其他参数 默认
(2)在“上料灌装工作站数据采集上云工程”中添加设备,具体要求如下:
序号 设计要求 截图
1 名称 网关设备ECU-1251 截图,保存在U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\工业互联网网关数据采集,命名为:02添加网关设备.jpg
2 设备类型 ECU-1251 TL-R10A
3 识别方式 IP地址/域名
4 IP地址/域名 192.168.3.99
5 其他参数 默认
(3)在“网关设备ECU-1251”/“数据中心”/“I/O点”/“TCP”中设置基本信息,具体要求如下:
序号 设计要求 截图
1 扫描时间(ms) 1000 截图,保存在U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\工业互联网网关数据采集,命名为:03TCP基本信息.jpg
2 超时(ms) 3000
3 重试次数 3
4 自动恢复时间(s) 10
5 其他参数 默认
2.网关数据采集节点添加
(1)在“网关设备ECU-1251”/“数据中心”/“I/O点”/“TCP”中添加设备,具体要求如下:
序号 设计要求 截图
1 名称 PLC设备FX5U_64_01 截图,保存在U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\工业互联网网关数据采集,命名为:04添加PLC设备.jpg
2 设备类型 Mitsubishi MELSEC-Fx5 Series PLC(MC Protocol)
3 单元号 1
4 IP/域名 上料灌装工作站PLC的IP
5 端口号 3001
6 其他参数 默认
(2)参照“PLC的数据点表”分别在“I/O点”中添加设备数据,具体要求如下:
序号 点名称 数据类型 转化类型 PLC地址 其他参数
1 圆盘空瓶上料检测 Discrete N/A X0 默认
2 主输送线料瓶检测 Discrete N/A X1 默认
3 灌装位到位检测 Discrete N/A X2 默认
4 灌装喷头气缸下限 Discrete N/A Y7 默认
5 当前转盘数量 Analog Unsigned Integer D0302 默认
6 转盘上料总计数 Analog Unsigned Integer D0300 默认
7 料瓶灌装量 Analog IEEE Floating Point D0102 默认
8 水箱液位设定 Analog IEEE Floating Point D0412 默认
9 水箱液位检测 Analog IEEE Floating Point D0404 默认
10 变频器输出频率 Analog IEEE Floating Point D0450 默认
11 变频器输出电流 Analog IEEE Floating Point D0452 默认
12 变频器输出电压 Analog IEEE Floating Point D0454 默认
对PLC设备数据截图,保存在U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\工业互联网网关数据采集,命名为:05添加上料灌装工作站采集数据.jpg
(3)在“网关设备ECU-1251”/“数据中心”/“计算点”中添加数据,具体要求如下:
序号 点名称 缺省值 表达式 周期 其他参数
1 最大压强 0.0 4000 1S 默认
截图,保存在U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\工业互联网网关数据采集,命名为:06添加计算点数据.jpg
3.网关数据采集工程运行与维护
(1)在“上料灌装工作站数据采集上云工程”/“系统设置”/“网络和Internet”/“网络设置”中设置ECU-1251 TL-R10A网关IP地址和子网掩码,具体要求如下:
序号 设计要求 截图
1 IP地址 192.168.3.99 截图,保存在U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\工业互联网网关数据采集,命名为:07网关网络设置.jpg
2 子网掩码 255.255.255.0
3 其他参数 默认
(2)保存工程并下载到网关中,并在“在线设备”中查看13个数据点是否采集正常。用录屏软件录制“网关设备ECU-1251”在线设备的采集状态,具体要求如下:
在线监控账号:admin,密码:00000000
录制视频时长1分钟以内,录制界面需包含13个数据点;视频命名成“上料灌装工作站数据采集本地在线监测.mp4”;保存在“U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\工业互联网网关数据采集”中。
任务2-2 标识解析系统集成应用
(一)任务目的
基于产品属性监测实训案例,融入标识解析技术,体验标识解析的标识定义、标识二维码生成、标识注册、标识解析二级节点平台登录、标识解析等功能。
(二)任务要求
运用工业互联网标识解析一物一码功能,以二维码为信息载体,对产线上产品的信息进行编码,一品一码,建立商品信息管理数据链,通过手机终端中安装的识读软件轻松扫码,即可实时方便地查询商品信息,有效辨识真假。
截图:选手需对任务实施过程中的标识定义界面、生成的标识二维码、标识注册界面、标识解析二级节点平台登录界面、扫码解析结果的界面进行保存,保存在U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\标识解析服务应用。
任务2-3边缘计算及数据可视化应用
(一)任务目的
基于工业互联网边缘端数据的采集,对数据进行计算分析,完成数据过滤及预警,作出边缘端应急处理,并完成预警信息及处理结果的上报。
(二)任务要求
1.边缘采集功能应用开发
序号 设计要求 截图
启动边缘端数据库MongoDB服务 打开电脑运行窗口,输入“cmd”,打开系统命令窗口,输入“net start mongoDB”,按“enter”键,启动MongoDB服务。 截图,保存在U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\工业互联网边缘服务开发,命名为:启动MongoDB.jpg
启动开发工具,导入项目工程文件 启动Visual Studio 2019,导入“EdgeDA”项目工程文件,文件存储位置“U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\参考资料\模块B\任务5:工业互联网边缘服务开发”。 截图,保存在U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\工业互联网边缘服务开发,命名为:导入工程文件.jpg
编写数据采集程序 在DataAcq类中,新增Read()方法,实现对温度数据(位置、温度值、时间)的读取。数据在边缘数据库MangoDB中读取,数据库名:EdgeDB,集合TempSet(位置、温度值、时间)。 截图,保存在U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\工业互联网边缘服务开发,命名为:温度读取程序.jpg
在界面视图中添加timer组件,并在初始化函数里启动timer组件,调用Read()方法,实现循环读取数据。 截图,保存在U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\工业互联网边缘服务开发,命名为:调用温度读取函数.jpg
编写数据显示程序 在界面视图中添加TextBox控件,在timer函数中添加数据绑定,将读取的实时数据显示在TextBox控件中。 截图,保存在U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\工业互联网边缘服务开发,命名为:实时温度显示.jpg
在界面视图中添加chart控件,在timer函数中添加数据绑定,在chart控件中绘制温度曲线。 截图,保存在U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\工业互联网边缘服务开发,命名为:温度曲线.jpg
2.边缘计算功能应用开发
序号 设计要求 截图
编写计算分析程序 在视图类Form1中添加成员变量m_lastT,初始化为0;并在timer函数中编写程序给该变量赋值。 截图,保存在U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\工业互联网边缘服务开发,命名为:记录前一温度值.jpg
在DataAnal类中,新增Analysis()方法,实现对温度数据的过滤,找出异常温度值(与前一数据变化超过1℃)信息(位置、温度值、时间)。 截图,保存在U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\工业互联网边缘服务开发,命名为:异常温度数据计算分析程序.jpg
在DataAnal类中,新增AnalysisEx()方法,实现对温度数据的过滤,找出超阈值温度值(35℃)的信息(位置、温度值、时间)。 截图,保存在U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\工业互联网边缘服务开发,命名为:超阈值温度数据计算分析程序.jpg
在timer函数中调用Analysis()、AnalysisEx()方法。 截图,保存在U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\工业互联网边缘服务开发,命名为:调用分析函数.jpg
编写分析结果显示程序 在界面视图中添加ListBox控件,在timer函数中添加数据绑定,显示分析找出的异常温度及超阈值温度信息。 截图,保存在U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\工业互联网边缘服务开发,命名为:异常温度数据信息显示.jpg
3.边缘采集主动上报功能应用开发
序号 设计要求 截图
MySQL数据库操作 启动MySQL数据库,在DBeaver主界面中,使用“root”账户创建与MySQL数据库的连接。 截图,保存在U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\工业互联网边缘服务开发,命名为:建立数据库连接.jpg
新建数据库并命名“DataPro”,新建数据库表并命名“DataLog”,在表格里添加位置、异常温度值、异常发生时间等 截图,保存在U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\工业互联网边缘服务开发,命名为:创建数据库及数据表.jpg
编写现场应急处理程序 在DataPro类中,新增EdgePro()方法,实现设备停机。 截图,保存在U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\工业互联网边缘服务开发,命名为:设备停机程序.jpg
在timer函数中调用EdgePro()方法。 截图,保存在U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\工业互联网边缘服务开发,命名为:调用设备停机函数.jpg
编写数据上报程序 在DataPro类中,新增Report()方法,实现异常数据的上报存储(存储在DataLog表格里)。 截图,保存在U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\工业互联网边缘服务开发,命名为:异常温度上报程序.jpg
在timer函数中调用Report()方法。 截图,保存在U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\工业互联网边缘服务开发,命名为:调用异常温度上报函数.jpg
任务2-4 工业互联网平台服务应用
(一)任务目的
通过采集上料灌装单元每个节拍的开始和结束时间计算出每个节拍时长,实现数据实时显示并根据节拍时间优化产线生产效率提高产能。
(二)任务要求
可实时显示空瓶上料、空瓶输送、液体罐装、总时长的开始时间、结束时间和工序耗时,还可显示系统当前日期和时间,另外还设有“复位”按键,双击可初始化所有数据。
1.低代码开发平台的数据采集
(1)节点安装
mcprotocol节点路径:U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\参考资料\模块B\任务七、上料灌装生产节拍分析APP设计开发、分析优化\node-red-contrib-mcprotoco
序号 要求 截图
1 node-red-contrib-mcprotoco 完成MC Read和MC Write两个节点的安装 截图,保存在U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\上料灌装生产节拍分析APP,命名为:上料灌装01节点安装.jpg
序号 要求 截图
1 IP地址 192.168.3.100 截图,保存在U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\上料灌装生产节拍分析APP,命名为:上料灌装02虚拟机以太网配置.jpg
2 子网掩码 255.255.255.0
3 默认网关 192.168.3.254
4 DNS 192.168.3.15
(2)虚拟机IP配置
(3)节点添加及连接
MC Read 节点添加
序号 节拍内容 PLC IP地址和端口号 地址
1 料瓶上料 192.168.3.10:3000 M50
2 料瓶输送 M51
3 料瓶罐装 M52
将“料瓶上料”节点配置截图,保存在U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\上料灌装生产节拍分析APP,命名为:上料灌装03MC Read 节点1.jpg
将“料瓶罐装”节点配置截图,保存在U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\上料灌装生产节拍分析APP,命名为:上料灌装04MC Read 节点2.jpg
节拍起/止时间标志位说明表
序号 节拍内容 起始点 终止点
1 料瓶上料 M50=1(PLC1) M50=0(PLC1)
2 料瓶输送 M51=1(PLC1) M51=0(PLC1)
3 料瓶罐装 M52=1(PLC1) M52=0(PLC1)
2.低代码开发平台的组件开发
(1)组件开发要求
开发一个计时组件,实现任意两个数据时间差的计算。
(2)组件开发过程
a.创建时间节点文件
在C:\Users\Administrator\.node-red\node_modules下创建一个“node-red-contrib-loading”文件夹,并按下表要求完成文件创建。将创建的文件截图,保存在U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\上料灌装生产节拍分析APP,命名为:上料灌装05创建文件.jpg
序号 文件名称 备注
1 node-red-contrib-time-difference.html
2 node-red-contrib-time-difference.js
3 package.json
b. “node-red-contrib-loading.html”代码编写
参考U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\参考资料\模块B\任务七、上料灌装生产节拍分析APP设计开发、分析优化\node-red-contrib-time-difference\node-red-contrib-loading.html完成代码编写,具体要求如下
序号 属性 属性值
1 节点分类 function
2 颜色 #a6bbcf
3 属性 Name{value}
4 输入个数 1
5 输出个数 1
6 图标 File.png(在线图片,导入文件名就可以使用)
7 节点名称 loading
将编写好的代码截图,保存在U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\上料灌装生产节拍分析APP,命名为:上料灌装06html代码.jpg
c. “node-red-contrib-loading.js”代码编写
参考U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\参考资料\模块B\任务七、上料灌装生产节拍分析APP设计开发、分析优化\node-red-contrib-loading\node-red-contrib-loading.js完成代码编写,具体要求如下
序号 要求
1 代码工作流程 1.收到reset指令,将“firsttime”清空; 2.收到第1个信号输入,将当前时间存入“firsttime”; 3.收到第2个信号输入,用当前时间减去“firsttime”里的时间,计算出时间差,单位毫秒;
2 状态显示流程 1.在节点下方显示一个方形图标; 2.没有信号时,不显示; 3.有信号输入且没有计算时间差时,显示为黄色;同时在方形图标右侧显示:时间差缺失 4.有信号输入且有计算时间差时,显示为绿色;同时在方形图标右侧显示:时间差****ms
将编写好的代码截图,保存在U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\上料灌装生产节拍分析APP,命名为:上料灌装07js代码.jpg
d. “package.json”代码编写
参考U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\参考资料\模块B\任务七、上料灌装生产节拍分析APP设计开发、分析优化\node-red-contrib-loading\package.json完成代码编写,使“node-red-contrib-loading.html”和“node-red-contrib-loading.js”关联在一起。
将编写好的代码截图,保存在U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\上料灌装生产节拍分析APP,命名为:上料灌装08json代码.jpg。
e.测试“node-red-contrib-loading”节点功能
安装部署“node-red-contrib-loading”节点。
添加节点“inject”和“debug”,并与“node-red-contrib-loading”节点完成连接和调试;调试好后录制视频时长1-2分钟,录制内容详见下表;视频命名成“上料灌装09节点测试.mp4”,保存在“U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\上料灌装生产节拍分析APP。
节点测试录制内容要求
序号 内容 备注
1 注入消息 计算出时间差,时间差为最后一次注入的消息和第一次注入消息的时间差
2 清空数据 清空所有数据
3.生产节拍分析APP开发设计
(1)function节点添加要求
序号 function节点名称 备注 序号 function节点名称 备注
1 输出信号1 4 计时
2 输出信号2 5 复位
3 输出信号3
截图,保存在U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\上料灌装生产节拍分析APP,命名为:上料灌装10function节点添加.jpg
(2)其他节点添加要求
序号 节点类型 节点名称 备注
1 uibuilder loading
2 Link in
3 Link out
截图,保存在U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\上料灌装生产节拍分析APP,命名为:上料灌装11其他节点添加.jpg
(3)节点连接
按照任务要求,将添加好的节点按逻辑规则连接起来,并将连接好的界面截图,保存在U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\上料灌装生产节拍分析APP,命名为:上料灌装12节点连接.jpg
(4)节点代码导入
function节点代码导入
function节点代码路径:U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\参考资料\模块B\任务七、上料灌装生产节拍分析APP设计开发、分析优化\function节点代码
序号 function节点 导入脚本 序号 function节点 导入脚本
1 输出信号1 输出信号1.txt 4 计时 计时.txt
2 输出信号2 输出信号2.txt 5 复位 复位.txt
3 输出信号3 输出信号3.txt
将“输出信号1”节点代码导入截图,保存在U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\上料灌装生产节拍分析APP,命名为:上料灌装13function节点代码导入1.jpg
将“复位”节点代码导入截图,保存在U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\上料灌装生产节拍分析APP,命名为:上料灌装14function节点代码导入2.jpg
uibuilder节点代码导入
将U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\参考资料\模块B\任务七、上料灌装生产节拍分析APP设计开发、分析优化\uibuilder界面文件\loading,复制粘贴到Node-red安装目录下的对应文件夹中(替换原来文件夹),完成后截图,保存在U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\上料灌装生产节拍分析APP,命名为:上料灌装15uibuilder节点代码导入.jpg
(5)界面修改及虚拟运行
添加“模拟开始时间”节点和“模拟结束时间”节点,替代MC Read 节点的信号输入,部署并打开loading,点击“模拟开始时间”观察loading的界面变化并截图,保存在U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\上料灌装生产节拍分析APP,命名为:上料灌装16模拟开始时间界面.jpg
点击“模拟结束时间”观察loading的界面变化并截图,保存在U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\上料灌装生产节拍分析APP,命名为:上料灌装17模拟结束时间界面.jpg
修改脚本调整loading的界面显示及功能,符合下列要求,脚本修改完成后,录制视频时长1-2分钟,录制内容需包括数据注入过程和loading界面变化情况;视频命名成“上料灌装18APP虚拟运行.mp4”,保存在“U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\上料灌装生产节拍分析APP。
序号 内容 属性 属性值
1 一级标题 文本 上料灌装生产节拍分析APP
颜色 Red
大小 H1标签默认大小
2 二级标题 文本 实时数据监控
颜色 aliceblue
大小 20px
3 指示灯 大小 100px*100px
形状 圆
未运行颜色 #c1ce83
运行中颜色 #0dd30d
运行结束颜色 #003c00
4 第一个单元标题 内容 空瓶上料
颜色 aliceblue
大小 默认值
5 第二个单元标题 内容 空瓶输送
颜色 aliceblue
大小 默认值
6 第三个单元标题 内容 液体罐装
颜色 aliceblue
大小 默认值
7 第十个单元标题 内容 总时长
颜色 aliceblue
大小 默认值
8 单元文本要求 内容 开始时间:12:34:55 结束时间:12:34:58 工序耗时:3.216秒
要求 三行文本不能再同一行显示,没有时间时,就只显示文字
颜色 aliceblue
大小 默认值
行高 34px
9 系统时间 内容 2022/10/23 14:23:45
颜色 Orange
大小 25px
10 复位功能 内容 复位
点击效果 点击后弹窗提示复位中
字体颜色 默认
大小 默认
11 全局属性 大小 1600px*900px
背景颜色 Rgb(15,15,64)
4.生产节拍分析APP服务应用及运行监测
(1)部署运行
部署,并打开loading,将显示界面截图,保存在U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\上料灌装生产节拍分析APP,命名为:上料灌装19部署运行.jpg
(2)接真实设备运行监测
将上料灌装的真实数据接入,调试好后录制视频时长3-5分钟,录制内容需包括数据注入过程和loading界面变化情况;视频命名成“上料灌装20APP真实运行.mp4”,保存在“U:\工业互联网集成应用赛项(高职)\第*场\第*号工位\上料灌装生产节拍分析APP。

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