(全国职业技能比赛:高职)GZ037工业互联网集成应用赛题第7套.docx
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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
一、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。
二、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。
三、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。
四、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
一、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。
二、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。
三、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RFID读写头、Lora模块主站、4GDTU三个模块)
2.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1-1IP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
3.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
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
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)在网关内部的系统管理,选择本机系统时间,点击同步。
3)配置网关网络:
a)切换WAN/LAN口为LAN模式,且关闭DHCP服务;
b)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
4)配置网关硬件接口参数:
a)将电能表接入网关,建立硬件连接;
b)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)。
5)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)
6)电能表:
在设备列表中配置电能表的通讯参数,选择ModbusRtu协议、从站地址为4;
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Splc;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;
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:
能够为接入工业互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互联网平台,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‘11号车间’
3)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)
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001’
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001’,每周二17:
00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001’,每月15日15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
1.边缘设备调试
1)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;
2)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。
a)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”。
b)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light0LED以1Hz的频率亮灭。
2.边缘数据接入
1)现场设备接入及监控
2)打开⼀体机,完成工业互联网平台系统登录;
3)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;
a)添加网关设备,设备名称是‘工业网关’
b)网关子产品‘电能表’物模型创建属性包括‘电压’
4)创建网关子设备,设备名称是‘电能表’
3.边缘计算应用
将标识解析三色灯、噪声传感器接入互联网平台,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;依据互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,展示的设备实时信息,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
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:
工业APP开发实现在低代码开发平台建立实体对象模型及业务属性,包含引用接口、枚举的创建
任务二:
工业APP开发实现在低代码开发平台实现PC端和移动端表单页面的设计与开发
任务三:
工业APP开发能根据工业APP的业务需求,进行企业组织模型的数据初始化,包括组织单元、部门、职务类型、职务、职位等。
2.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。
1)正确配置传感器,设置IP为192.168.0.114,名称为user-XX(工位号)。
2)正确配置设备诊断软件,确保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。
3)观察传感器数据曲线,做好记录。
3.制造执行系统集成应用
1)部署消息服务,确认配置文件中服务端口,如不是设定端口请修改为设定端口,使用管理员权限将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;
2)在系统中创建产品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“部门1”,其余信息自定义;
3)在系统中为产品产线创建4个用户账号,都属于部门1组织机构,用户登录账号和昵称等信息自定义;
4)在系统中创建产品产线的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;
5)在系统中创建产品产线的1个编组设备,编组编号为CH1,其余信息自定义,并且为这个编组设备分配1个生产设备。
6)在系统中创建产品产线的加工单元,其中加工单元代码为H11,加工单元名称为H11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。
7)在系统中创建产品产线的2台生产设备数据,生产工艺分别为“H11-01”和“H11-02”。
其中“H11-01”工艺的生产设备,需与互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,并正确配置互联网平台所在一体机服务器的IP地址,“H11-02”工艺的生产设备需指定对应的虚拟设备名称为“PLC”。
8)在系统中分别配置运行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。
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