GZ037 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)集成應(yīng)用賽題第7套-2023年全國職業(yè)院校技能大賽擬設(shè)賽項賽題

全國職業(yè)院校技能大賽GZ037工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)集成應(yīng)用賽項賽題第一部分競賽須知競賽要求1.正確使用工具，操作安全規(guī)范；2.競賽過程中如有異議，可向裁判員反映，不得擾亂賽場秩序；3.遵守賽場紀律，尊重裁判，服從安排。職業(yè)素養(yǎng)與安全意識1.完成競賽任務(wù)所有操作符合安全操作規(guī)范，注意用電安全。2.遵守賽場紀律，尊重賽場工作人員；愛惜賽場設(shè)備、器材?？鄯猪?.在競賽過程中，因操作不當導(dǎo)致設(shè)備破壞性損壞或造成事故，視情節(jié)扣10?20分，情況嚴重者取消比賽資格。2.衣著不整、污染賽場環(huán)境、擾亂賽場秩序、干擾裁判工作等不符合職業(yè)規(guī)范的行為，在模塊3中扣除相應(yīng)職業(yè)素養(yǎng)分，情節(jié)嚴重者取消競賽資格。選手須知1.任務(wù)書如出現(xiàn)缺頁、字跡不清等問題，請及時向裁判示意，并進行更換；比賽結(jié)束后，比賽提供的所有紙質(zhì)材料、U盤等不得帶離賽場。2.設(shè)備的安裝配置請嚴格按照任務(wù)書的要求及工藝規(guī)范進行操作。3.參賽團隊應(yīng)在規(guī)定時間內(nèi)完成任務(wù)書要求的內(nèi)容，任務(wù)實現(xiàn)過程中形成的文件資料必須存儲到U盤的指定位置，同時拷貝一份“提交資料”副本至服務(wù)器的“D盤”根目錄下，未存儲到指定位置的文件均不得分。4.比賽過程中，選手認定設(shè)備或器件有故障可向裁判員提出更換；如器件或設(shè)備經(jīng)測定完好屬誤判時，器件或設(shè)備的認定時間計入比賽時間；如果器件或設(shè)備經(jīng)測定確有故障，則當場更換設(shè)備，此過程中（從設(shè)備檢測開始到更換完成）造成的時間損失，在比賽時間結(jié)束后，對該小組進行等量時間延遲補償。5.比賽過程中由于人為操作失誤造成器件損壞，器件不予更換。6.在裁判組宣布競賽結(jié)束后，參賽選手應(yīng)立即停止對競賽設(shè)備與計算機的任何操作。第二部分競賽任務(wù)任務(wù)要求隨著新一代信息技術(shù)的快速發(fā)展，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)推動著傳統(tǒng)制造業(yè)向數(shù)字化、智能化方向升級轉(zhuǎn)型。工業(yè)設(shè)備的標識化與聯(lián)網(wǎng)化在工業(yè)生產(chǎn)上具有重要意義，不僅可以優(yōu)化生產(chǎn)流程和管理方式，提高生產(chǎn)效率，更可以促進工業(yè)化和信息化兩化融合，實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的智能化，對構(gòu)建現(xiàn)代智能化工業(yè)體系具有積極意義。某數(shù)控機床項目計劃投資1億元，擬建設(shè)高端智能數(shù)控機床基地。主要業(yè)務(wù)是專業(yè)化、自動化、智能化的車削、銑削生產(chǎn)線及加工單元等數(shù)控機床產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)及銷售，產(chǎn)品主要服務(wù)汽車零部件、航空航天、軌道交通、汽摩零件、模具等行業(yè)，利用邊緣計算技術(shù)提升信息處理的實時性，另外設(shè)計工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺應(yīng)用軟件實現(xiàn)數(shù)據(jù)可視化及服務(wù)應(yīng)用。任務(wù)環(huán)境硬件資源：計算機、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)集成應(yīng)用工作站、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺、工具箱、耗材等。軟件資源：見U盤中“競賽資料”文件夾。任務(wù)實施模塊一工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備安裝與調(diào)試（35分）任務(wù)1-1工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備安裝工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)單元平臺上PLC模塊與觸摸屏程序已編寫完成，并下載到設(shè)備中?，F(xiàn)需要對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進行硬件安裝、參數(shù)設(shè)置，并通過現(xiàn)場網(wǎng)線連接，現(xiàn)場總線連接，最后進行運維調(diào)試，使其能正常運行使用，在觸摸屏展示正確數(shù)據(jù)。根據(jù)布局圖，對工業(yè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的部分硬件進行安裝與電氣接線。（安裝RFID讀寫頭、Lora模塊主站、4GDTU三個模塊）按照下表1-1所示的參數(shù)，設(shè)置對應(yīng)設(shè)備的IP地址及端口號。表1-1IP地址及端口號序號設(shè)備名稱IP地址端口號1網(wǎng)關(guān)1192.168.0.17200022網(wǎng)關(guān)2192.168.0.182009按照下表1-2所示的參數(shù)，使用USB串口調(diào)試線設(shè)置或通過對現(xiàn)場儀表按鍵參數(shù)設(shè)置，進行對應(yīng)設(shè)備的參數(shù)設(shè)置。表1-2參數(shù)設(shè)置序號設(shè)備名稱參數(shù)1溫濕度傳感器波特率4800，從站地址22噪聲傳感器波特率4800，從站地址33電能表波特率4800，從站地址4設(shè)置Lora無線通信模塊的參數(shù)，使用USB轉(zhuǎn)串口，打開連接“無線配置工具”軟件，設(shè)置無線通信模塊的“發(fā)送頻率”和“接收頻率”，發(fā)送頻率設(shè)置為410+工位號（例工位1，發(fā)送頻率設(shè)置為410+1=411）接收頻率設(shè)置為420+工位號（例工位1，接收頻率設(shè)置為420+1=421）。任務(wù)1-2工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備調(diào)試1．根據(jù)下圖1-3所示的網(wǎng)絡(luò)拓撲圖，完成工業(yè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的網(wǎng)線連接，要求正確完成網(wǎng)線連接，并對網(wǎng)線進行整理，放入線槽中。2．網(wǎng)絡(luò)設(shè)備運行調(diào)試在觸摸屏界面，進行監(jiān)測，調(diào)試運行設(shè)備，驗證設(shè)備參數(shù)設(shè)置、硬件連接、網(wǎng)絡(luò)搭建是否正確。模塊二工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺開發(fā)應(yīng)用（60分）任務(wù)2-1數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及應(yīng)用配置網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)設(shè)備入網(wǎng)；網(wǎng)關(guān)電源接線配置：完成網(wǎng)關(guān)電源接線，實現(xiàn)設(shè)備上電成功；配置準備：a) 考生電腦連接網(wǎng)關(guān)LAN口，自動獲取默認網(wǎng)關(guān)IP，進入網(wǎng)關(guān)內(nèi)部配置網(wǎng)頁，用戶名/密碼默認為adm/123456；b)在網(wǎng)關(guān)內(nèi)部的系統(tǒng)管理，選擇本機系統(tǒng)時間，點擊同步。配置網(wǎng)關(guān)網(wǎng)絡(luò)：切換WAN/LAN口為LAN模式，且關(guān)閉DHCP服務(wù)；啟用WLAN功能，將SSID命名為user-XX（操作臺號），WPA2-PSK密碼為88888888；配置網(wǎng)關(guān)LAN主IP為192.168.0.23配置網(wǎng)關(guān)硬件接口參數(shù)：通過RS485將電能表接入網(wǎng)關(guān)，建立硬件連接；配置網(wǎng)關(guān)串口參數(shù)（波特率9600；數(shù)據(jù)位8；檢驗位無校驗；停止位1）。網(wǎng)關(guān)測點監(jiān)控數(shù)據(jù)添加：（同步邊緣數(shù)據(jù)接入，將ProductKey、deviceName與平臺保持一致）電能表：在設(shè)備列表中配置電能表的通訊參數(shù)，選擇ModbusRtu協(xié)議、從站地址為4；PLC：（提供PLC點表，包括點位名稱、數(shù)據(jù)類型、地址等相關(guān)信息）工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實訓(xùn)臺;在設(shè)備列表中配置PLC的通訊參數(shù)，實現(xiàn)對PLC的數(shù)據(jù)采集，使用正確協(xié)議及接口參數(shù)，并描述控制名稱為S7plc；配置數(shù)據(jù)采集點并更新網(wǎng)關(guān)內(nèi)部變量列表中變量標識符、寄存器地址、協(xié)議等參數(shù)。并添加相應(yīng)的描述，要求采集數(shù)據(jù)的地址和變量類型正確，與觸摸屏顯示一致；工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)運動執(zhí)行單元;在設(shè)備列表中配置PLC的通訊參數(shù)，實現(xiàn)對PLC的數(shù)據(jù)采集，使用正確協(xié)議及接口參數(shù)，并描述控制名稱為S7plc02；配置數(shù)據(jù)采集點并更新網(wǎng)關(guān)內(nèi)部變量列表中變量標識符、寄存器地址、協(xié)議等參數(shù)。并添加相應(yīng)的描述，要求采集數(shù)據(jù)的地址和變量類型正確，與觸摸屏顯示一致；檢查從機數(shù)據(jù)是否添加完畢，并在測點監(jiān)控列表中檢查數(shù)據(jù)采集是否正確執(zhí)行：任務(wù)2-2標識解析系統(tǒng)集成應(yīng)用1．標識解析設(shè)備裝調(diào)1．完成標識解析三色燈的硬件安裝調(diào)試，完成工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺‘標識解析三色燈001’直連設(shè)備創(chuàng)建；2．完成標識解析三色燈參數(shù)配置，標識解析三色燈接入命名為user-XX（操作臺號），WPA2-PSK密碼為88888888的WIFI網(wǎng)絡(luò)。2.標識解析系統(tǒng)集成與應(yīng)用場景描述：能夠為接入工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺工業(yè)設(shè)備進行標識賦碼和標識信息注冊，實現(xiàn)與標識解析系統(tǒng)對接，通過標識碼在設(shè)備監(jiān)控運維系統(tǒng)中的應(yīng)用，用戶可通過掃碼標識碼獲取設(shè)備的標識信息，實現(xiàn)數(shù)據(jù)互聯(lián)互通。任務(wù)步驟：1、在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺新建直連設(shè)備，新建設(shè)備時使用標識解析三色燈產(chǎn)品；在設(shè)備監(jiān)控運維系統(tǒng)，設(shè)備管理處添加該設(shè)備；2、標識解析三色燈接入工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺，在設(shè)備管理-設(shè)備-直連設(shè)備，可查看到該設(shè)備狀態(tài)為‘上線’，此時系統(tǒng)首頁的標識個數(shù)也加1；3、在標識載體管理功能，可以點擊’注冊’，填寫設(shè)備標識信息并發(fā)送到企業(yè)節(jié)點注冊；4、設(shè)備監(jiān)控運維系統(tǒng)打開設(shè)備監(jiān)控運維系統(tǒng)并登錄在基礎(chǔ)管理-設(shè)備管理，新建車間，車間名稱‘11號車間’在基礎(chǔ)管理-班次管理，新建班次，班次名稱‘一班’（08:00-14:00）、‘下午班’（14:00-24:00）在基礎(chǔ)管理-設(shè)備管理，添加設(shè)備，設(shè)備名稱‘標識解析三色燈001’在設(shè)備維護-維修人員管理，錄入維修人員姓名、手機號。在設(shè)備維護-巡檢管理，新建巡檢任務(wù)，巡檢設(shè)備為‘標識解析三色燈001’，每周二17：00定時巡檢在設(shè)備維護-保養(yǎng)管理，新建保養(yǎng)任務(wù)，保養(yǎng)設(shè)備為‘標識解析三色燈001’，每月15日15點定時保養(yǎng)在設(shè)備維護-維修管理，新建維修任務(wù)，維修設(shè)備為‘標識解析三色燈001’當天21：00的單次維修日期與維修時間5、在設(shè)備監(jiān)控運維系統(tǒng)，設(shè)備管理-查看頁面，下載標識碼。任務(wù)2-3邊緣計算及數(shù)據(jù)可視化應(yīng)用邊緣設(shè)備調(diào)試邊緣計算云服務(wù)配置選擇相應(yīng)的平臺類型，填寫服務(wù)器地址、客戶端ID、端口等參數(shù)；邊緣計算Python開發(fā)在網(wǎng)關(guān)內(nèi)置開發(fā)環(huán)境，通過python編寫腳本實現(xiàn)邊緣端邏輯處理。邊緣計算功能開啟進入工業(yè)網(wǎng)關(guān)內(nèi)置網(wǎng)頁—邊緣計算-Python邊緣計算，運行“device_supervisor”。自定義快函數(shù)編寫python自定義快函數(shù)，實現(xiàn)設(shè)備跨設(shè)備數(shù)據(jù)聯(lián)動。功能：按啟動鍵，switch測點置1，light0測點在0和1之間以1Hz的頻率變化，PLC可觀察到light0LED以1Hz的頻率亮滅。邊緣數(shù)據(jù)接入現(xiàn)場設(shè)備接入及監(jiān)控打開?體機，完成工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺系統(tǒng)登錄；在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，完成標識解析數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品及設(shè)備的創(chuàng)建；添加網(wǎng)關(guān)設(shè)備，設(shè)備名稱是‘工業(yè)網(wǎng)關(guān)’網(wǎng)關(guān)子產(chǎn)品‘電能表’物模型創(chuàng)建屬性包括‘電壓’創(chuàng)建網(wǎng)關(guān)子設(shè)備，設(shè)備名稱是‘電能表’邊緣計算應(yīng)用將標識解析三色燈、噪聲傳感器接入物聯(lián)網(wǎng)平臺，對工廠環(huán)境聲音監(jiān)控。場景聯(lián)動：創(chuàng)建聯(lián)動規(guī)則：設(shè)置觸發(fā)條件，當電壓超過240V中時候，標識解析三色燈顯示設(shè)備故障，亮黃燈。事件聯(lián)動：電壓超過240V中時，發(fā)送郵件通知相應(yīng)人員。任務(wù)一：折線圖展示工廠環(huán)境數(shù)據(jù)用折線圖監(jiān)控電能表電壓、電流情況，環(huán)境中的噪聲情況。首先依據(jù)所給將折線圖組件拖入畫布中，折線圖的樣式：折線圖的橫縱坐標、標題、顏色等與圖示一致；依據(jù)物聯(lián)網(wǎng)平臺的接口示例，對API地址進行正確拼接，并分別獲取電能表電壓、電流等歷史數(shù)據(jù)，將接入歷史數(shù)據(jù)的折線圖在大屏中進行展示。環(huán)境數(shù)據(jù)展示時間段為考試時間開始前1小時，每個折線圖中顯示8個節(jié)點。任務(wù)二：用數(shù)字圖展示運動執(zhí)行單元運行情況將運動執(zhí)行單元設(shè)備的實時運行數(shù)據(jù)用數(shù)字圖進行展示，展示的設(shè)備包括壓力值、xzs軸實時位置，數(shù)據(jù)可實時更新，更新頻率為1s;每個數(shù)據(jù)保留2位小數(shù)，壓力值包含后綴。任務(wù)三：用地圖展示工廠設(shè)備全國分布情況在地圖上展示設(shè)備分布的區(qū)域，設(shè)備分布于北京、上海、內(nèi)蒙古、河北、山東、湖北、四川，每個設(shè)備所在城市都需要進行打點標記，點的最大值是60，最小值是20；設(shè)備數(shù)量分別為25、45、50、80、50、30、20，數(shù)值需要在城市旁邊顯示；每個城市的設(shè)備情況都會通過卡片顯示具體信息，信息包括：位置、數(shù)量，卡片自動輪播，輪播間隔10s。任務(wù)四：用餅狀圖展示工廠設(shè)備的分布比例依據(jù)任務(wù)三設(shè)備分布情況，進行多個項目創(chuàng)建，展示設(shè)備在各個城市的分布比例，并包含圖例。任務(wù)五：實時展示虛擬產(chǎn)線各模塊的狀態(tài)實時監(jiān)測激光打標機、電芯入模組運行狀態(tài)，啟動顯示黃色，閑置顯示綠色，并按照所給的素材，依照圖示進行展示。任務(wù)六：選擇合適組件展示產(chǎn)線掃碼槍數(shù)值將產(chǎn)線設(shè)備的掃碼槍數(shù)值用合適組件展示，數(shù)據(jù)可實時更新，更新頻率為1s。任務(wù)七：接入實時視頻流選用合適的組件，根據(jù)給定的地址，接入視頻流。任務(wù)2-4工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用平臺服務(wù)應(yīng)用工業(yè)APP開發(fā)與應(yīng)用需使用工業(yè)APP低代碼開發(fā)平臺的可視化設(shè)計器完成數(shù)據(jù)運行數(shù)據(jù)展示系統(tǒng)。任務(wù)一：數(shù)據(jù)接入首先通過API接口獲取IIoT工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺采集到的設(shè)備數(shù)據(jù)，工業(yè)APP低代碼開發(fā)平臺本身已經(jīng)支持數(shù)據(jù)接入功能，底層數(shù)據(jù)庫已創(chuàng)建，定期從物聯(lián)網(wǎng)平臺獲取數(shù)據(jù)。在工業(yè)APP低代碼開發(fā)平臺中以從數(shù)據(jù)庫新建數(shù)據(jù)模型方式將數(shù)據(jù)導(dǎo)入到可視化設(shè)計器中，用于設(shè)備運行狀態(tài)的實時展示。任務(wù)二：PC端運行數(shù)據(jù)展示設(shè)計并繪制PC端設(shè)備信息展示頁面，將設(shè)備信息數(shù)據(jù)模型綁定到對應(yīng)列表組件，并根據(jù)業(yè)務(wù)場景設(shè)置多個查詢條件及查詢按鈕。設(shè)計并繪制設(shè)備運行數(shù)據(jù)展示表單，全面展示運行數(shù)據(jù)，包括濕度、溫度、電壓等信息，以及設(shè)備的最新運行情況數(shù)據(jù)。濕度、溫度等數(shù)據(jù)需要以表格形式展示。通過數(shù)據(jù)綁定方式將任務(wù)一導(dǎo)入的數(shù)據(jù)模型綁定到對應(yīng)組件，可以使得數(shù)據(jù)準確顯示在頁面中。通過設(shè)備信息列表上方設(shè)置按鈕，可進入指定設(shè)備運行數(shù)據(jù)的展示頁面，用于查看設(shè)備運行數(shù)據(jù)。任務(wù)三：移動端運行數(shù)據(jù)展示設(shè)計并繪制移動端設(shè)備信息展示頁面，將設(shè)備信息數(shù)據(jù)模型綁定到對應(yīng)列表組件，并根據(jù)業(yè)務(wù)場景設(shè)置多個查詢條件及查詢按鈕。設(shè)計并繪制設(shè)備運行數(shù)據(jù)展示表單，全面展示運行數(shù)據(jù)，包括濕度、溫度、電壓等信息，以及設(shè)備的最新運行情況數(shù)據(jù)。濕度、溫度等數(shù)據(jù)需要以表格形式展示。在設(shè)備信息列表上方設(shè)置按鈕，用于查看設(shè)備運行數(shù)據(jù)。設(shè)備預(yù)測性維護集成應(yīng)用某數(shù)控機床項目計劃投資1億元，擬建設(shè)高端智能數(shù)控機床基地。主要業(yè)務(wù)是專業(yè)化、自動化、智能化的車削、銑削生產(chǎn)線及加工單元等數(shù)控機床產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)及銷售，產(chǎn)品主要服務(wù)汽車零部件、航空航天、軌道交通、汽摩零件、模具等行業(yè)，預(yù)計達產(chǎn)后可實現(xiàn)年產(chǎn)值2億元。目前在項目4號車間，鉆床、平衡機、雙倒立車床等設(shè)備已組裝完成?，F(xiàn)需要實時實訓(xùn)臺采集提供設(shè)備的振動數(shù)據(jù)，對設(shè)備進行實時在線監(jiān)測，判斷設(shè)備是否有破損，并從振動曲線角度提供證據(jù)，識別設(shè)備是否正常，確保設(shè)備啟動后，正常運行，并通過振動曲線提供證據(jù)。正確配置振動傳感器，其中IP設(shè)置為192.168.0.114，名稱為ME150-003。正確配置設(shè)備診斷軟件，確保振動傳感器的數(shù)據(jù)能夠正常上傳，其中設(shè)備名稱設(shè)置為t-003，設(shè)備編號設(shè)置為t-003。觀察振動曲線，做好記錄。制造執(zhí)行系統(tǒng)集成應(yīng)用部署mqtt消息服務(wù)，確認配置文件中mqtt服務(wù)端口為1884端口，如不是1884請修改為1884端口，使用管理員權(quán)限將mqtt服務(wù)注冊為操作系統(tǒng)服務(wù)，首次注冊為服務(wù)需在系統(tǒng)服務(wù)列表中手動啟動