工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集技術(shù) 課件 項目6 工業(yè)數(shù)據(jù)采集綜合應(yīng)用

項目六工業(yè)數(shù)據(jù)采集綜合應(yīng)用6.1工業(yè)數(shù)據(jù)采集方案規(guī)劃1、工業(yè)數(shù)據(jù)采集參考模型《智能制造能力成熟度模型》（GB/T39116-2020）國家標(biāo)準5個等級、4個要素、20個子域一級(規(guī)劃級)、二級(規(guī)范級)、三級(集成級)、四級(優(yōu)化級)五級(引領(lǐng)級）2、工業(yè)數(shù)據(jù)采集調(diào)研要素1.調(diào)研工業(yè)現(xiàn)場（1）調(diào)研設(shè)備情況在進行數(shù)據(jù)采集前，需要對工業(yè)現(xiàn)場的設(shè)備進行調(diào)研，調(diào)研內(nèi)容包括工業(yè)設(shè)備的設(shè)備類型、型號、通信協(xié)議、協(xié)議授權(quán)情況、硬件拓展情況、現(xiàn)有組網(wǎng)方式、現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)情況等信息，以便后續(xù)進行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、信息統(tǒng)計和物料準備。（2）調(diào)研生產(chǎn)流程（3）調(diào)研能源使用及管理（4）調(diào)研數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施情況2、工業(yè)數(shù)據(jù)采集調(diào)研要素具體需調(diào)研記錄的信息條目如下：設(shè)備名稱：工業(yè)現(xiàn)場的設(shè)備名稱，命名需按一定的規(guī)則，方便理解和記憶，例如幾個車間都有同一類設(shè)備，命名則需進行區(qū)分，如加車間名作為前綴等。設(shè)備品牌、型號、數(shù)量：按實際情況填寫，主要用于計算實施工作量或采購所需準備的網(wǎng)關(guān)數(shù)量及耗材等。工作站控制器型號：按實際情況填寫，便于采購匹配的工業(yè)網(wǎng)關(guān)。是否已經(jīng)開通OPC/API：根據(jù)開通OPC或者API來確認采集方式，本項目不涉及此項。通信協(xié)議：便于后續(xù)選型可匹配支持該通信協(xié)議的工業(yè)網(wǎng)關(guān)。通信協(xié)議是否授權(quán)：設(shè)備通信協(xié)議授權(quán)信息需要與甲方確認，查看是否有相關(guān)的授權(quán)，有些設(shè)備是專用控制器且不開放通信協(xié)議，通信協(xié)議沒有得到授權(quán)則無法通過協(xié)議采集的方式進行采集，會增加采集難度和費用，此作為評估采集方式和成本的內(nèi)容之一。2、工業(yè)數(shù)據(jù)采集調(diào)研要素具體需調(diào)研記錄的信息條目如下：接口是否有空余：查看工業(yè)現(xiàn)場的網(wǎng)關(guān)口、串口是否有空余，如果沒有則需要采購對應(yīng)的拓展接口的配件，如交換機。硬件是否可拓展：例如啞設(shè)備是否可添加IO端口，PLC的IO端口是否可拓展等。有無源程序或點表：運行設(shè)備是否保留有源程序和數(shù)據(jù)點表，便于后續(xù)梳理采集點表。已有傳感器類型及型號：按實際情況，主要是便于對采集的數(shù)據(jù)做業(yè)務(wù)分析。傳感器作用：記錄每個傳感器的作用，如不同位置安裝的光電傳感器，起不同的作用，分別記錄，以便理解采集的數(shù)據(jù)對應(yīng)的業(yè)務(wù)信息。2、工業(yè)數(shù)據(jù)采集調(diào)研要素2.梳理采集信息表明確工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備、生產(chǎn)流程、能源管理以及數(shù)字化基礎(chǔ)設(shè)施情況后，使用表格形式對具體信息進行整理，梳理出完整的采集點表。在設(shè)計表格時應(yīng)盡量確保信息完整，信息字段命名規(guī)范、語義明確；采集信息表建議包含采集員、采集時間、制表人等輔助信息，便于對工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備信息進行統(tǒng)計及管理，尾部包含采集員、時間及制表人，便于對存疑信息進行溯源及溝通；設(shè)備名稱品牌型號數(shù)量接口通信協(xié)議備注斥候工業(yè)網(wǎng)關(guān)浪潮10RS232/RS485/RJ45ModbusTCP/RTU、Ethernet/IP、ISOonTCP、OPC工作溫度-20℃~70℃，工作電源:+12~48VDC………………

采集員：XXX時間:xxxx年xx月xx日制表人：XXX采集點名稱描述數(shù)據(jù)類型信號地址讀寫要求采集頻率RedLight紅燈信號Bool%I0.0只讀2000ms

………………設(shè)備采集信息表設(shè)備采集點信息表2、工業(yè)數(shù)據(jù)采集調(diào)研要素3.繪制網(wǎng)絡(luò)拓撲圖網(wǎng)絡(luò)拓撲(NetworkTopology)結(jié)構(gòu)是指用傳輸介質(zhì)互連各種設(shè)備的物理布局，能夠展示網(wǎng)絡(luò)成員間真實的物理或者邏輯排列方式；建立數(shù)字化產(chǎn)線、車間、工廠的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)有助于管理者了解各工業(yè)設(shè)備間的連接關(guān)系及網(wǎng)絡(luò)全貌，便于維修、維護及輔助決策。任務(wù)實施激光打標(biāo)產(chǎn)線：產(chǎn)線數(shù)據(jù)采集，包含產(chǎn)線環(huán)境、啟停狀態(tài)、運行狀態(tài)及產(chǎn)線電力能耗信息；三色燈連接說明參數(shù)名稱說明額定電壓DC24V額定功率（輸入額定電壓時）2.74W（atDC24V）輸入電流（所有指示燈全亮且蜂鳴器響時）114mA（atDC24V）使用環(huán)境溫度-20～+55℃存儲溫度-40～70℃使用壽命45000h重量（約）400g（帶折疊座）功能三層三色常亮蜂鳴114mA（atDC24V）通信接口

IOPLC接線名稱寄存器地址數(shù)據(jù)類型及占位備注溫度MD16浮點數(shù)，32位產(chǎn)線環(huán)境信息濕度MD24浮點數(shù)，32位產(chǎn)線環(huán)境信息紅色按鈕I0.1布爾型，1位仿真產(chǎn)線停止?fàn)顟B(tài)綠色按鈕I0.2布爾型，1位仿真產(chǎn)線啟動狀態(tài)紅色報警燈Q0.0布爾型，1位產(chǎn)線異常狀態(tài)綠色報警燈Q0.1布爾型，1位產(chǎn)線運行狀態(tài)黃色報警燈Q0.2布爾型，1位產(chǎn)線待產(chǎn)狀態(tài)填寫信息記錄表設(shè)備名稱品牌型號數(shù)量接口通信協(xié)議備注

采集員：XXX時間:xxxx年xx月xx日制表人：XXX采集點名稱描述數(shù)據(jù)類型信號地址讀寫要求采集頻率RedLight紅燈信號Bool%I0.0只讀2000ms

………………設(shè)備采集信息表設(shè)備采集點信息表項目6工業(yè)數(shù)據(jù)采集綜合應(yīng)用任務(wù)6.2

工業(yè)網(wǎng)關(guān)配置任務(wù)6.2工業(yè)網(wǎng)關(guān)配置任務(wù)目標(biāo)了解工業(yè)網(wǎng)關(guān)的結(jié)構(gòu)和性能；

掌握網(wǎng)關(guān)的選型原則及要點；

熟悉工業(yè)現(xiàn)場操作規(guī)范；

能夠完成工業(yè)網(wǎng)關(guān)的配置；

能夠使用工業(yè)網(wǎng)關(guān)采集數(shù)據(jù)。知識鏈接工業(yè)網(wǎng)關(guān)結(jié)構(gòu)工業(yè)網(wǎng)關(guān)是一款采用嵌入式硬件的計算機設(shè)備，如圖所示，網(wǎng)關(guān)具有多個用于連接設(shè)備的下行通信接口（南向接口），一個或者多個用于連接工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺或采集系統(tǒng)的上行網(wǎng)絡(luò)接口（北向接口），通過連接兩個或多個異構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)，使之能夠互相通信，實現(xiàn)不同協(xié)議之間的數(shù)據(jù)交互。知識鏈接工業(yè)網(wǎng)關(guān)結(jié)構(gòu)圖工業(yè)網(wǎng)關(guān)能夠?qū)崿F(xiàn)橋梁作用的關(guān)鍵，是因為具有協(xié)議轉(zhuǎn)換功能，如圖所示，這是它最核心最重要的功能。工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備使用的控制器（如數(shù)控系統(tǒng)、工業(yè)機器人、PLC等）一般都采用私有或?qū)Ｓ玫墓た貐f(xié)議，比如常見的標(biāo)準工控協(xié)議Modbus、ProfiBus、OPCUA和BACnet等，工業(yè)工業(yè)網(wǎng)關(guān)與設(shè)備連接時，需要對這些協(xié)議進行解析。知識鏈接工業(yè)網(wǎng)關(guān)選型要素工業(yè)網(wǎng)關(guān)作為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺與設(shè)備層連接的窗口，應(yīng)根據(jù)工業(yè)現(xiàn)場的實際情況，支持適合的網(wǎng)絡(luò)格式，并具備對應(yīng)設(shè)備的行業(yè)接口，能直接與工業(yè)設(shè)備通信。通過有線、無線多種連接方式連接工業(yè)以太網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)終端設(shè)備有效接入工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺。因此，對工業(yè)網(wǎng)關(guān)進行選型時，需要根據(jù)不同的現(xiàn)場情況和設(shè)備情況考慮以下指標(biāo)知識鏈接工業(yè)網(wǎng)關(guān)選型要素支持的工業(yè)通信協(xié)議：由于企業(yè)需要進行互聯(lián)的工業(yè)設(shè)備已經(jīng)部署在工業(yè)現(xiàn)場執(zhí)行生產(chǎn)任務(wù)，這些設(shè)備存在著系統(tǒng)架構(gòu)不同、通信協(xié)議不同等異構(gòu)特性，特別是大量設(shè)備存在私有協(xié)議，給互聯(lián)互通帶來很多困難，如果將這些工業(yè)設(shè)備全部更新?lián)Q代成使用統(tǒng)一標(biāo)準接口的終端設(shè)備需要耗費大量的資金，這是很難實現(xiàn)的；既然工業(yè)設(shè)備的標(biāo)準化難以實現(xiàn)，那么在為項目選型工業(yè)網(wǎng)關(guān)時，就需要考慮該網(wǎng)關(guān)是否支持對應(yīng)的工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備的通信協(xié)議。知識鏈接工業(yè)網(wǎng)關(guān)選型要素支持的設(shè)備通信接口：工業(yè)網(wǎng)關(guān)選型時，需要根據(jù)現(xiàn)場工業(yè)設(shè)備的接口、串口種類和數(shù)量需求，選擇符合要求的工業(yè)網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品，否則需要增加轉(zhuǎn)接設(shè)備，增加額外成本。可轉(zhuǎn)發(fā)的平臺接口：工業(yè)網(wǎng)關(guān)采集到工業(yè)設(shè)備數(shù)據(jù)之后，需要把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，因此需要具備轉(zhuǎn)發(fā)到工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的接口協(xié)議，在選型的時候需要考慮選用的工業(yè)網(wǎng)關(guān)的轉(zhuǎn)發(fā)接口是否匹配要對接的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺。知識鏈接工業(yè)網(wǎng)關(guān)選型要素最大的采集點數(shù)：采集點數(shù)也是工業(yè)網(wǎng)關(guān)的重要影響因素，為項目選型工業(yè)網(wǎng)關(guān)時，需要根據(jù)業(yè)務(wù)需求和設(shè)備采集點表考慮，網(wǎng)關(guān)最大支持的采集點數(shù)必須大于業(yè)務(wù)需求的點數(shù)，并留有一定的冗余，以保證擴展性；其次，要保證傳輸精度和采集速率，從而確保數(shù)據(jù)的準確性和實時性。知識鏈接工業(yè)網(wǎng)關(guān)選型要素網(wǎng)關(guān)的聯(lián)網(wǎng)方式：此處的聯(lián)網(wǎng)方式是指工業(yè)網(wǎng)關(guān)與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的聯(lián)網(wǎng)通信方式。工業(yè)網(wǎng)關(guān)的聯(lián)網(wǎng)方式與使用環(huán)境相關(guān)，通常的聯(lián)網(wǎng)方式有：蜂窩（4G、5G等）、以太網(wǎng)、WIFI等。需要根據(jù)工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境、平臺服務(wù)器部署要求來確定聯(lián)網(wǎng)方式。蜂窩方式網(wǎng)絡(luò)更加獨立不受現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)布局限制，但有資費支出，且有信號要求；以太網(wǎng)方式網(wǎng)絡(luò)最穩(wěn)定，但需結(jié)合現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)布局進行布線；WIFI方式，不受現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)布局限制，但網(wǎng)絡(luò)易出現(xiàn)波動。知識鏈接6-4如何選用工業(yè)網(wǎng)關(guān)工業(yè)網(wǎng)關(guān)選型要素網(wǎng)關(guān)的可靠性：鑒于工業(yè)的高可靠性要求，工業(yè)網(wǎng)關(guān)應(yīng)滿足惡劣的工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境和日益復(fù)雜的工業(yè)過程控制要求。網(wǎng)關(guān)需要堅固耐用，具有較寬的工作溫度范圍、較強的抗電磁干擾能力等。除此之外，需要保證數(shù)據(jù)采集及通信的可靠性，在最大最小通信速率下，數(shù)據(jù)丟包率和數(shù)據(jù)錯誤率要在允許的誤差范圍內(nèi)。因此選擇的工業(yè)網(wǎng)關(guān)能適應(yīng)的工作環(huán)境的溫濕度需要滿足工業(yè)現(xiàn)場的環(huán)境溫濕度范圍、抗電磁干擾要求、IP防護等級要求等。例如，鋼鐵行業(yè)的環(huán)境溫度可達85℃，在選型時就不能選用僅滿足工業(yè)現(xiàn)場常用的-20~55℃工作溫度范圍的網(wǎng)關(guān)。工業(yè)網(wǎng)關(guān)選型要素說明：抗電磁干擾能力，使用EMC等級進行判斷，EMC標(biāo)準分為1~4級，等級越高抗干擾能力越好。電磁兼容性（EMC）是指設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中符合要求運行并不對其環(huán)境中的任何設(shè)備產(chǎn)生無法忍受的電磁干擾的能力。知識鏈接工業(yè)網(wǎng)關(guān)選型要素網(wǎng)關(guān)的硬件配置：網(wǎng)關(guān)的硬件配置影響其存儲和運算能力，從而影響網(wǎng)關(guān)的最大采集點數(shù)、采集頻率、斷點續(xù)傳能力。因此對工業(yè)網(wǎng)關(guān)選型時，需要匹配項目需求進行綜合考慮確定。網(wǎng)關(guān)的硬件配置包含如下內(nèi)容知識鏈接工業(yè)網(wǎng)關(guān)選型要素硬盤：是網(wǎng)關(guān)主要的存儲設(shè)備，除存儲程序固件及配置文件外，還緩存一些數(shù)據(jù)。例如：在網(wǎng)絡(luò)不同的情況下，工業(yè)網(wǎng)關(guān)采集的數(shù)據(jù)局無法實時上傳至平臺，此時這些數(shù)據(jù)將存儲在硬盤內(nèi)，等網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)通信時，工業(yè)網(wǎng)關(guān)再將這些數(shù)據(jù)上傳至平臺。補充說明：斷點續(xù)傳：在一些極端的工業(yè)場景下，比如偏遠地區(qū)的工廠、或者是發(fā)生自然災(zāi)害，網(wǎng)絡(luò)的不確定性很大，為適應(yīng)現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)的不確定性、提高工業(yè)網(wǎng)關(guān)的容錯機制，在選型時需要考慮斷點續(xù)傳能力，確保在遇到網(wǎng)絡(luò)中斷時，網(wǎng)關(guān)繼續(xù)準確采集，將數(shù)據(jù)緩存到非易失設(shè)備中，并在網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)正常時，把緩存數(shù)據(jù)通過轉(zhuǎn)發(fā)通道補傳到工業(yè)云平臺。知識鏈接工業(yè)網(wǎng)關(guān)選型要素CPU：CPU作為系統(tǒng)的運算和控制核心，是信息處理、程序運行的最終執(zhí)行單元。目前工業(yè)網(wǎng)關(guān)使用的CPU主要有3種，一是使用單片機，沒有軟件操作系統(tǒng)；二是使用ARM架構(gòu)，其軟件系統(tǒng)為Linux操作系統(tǒng)；三是使用x86架構(gòu)，軟件系統(tǒng)為Windows操作系統(tǒng)。CPU主要參數(shù)為主頻和核心數(shù)，反應(yīng)CPU的重要性能。內(nèi)存：內(nèi)存也稱為內(nèi)存儲器或主存儲器，是系統(tǒng)的重要部件之一，用于暫時存放CPU中的運算數(shù)據(jù)，以及與硬盤等外部存儲器交換的數(shù)據(jù)。內(nèi)存的運行速度也決定了計算機整體運行的快慢。知識鏈接工業(yè)網(wǎng)關(guān)選型要素網(wǎng)關(guān)邊緣的計算能力：隨著計算能力的不斷下沉，已涌現(xiàn)出越來越多的邊緣計算網(wǎng)關(guān)?，F(xiàn)場采集的實時數(shù)據(jù)在工業(yè)網(wǎng)關(guān)內(nèi)部進行本地處理、清洗、存儲，甚至在本地完成分析和決策，最后將數(shù)據(jù)上傳到云端。這樣減少了單個傳感器和云端的計算負擔(dān)，以及機器與機器之間的溝通流量。如果工業(yè)現(xiàn)場對快速處理并反饋設(shè)備的實時數(shù)據(jù)有明確需求，選型工業(yè)網(wǎng)關(guān)可以把邊緣計算能力考慮進去。一般情況下，工業(yè)網(wǎng)關(guān)的邊緣計算不作為主要指標(biāo)進行工業(yè)網(wǎng)關(guān)選型考慮。知識鏈接任務(wù)實施—工業(yè)網(wǎng)關(guān)安裝與配置任務(wù)目的根據(jù)工業(yè)現(xiàn)場操作規(guī)范正確安裝網(wǎng)關(guān)；能夠完成網(wǎng)關(guān)網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)置；能夠完成網(wǎng)關(guān)時間同步設(shè)置；能夠完成邊緣計算功能設(shè)置；能夠完成云服務(wù)設(shè)置；能夠完成數(shù)據(jù)采集設(shè)置。任務(wù)實施—工業(yè)網(wǎng)關(guān)安裝與配置安裝注意事項空間和環(huán)境要求：確保工業(yè)網(wǎng)關(guān)有足夠的安裝空間，避免潮濕、高溫、易燃易爆等惡劣環(huán)境。同時，要確保網(wǎng)關(guān)附近有良好的通風(fēng)條件，以保證設(shè)備的正常運行。安裝位置：工業(yè)網(wǎng)關(guān)應(yīng)該安裝在易于操作和維護的位置，同時要避免受到機械振動和電磁干擾。建議安裝在離地面1.5米以上的位置，以減少線纜拖地的風(fēng)險。接線要求：在連接電源、網(wǎng)絡(luò)和其他設(shè)備線纜時，要確保線纜牢固可靠，避免線纜過度彎曲或受到拉伸。同時，要正確連接零線和火線，避免接反。任務(wù)實施—工業(yè)網(wǎng)關(guān)安裝與配置安裝注意事項接地要求：確保工業(yè)網(wǎng)關(guān)良好接地，以降低漏電風(fēng)險。接地線應(yīng)連接到設(shè)備的接地端子，并確保接地電阻符合相關(guān)規(guī)定；安放標(biāo)準：安裝時，請保持工業(yè)網(wǎng)關(guān)水平，以確保設(shè)備內(nèi)部元件正常工作；開機前的檢查：在開機前，檢查工業(yè)網(wǎng)關(guān)的各項配置是否正確，如IP地址、子網(wǎng)掩碼、網(wǎng)關(guān)等。同時，檢查設(shè)備接線是否牢固，周圍環(huán)境是否安全；通電要求：在正式開機前，建議先給工業(yè)網(wǎng)關(guān)通電12小時，以確保設(shè)備充分啟動并穩(wěn)定運行；測試與調(diào)試：在完成安裝后，需要進行測試與調(diào)試，確保工業(yè)網(wǎng)關(guān)正常工作?？梢酝ㄟ^與其他設(shè)備進行通信測試，驗證數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和準確性。任務(wù)實施—工業(yè)網(wǎng)關(guān)安裝與配置操作規(guī)范示例準備工作：明確電源端口與RS-485端口的分布與接線方式；明確電源正負極端口后，進行電源檢測；進行操作之前，需要準備低壓絕緣手套勞保用品和萬用表工具，使用前請認真檢查萬用表本體、測量筆套裝是否有破損情況；啟動設(shè)備的供電電壓，找準設(shè)備直流電壓正負極位置，使用測量筆（黑色筆測負極，紅色筆測正極），測量電源電壓是否與網(wǎng)關(guān)電源參數(shù)要求相符。任務(wù)實施—工業(yè)網(wǎng)關(guān)安裝與配置網(wǎng)關(guān)接線圖電壓檢測操作示意圖任務(wù)實施—工業(yè)網(wǎng)關(guān)安裝與配置操作規(guī)范示例電源與網(wǎng)絡(luò)端口接線：先準備好24V直流電源，并按電源說明為其連接供電線路將網(wǎng)關(guān)上的電源接線端與電源模塊的直流輸出端相連，并注意正負網(wǎng)絡(luò)端口有兩個，WAN和LAN端口，本次項目實踐接LAN口任務(wù)實施—工業(yè)網(wǎng)關(guān)安裝與配置工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)配置網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置網(wǎng)關(guān)網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)置網(wǎng)關(guān)時間同步設(shè)置邊緣計算功能設(shè)置云服務(wù)設(shè)置數(shù)據(jù)采集設(shè)置任務(wù)實施—工業(yè)網(wǎng)關(guān)安裝與配置網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置設(shè)置PC的IP地址：第一種方案是自動獲取IP地址，如示例圖所示。第二種方案都是使用固定IP地址，具體操作如下：選擇“使用下面的IP地址”，輸入IP地址（默認為~54中任意值），其余參數(shù)參考示例圖，單擊確定。網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置自動獲取IP示意圖設(shè)置固定IP示意圖任務(wù)實施—工業(yè)網(wǎng)關(guān)安裝與配置任務(wù)實施—工業(yè)網(wǎng)關(guān)安裝與配置網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置打開瀏覽器，在瀏覽器網(wǎng)址框輸入，訪問網(wǎng)關(guān)的LAN口IP地址；輸入登錄用戶名和密碼，設(shè)備出廠的用戶名為adm，默認密碼為123456。由于瀏覽器會進行安全防護，請點擊高級進入隱藏詳情，點擊下方繼續(xù)訪問即可；登錄成功后，可以看到如圖所示的網(wǎng)頁，從網(wǎng)頁中可以看到該網(wǎng)關(guān)的詳細參數(shù)。任務(wù)實施—工業(yè)網(wǎng)關(guān)安裝與配置網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置網(wǎng)關(guān)配置頁面圖任務(wù)實施—工業(yè)網(wǎng)關(guān)安裝與配置網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置如需修改WEB管理界面的用戶名和密碼可進入網(wǎng)關(guān)的“系統(tǒng)管理>>用戶管理”頁面設(shè)置新的用戶名和密碼，如需修改LAN口的IP地址可按照圖示操作指示訪問網(wǎng)關(guān)的“網(wǎng)絡(luò)>>網(wǎng)絡(luò)接口>>LAN”頁面進行修改任務(wù)實施—工業(yè)網(wǎng)關(guān)安裝與配置網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置用戶管理配置頁面圖任務(wù)實施—工業(yè)網(wǎng)關(guān)安裝與配置網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置LAN口配置頁面圖任務(wù)實施—工業(yè)網(wǎng)關(guān)安裝與配置網(wǎng)關(guān)網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)置使用SIM卡撥號連接網(wǎng)絡(luò)：將SIM卡插入卡槽（注意：插拔SIM卡操作時，必須拔掉電源，以免造成數(shù)據(jù)丟失或設(shè)備損壞），插入SIM卡后將4GLTE天線與ANT口連接，接通網(wǎng)關(guān)的電源。接下來按圖示操作。任務(wù)實施—工業(yè)網(wǎng)關(guān)安裝與配置網(wǎng)關(guān)網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)置連接狀態(tài)頁面圖任務(wù)實施—工業(yè)網(wǎng)關(guān)安裝與配置網(wǎng)關(guān)網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)置使用以太網(wǎng)連接Internet：進入網(wǎng)關(guān)配置的“網(wǎng)絡(luò)>>網(wǎng)絡(luò)接口>>WAN”頁面，配置WAN口的IP地址（網(wǎng)絡(luò)類型為靜態(tài)IP地址時需要根據(jù)現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)情況配置IP、子網(wǎng)掩碼等信息）并點擊提交進入“網(wǎng)絡(luò)>>路由>>靜態(tài)路由”頁面，為WAN口添加靜態(tài)路由（接口項選擇“WAN”，其余項根據(jù)現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)情況配置）并點擊提交。最后進入“系統(tǒng)管理>>工具”頁面，使用Ping命令檢測網(wǎng)關(guān)是否成功接入網(wǎng)絡(luò)。任務(wù)實施—工業(yè)網(wǎng)關(guān)安裝與配置網(wǎng)關(guān)網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)置WAN設(shè)置示意圖任務(wù)實施—工業(yè)網(wǎng)關(guān)安裝與配置網(wǎng)關(guān)網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)置靜態(tài)路由配置示意圖任務(wù)實施—工業(yè)網(wǎng)關(guān)安裝與配置網(wǎng)關(guān)網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)置Ping操作示意圖任務(wù)實施—工業(yè)網(wǎng)關(guān)安裝與配置網(wǎng)關(guān)時間同步置標(biāo)準時間的設(shè)定：在1884年的國際子午線會議上，將全球以英國格林尼治天文臺舊址為中時區(qū)（零時區(qū)），東、西各12個時區(qū)，共24個時區(qū)，每個時區(qū)橫跨經(jīng)度15度，時間正好是1小時，稱為格林威治時間(GMT,GreenwichMeanTime)；1972年后采用全球統(tǒng)一使用國際無線電咨詢委員會規(guī)范的世界標(biāo)準時間（UTC，CoordinatedUniversalTime），相較而言，UTC計時更精準；中國國內(nèi)采用中國標(biāo)準時間(CST,ChinaStandardTime),CST以北京時間為參考，按照時區(qū)劃分標(biāo)準，北京處于東八區(qū)，所以中國標(biāo)準時間與世界標(biāo)準時間的關(guān)系是：CST=UTC+8；在精度要求不高，能接收秒級誤差，可使用CST=GMT+8進行時間換算；為了確保工業(yè)數(shù)據(jù)時間同步，2012年IEEE成立TSN（Time-SensitiveNetwork，時間敏感網(wǎng)絡(luò)）工作組，開發(fā)了一系列數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議規(guī)范，用于指導(dǎo)和開發(fā)低延遲、低抖動，并具有傳輸時間確定性的以太網(wǎng)局域網(wǎng)，目前TSN技術(shù)在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用較為廣泛。任務(wù)實施—工業(yè)網(wǎng)關(guān)安裝與配置網(wǎng)關(guān)時間同步置時間同步操作：進入網(wǎng)關(guān)配置頁面后，點擊系統(tǒng)管理菜單，進入系統(tǒng)時間模塊，選擇UTC+8:00中國大陸選項，如圖所示。配置成功后，設(shè)備采用NTP(NetworkTimeProtocol,網(wǎng)絡(luò)時間協(xié)議)作為時間同步協(xié)議；默認采用作為同步服務(wù)器，該地址是一組時間服務(wù)器虛擬集群，包含了全球3000多臺時間服務(wù)器，服務(wù)器會根據(jù)時區(qū)為客戶提供統(tǒng)一的時間信息服務(wù)；中國國內(nèi)的時間服務(wù)器為，國內(nèi)用戶也可采用該地址用作NTP服務(wù)器地址；選用統(tǒng)一的時間服務(wù)參考，可確保數(shù)據(jù)的時間信息統(tǒng)一、準確。任務(wù)實施—工業(yè)網(wǎng)關(guān)安裝與配置網(wǎng)關(guān)時間同步置時間同步設(shè)置示意圖任務(wù)實施—工業(yè)網(wǎng)關(guān)安裝與配置邊緣計算功能設(shè)置打開配置界面，進入邊緣計算選項，選擇python邊緣計算引擎，選擇“啟動”即可任務(wù)實施—工業(yè)網(wǎng)關(guān)安裝與配置邊緣計算功能設(shè)置進入“邊緣計算>>Python邊緣計算”頁面，點擊添加按鈕并選擇需要安裝的App包文件，隨后點擊確定任務(wù)實施—工業(yè)網(wǎng)關(guān)安裝與配置邊緣計算功能設(shè)置啟用后App將在網(wǎng)關(guān)中運行并且每次開機后自動運行，實際運行狀態(tài)如圖所示任務(wù)實施—工業(yè)網(wǎng)關(guān)安裝與配置云服務(wù)設(shè)置進入“邊緣計算>設(shè)備監(jiān)控>云服務(wù)”頁面，勾選啟用云服務(wù)并配置相應(yīng)的MQTT連接參數(shù)和發(fā)布及訂閱消息（本文檔以配置發(fā)布消息為例），配置完成后點擊提交；需要注意的是，云平臺類型要根據(jù)實際情況選擇，廠商在系統(tǒng)里已經(jīng)集成了MQTT協(xié)議，并與相關(guān)設(shè)備做了配套設(shè)置，可以正常使用，再將網(wǎng)關(guān)設(shè)備ProductKey、DeviceName及相關(guān)參數(shù)填寫進去即可，具體操作如圖所示。任務(wù)實施—工業(yè)網(wǎng)關(guān)安裝與配置云服務(wù)設(shè)置云服務(wù)配置示意圖任務(wù)實施—工業(yè)網(wǎng)關(guān)安裝與配置數(shù)據(jù)采集設(shè)置本次數(shù)據(jù)采集設(shè)置以采集啟動信號為例進行介紹。數(shù)據(jù)采集設(shè)置之前需要明確任務(wù)的網(wǎng)絡(luò)拓撲圖，如圖所示，本次的采集目標(biāo)為按鈕啟動信號任務(wù)實施—工業(yè)網(wǎng)關(guān)安裝與配置數(shù)據(jù)采集設(shè)置本次項目用到的PLC型號為S7-1200。首先打開博圖軟件，對PLC進行硬件組態(tài)。先在左邊菜單欄點創(chuàng)建新項目，項目名稱與路徑按默認值處理，點擊創(chuàng)建，新的項目就建立成功。任務(wù)實施—工業(yè)網(wǎng)關(guān)安裝與配置數(shù)據(jù)采集設(shè)置進入項目組態(tài)視圖后，點擊添加新設(shè)備，開始對PLC進行硬件組態(tài)。PLC型號選擇1200，CPU型號選擇1214C/DC/DC/DC，點擊型號后選擇第三種，最后點擊確定，完成CPU組態(tài)任務(wù)實施—工業(yè)網(wǎng)關(guān)安裝與配置數(shù)據(jù)采集設(shè)置進入編程界面后，以按鈕為啟動信號，編寫好梯形圖測試程序（注：程序僅供參考，讀者可自行編寫）任務(wù)實施—工業(yè)網(wǎng)關(guān)安裝與配置數(shù)據(jù)采集設(shè)置PLC部分配置完成后，在網(wǎng)頁端配置控制器；開啟邊緣計算功能（如何運行邊緣計算功能，請參考前文）；進入“邊緣計算>設(shè)備監(jiān)控>設(shè)備列表”頁面，在設(shè)備列表中點擊“添加”按鈕并配置PLC的通訊參數(shù)；點擊測點監(jiān)控>點擊右邊+號，增加控制器；任務(wù)實施—工業(yè)網(wǎng)關(guān)安裝與配置數(shù)據(jù)采集設(shè)置控制器添加示意圖任務(wù)實施—工業(yè)網(wǎng)關(guān)安裝與配置數(shù)據(jù)采集設(shè)置注：IP地址、機架號槽號、網(wǎng)關(guān)子設(shè)備的ProductKey、SubDeviceName等參數(shù)的設(shè)置需要根據(jù)企業(yè)客戶的設(shè)備實際情況進行配置，由企業(yè)客戶的工程師提供，不可直接套用本文中的數(shù)據(jù)任務(wù)實施—工業(yè)網(wǎng)關(guān)安裝與配置數(shù)據(jù)采集設(shè)置在添加測點時，其中需要特別注意的參數(shù)有：地址類型、地址值與讀寫權(quán)限，設(shè)置好后點擊確認即可任務(wù)實施—工業(yè)網(wǎng)關(guān)安裝與配置數(shù)據(jù)采集設(shè)置測點添加成功后，可進行實際操驗證，當(dāng)工作人員按下啟動按鈕后，啟動信號的數(shù)值將會由0變成1，實際采集效果如圖所示，從而驗證了數(shù)據(jù)采集設(shè)置的合理性與可行性項目六工業(yè)數(shù)據(jù)采集綜合應(yīng)用6.3數(shù)據(jù)采集與處理典型工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)場景工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)集成應(yīng)用架構(gòu)-工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用集工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)集成應(yīng)用架構(gòu)-應(yīng)用間關(guān)系傳統(tǒng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的集成應(yīng)用架構(gòu)-ISA95ISA95(InternationallySocietyofAutomation,自動化協(xié)會

)：1995年制定的企業(yè)系統(tǒng)與控制系統(tǒng)集成標(biāo)準，提供了一個用于設(shè)計和實施組織的業(yè)務(wù)和制造流程之間的互操作性的框架.工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)集成應(yīng)用架構(gòu)-ISA95-自動化金字塔第0層：現(xiàn)場總線層，設(shè)備和儀器現(xiàn)場儀表，負責(zé)實時數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控。第1層：過程控制系統(tǒng)層，負責(zé)生產(chǎn)過程的控制和監(jiān)控，確保生產(chǎn)按照預(yù)定計劃進行。第2層：制造執(zhí)行系統(tǒng)層，涉及生產(chǎn)運行管理和質(zhì)量運行管理，負責(zé)協(xié)調(diào)和管理生產(chǎn)活動。第3層：企業(yè)資源規(guī)劃層，涉及生產(chǎn)計劃、調(diào)度和執(zhí)行，以及與經(jīng)營管理系統(tǒng)對接。第4層：業(yè)務(wù)管理層，這一層關(guān)注企業(yè)整體的業(yè)務(wù)管理，包括財務(wù)、銷售和市場等部門。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)集成應(yīng)用架構(gòu)實現(xiàn)工業(yè)物理世界對象、角色、業(yè)務(wù)流的數(shù)字化管理及應(yīng)用，最終實現(xiàn)工業(yè)系統(tǒng)監(jiān)控和工業(yè)智能決策存量工業(yè)系統(tǒng)ISA95增量工業(yè)智能決策系統(tǒng)（端-管-邊-云-用）1、工業(yè)設(shè)備數(shù)字建模工業(yè)設(shè)備數(shù)字建模是工業(yè)設(shè)備、流程和設(shè)施的數(shù)字化表示，它可以是設(shè)備、關(guān)鍵部件、甚至整個生產(chǎn)線等。從數(shù)據(jù)管理的角度，工業(yè)設(shè)備數(shù)據(jù)屬性分為兩個類別：業(yè)務(wù)屬性和技術(shù)屬性。業(yè)務(wù)屬性是具有靜態(tài)特征的數(shù)據(jù)表示，例如設(shè)備生產(chǎn)廠家和產(chǎn)品規(guī)格型號。2、數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理是系統(tǒng)工程和自動控制的基本環(huán)節(jié)，基本目的是從大量的、可能是雜亂無章的、難以理解的數(shù)據(jù)中抽取并推導(dǎo)出對于某些特定的人們來說是有價值、有意義的數(shù)據(jù)。根據(jù)處理設(shè)備的結(jié)構(gòu)方式、工作方式，以及數(shù)據(jù)的時間空間分布方式的不同，數(shù)據(jù)處理有不同的方式。不同的處理方式要求不同的硬件和軟件支持。每種處理方式都有自己的特點，應(yīng)當(dāng)根據(jù)應(yīng)用問題的實際環(huán)境選擇合適的處理方式，數(shù)據(jù)處理主要有四種分類方式。①根據(jù)處理設(shè)備的結(jié)構(gòu)方式區(qū)分，有聯(lián)機處理方式和脫機處理方式。②根據(jù)數(shù)據(jù)處理時間的分配方式區(qū)分，有批處理方式、分時處理方式和實時處理方式。③根據(jù)數(shù)據(jù)處理空間的分布方式區(qū)分，有集中式處理方式和分布處理方式。④根據(jù)計算機中央處理器的工作方式區(qū)分，有單道作業(yè)處理方式、多道作業(yè)處理方式和交互式處理方式任務(wù)實施-PLC數(shù)據(jù)采集激光打標(biāo)產(chǎn)線監(jiān)控運維系統(tǒng)子任務(wù)：產(chǎn)線數(shù)據(jù)采集，包含產(chǎn)線環(huán)境、啟停狀態(tài)、運行狀態(tài)及產(chǎn)線電力能耗信息；溫濕度變送器模擬產(chǎn)線環(huán)境信息；紅綠色按鈕仿真產(chǎn)線停止、啟動狀態(tài)；紅色、綠色、黃色報警燈分別表示產(chǎn)線異常、運行、待產(chǎn)狀態(tài)信息。PLC接線名稱寄存器地址數(shù)據(jù)類型及占位備注溫度MD16浮點數(shù)，32位產(chǎn)線環(huán)境信息濕度MD24浮點數(shù)，32位產(chǎn)線