（全国职业技能比赛：高职）GZ037工业互联网集成应用赛题第10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。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.jpg2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.jpg2设备类型ECU-1251TL-R10A3识别方式IP地址/域名4IP地址/域名192.168.3.995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.jpg2超时（ms）20003重试次数54自动恢复时间（s）55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.jpg2设备类型MitsubishiMELSEC-Fx5SeriesPLC（MCProtocol）3单元号14IP/域名加工检测工作站PLC的IP5端口号30016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DiscreteN/AX0默认2步进电机方向DiscreteN/AY3默认3推料气缸电磁阀DiscreteN/AY5默认4拧盖电机DiscreteN/AY7默认5加盖升降气缸电磁阀DiscreteN/AY14默认6返回原料仓检测DiscreteN/AX32默认7吸盘电磁阀DiscreteN/AY21默认8启动标志DiscreteN/AM1默认9料盖数量AnalogUnsignedIntegerD0250默认10料瓶加盖计数AnalogUnsignedIntegerD0252默认11料瓶拧盖计时AnalogUnsignedIntegerD0262默认12伺服电机转速AnalogUnsignedIntegerD0802默认13伺服报警信息AnalogIntegerD0822默认14转盘速度AnalogIEEEFloatingPointD0224默认15出料盘速度AnalogIEEEFloatingPointD0296默认16拧盖时间设定AnalogIEEEFloatingPointD0260默认17伺服有效负荷率AnalogIntegerD0814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.jpg3.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-1251TL-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1IP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.jpg2子网掩码255.255.255.03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1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“netstartmongoDB”，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.jpg2启动开发工具，导入项目工程文件启动VisualStudio2019，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.jpg3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.jpg4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.jpg5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.jpg6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1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（12cm≤液位值≤14cm）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.jpg2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.jpg3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.jpg4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1MySQL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.jpg2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.jpg3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 1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.jpg2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.jpg3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 ode-red-contrib-mcprotoco序号要求截图1node-red-contrib-mcprotoco完成MCRead和MCWrite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1IP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.jpg2子网掩码255.255.255.03默认网关192.168.3.2544DNS192.168.3.15（3）节点添加及连接ØMCRead节点添加序号节拍内容PLCIP地址和端口号地址1料瓶拧盖192.168.3.20：3000M502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03MCRead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04MCRead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Ø创建时间节点文件在C:UsersAdministrator.node-red ode_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 1node-red-contrib-time-difference.html2node-red-contrib-time-difference.js3package.jsonØ“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 ode-red-contrib-time-difference ode-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function2颜色#a6bbcf3属性Name{value}4输入个数15输出个数16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.jpgØ“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 ode-red-contrib-detect ode-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.jpgØ“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 ode-red-contrib-detectpackage.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.jpgØ测试“node-red-contrib-detect”节点功能l安装部署“node-red-contrib-detect”节点。l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43计时2输出信号54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1uibuilderdetect 2Linkin3Linkout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Øfunction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.txt3计时计时.txt2输出信号5输出信号5.txt4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.jpgØuibuilder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 Ø添加“模拟开始时间”节点和“模拟结束时间”节点，替代MCRead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.jpgØ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.jpgØ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20px3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#003c004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34px8系统时间内容2022/10/2314:23:45颜色Orange大小25px9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。