2023高职16 工业网络智能控制与维护10（学生赛）（赛项赛题）.docx

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1、全国职业院校技能大赛 竞赛任务书赛题十赛项名称:工业网络智能控制与维护英文名称：Intelligent Control and Maintenanceof Industrial Networks赛项组别：高等职业教育（学生赛）赛项编号：GZ016(1)通过远程监控程序查找相关故障点并由现场工作人员进行现场确认, 排除故障。(2)编写故障诊断与排除工作报告，包括但不限于故障时间、故障 描述、故障原因(需附图说明)、故障解决方案、故障排除结果等，并生成 PDF版本，以“赛位号+故障诊断与排除工作报告”为文件名，保存在D: 模块二赛位号”文件夹下。3.工业网络智能控制系统预测性维护与运维通过云平台w

2、eb界面设置气缸理论工作寿命，数据管理单元采集自动供 料单元所有气缸当前工作次数。(1)当气缸工作次数到达工作寿命的80%时，在web中进行三级预警提 示，本地黄色指示灯以0.5HZ频率闪烁；经现场工作人员确认气缸工作状态 良好后，按下复位按钮消除所有预警信息，设备继续正常工作。(2)当气缸工作次数到达工作寿命的90%时，在web界面中进行二级预 警提示，本地黄色指示灯以1HZ频率闪烁；经现场工作人员确认气缸工作状 态依然良好后，按下复位按钮消除所有预警信息，设备继续正常工作；(3)当气缸工作次数到达工作寿命的100%时，在web界面中进行一级预 警提示，本地黄色指示灯以2HZ频率闪烁；现场工

3、作人员进行更换，完成后 长按复位按钮3s消除所有预警，该气缸当前工作次数清零，设备继续正常工 作。任务3竞赛总结梳理竞赛过程，撰写竞赛总结，并生成PDF版本，以“赛位号+竞赛总结” 为文件名，保存在D:模块一赛位号”文件夹下综合任务：职业素养考查选手操作过程中的安全规范；设施设备、工具仪器使用情况；卫生 清洁情况；穿戴规范；工作纪律，文明礼貌等。由现场裁判进行过程记录、 现场评分、选手确认。在任务施工过程中正确选择设备，安全可靠的使用工具，设备安装稳固、 部件均匀排布、行列对齐、间距相等、整齐美观；布线合理、所有线都装入 线槽。施工完成后需对地板卫生进行打扫、对桌面进行整理、对工具设备进 行还

4、原。1 .赛位区域地板、桌面等处卫生打扫；2 .使用的工具还原规整、设备摆放工整、设备手提箱的规整等；3 .工位设备安装整齐、设备部件均匀排布、布线合理美观等；4 .操作的安全规范；5 .现场工作纪律。2023年全国职业院校技能大赛高职组“工业网络智能控制与维护”赛项（学生赛）赛题十选手须知：1 .任务书共 W页,如出现任务书缺页、字迹不清等问题, 请及时向裁判申请更换任务书。2 .竞赛过程配有两台编程计算机，参考资料（使用手册、使用 说明书、IO变量表）以.pdf格式放置在“E:模块一参考资料”文件 夹下。3 .参赛团队应在3小时内完成任务书规定内容；选手在竞赛过 程中创建的程序文件必须存储

5、到D:模块一赛位号”文件夹下，未存 储到指定位置的运行记录或程序文件均不予给分。4 .选手提交的试卷不得出现学校、姓名等与身份有关的信息， 否则成绩无效。5 .每一个任务的初始状态和具体测试要求根据评判要求在开赛 时、任务评分前或任务评分时给定。6 .在完成任务过程中，请及时保存程序及数据。竞赛场次：第场赛位号：第 号一、平台概述1 .平台建设背景随计算机科学技术、先进智能控制技术以及网络通信技术的发展，传统 的工业控制领域正受到先进科学技术的冲击，传统的工业控制技术已经逐渐 地被工业网络智能控制技术所替代。智能化、网络化和集成化特征明显，工 业网络智能控制拓展了工业控制的发展空间，带来新的发

6、展机遇。工业网络智能控制与维护平台，面向装备制造业重点领域，支撑智能制 造网络搭建与维护、智能制造控制系统安装调试与维护维修、智能制造工程 技术、工业网络集成、智能制造单元集成应用等岗位的核心技术技能的人才 培养和能工巧匠的选拔。2 .平台主要组成平台主要包含工业防火墙、环网三层交换机、环网二层交换机、工业交 换机、无线客户端及接入点、边缘计算网关、协议转换网关、工业云平台、 无线移动客户端、多种类型工业传感器、伺服控制器、机械手臂、PLC、触摸 屏、虚拟仿真软件等组成。3 .平台功能(1)多种形式的工业网络架构设计、搭建与验证(2)基于虚拟仿真软件的仿真测试、虚实结合、效率优化(3)智能化产

7、线的供料、装配、检测、分拣、搬移、仓储等工作任务流 程执行、数据采集及可视化(4)基于工业云平台的远程智能运维二、功能要求赛项以某颗粒物料生产包装智能生产线的工业网络智能控制与维护为背 景，采用工业网络、智能控制和数据采集等技术完成工业网络智能产线的集 成调试与维护。该平台能够实现系统工业网络方案设计，完成工业网络设备选型、网络 拓扑图绘制、IP地址表编写；平台能实现工业网络组网搭建与测试，能对系 统的工业网络关键设备进行安装、接线、参数配置及测试；平台能实现系统 虚拟仿真设计与调试，完成系统的供料、装配、检测、分拣、搬移、仓储等 进行仿真、调试、测试；该平台能够完成物理平台的供料、装配、检测

8、、分 拣、搬移、仓储等单元的程序控制、调试及整条产线的联调，符合智能产线 的产品生产；该物理平台能够实现系统的智能运维，可完成关键设备载体的 数据采集与分析、远程运维与管理。三、赛题内容模块一：工业网络智能控制与维护系统设计、仿真和物理系统的 安装、组网与参数设置根据客户基于工业网络数字化运维的需求，需在原有网络架构基础上增 加工业网络设备，为数据的采集与传输打造稳定高效的网络环境。请按照上 述要求完成工业网络设备选型、网络拓扑图绘制、IP地址表编写。任务1系统工业网络方案设计根据任务需求设计系统方案，填写设计方案要素表，包括主要元件的选型、功能描述和位置布局，完成后填写设备选型设计表。表1系

9、统元器件选型设计表序号设备名称选用型号功能描述位置布局任务2网络拓扑图绘制根据任务要求，按照网络地址规划表中各功能网络的结构原理，使用绘 图软件完成工业网络控制系统网络拓扑图的绘制；并生成PDF版本，以“赛 位号+网络拓扑图”为文件名，保存在D:模块一赛位号”文件夹下。任务3 IP地址表编写根据系统网络结构原理，将各网络设备划分到不同功能网络中；请按照 功能网络完成各网络设备的IP地址规划，将IP地址规划结构填入网络地址 规划表中。表2系统IP地址分配表序号设备名称IP地址12345678910任务4工业网络组网搭建与测试在采集设备数据的工作中，搭建工业网络以满足数据流通的物理层需求;请完成工

10、业网络选型设备的安装接线、网线制作、网络关键设备参数设置等 工作。1 .工业网络智能控制系统的工业网络关键设备安装与测试(1)工业网络关键设备安装：根据电气布局标准及实际安装空间，完成通讯模块和智能传感器设备的安装。(2)工业网络关键设备接线：通讯模块和智能传感器设备安装完成后, 根据各自设备手册，完成设备的安装接线，使设备上电后能正常工作。(3)网线制作：根据T568B网线制作标准，完成通讯模块到交换机的网线制作，并使用网线测试工具进行信号联通性测试。2 .工业网络智能控制系统的工业网络关键设备参数设置(1)三层交换机VLAN配置：根据网络地址规划表中各种功能网络的要求,在三层交换机中完成不

11、同网络的功能划分，实现不同网络间的互联互通。（2）通讯模块参数配置：根据任务要求完成通讯模块采集智能传感器参数配置，并通过PLC、H皿程序编写，使实时环境数据在HMI界面上显示。任务5工业网络智能控制系统虚拟仿真设计与调试1 .工业网络智能控制系统模型仿真设计根据竞赛平台中实物布局完成自动供料单元（供料模块、机械手搬运模 块、扫码器模块）和智能分拣单元（传输模块、旋转料仓A模块、旋转料仓B 模块、扫码器模块）的虚拟场景中模型设计。模型中各模块与实物布局一一对应，根据竞赛平台中模块摆放位置调整 模块布局，使其与竞赛平台中的位置保持一致（要求模型尺寸与实际尺寸偏 差小于5mm） o2 .自动供料单

12、元仿真程序设计与手动调试基于装配结构，定义机电对象、信号，并将信号映射到PLC中，制作HMI 画面，通过操作HMI控制自动供料单元模型完成手动测试功能。功能测试：按下“推料盒控制”按钮后，模型中料盒供料气缸伸出，再 次按下此按钮供料气缸缩回。按下“升降控制”按钮后，模型中升降气缸伸 出，再次按下此按钮升降气缸缩回。按住“手动左行”按钮后，模型中搬运 机械手左行，松开此按钮搬运机械手停止。按住“手动右行”按钮后，模型 中搬运机械手右行，松开此按钮搬运机械手停止。按下“手动回原点”按钮， 模型中机械手自动回到原点，并从HMI显示伺服当前位置为“0.0”或者“0.00”。 操作HMI按钮使模型中真空

13、吸盘接触料盒，按下“吸盘控制”按钮后，物料 被吸附到真空吸盘上，升降气缸升起物料随之上升，再次按下按钮物料随重 力掉落。3 .智能分拣单元仿真程序设计与手动调试基于装配结构，定义机电对象、信号，并将信号映射到PLC中，制作HMI 画面，通过操作HMI控制智能分拣单元模型完成手动测试功能。测试准备：在传输带上放置料盒以此反应传输带运动状态。功能测试：按住“手动左行”按钮后，模型中传输带上的料盒左行，松 开此按钮料盒停止。按住“手动右行”按钮后，模型中传输带上的料盒右行， 松开此按钮料盒停止。按下“手动回原点”按钮后，模型中传输带自动回到 原点，并从HMI显示伺服当前位置为“0. 0”或者“0.

14、00” o4 .工业网络智能控制系统虚拟调试编写PLC和HMI程序，在HMI中下发订单信息，实现模型中自动供料和 智能分拣单元的自动运行。订单信息如下：序号下单模式配料1数量配料2数量仓位选择1HMI23具体流程要求如下：(自动运行开始后，选手不能干预运行流程)自动运行流程：订单下发后，模型中料盒供料气缸推出盒子到取料位， 搬运机械手到取料位置进行取料；取料完成后，搬运机械手将料盒搬运到智 能分拣单元；料盒到达后，智能分拣单元对应的挡料机构动作，料盒被输送 到装料位置装料；装载完成后，将底盒移动到扫码位置，延时2s后再次移动 到末端，流程结束。模块二、工业网络智能控制系统调试与智能运维任务1工

15、业网络智能控制系统编程与调试1 .工业网络智能控制系统编程和调试(1)伺服驱动器编程调试：根据任务要求完成伺服2-1参数配置和PLC、 HMI程序编写；在HMI中通过“手动正转”和“手动反转”按钮，能控制伺服 电机27点动运动。(2)扫码器编程调试：根据任务要求完成扫码器2-1参数配置和PLC、 HMI程序编写；手动放置料盒至扫码位置，在HMI中显示料盒条形码数据。(3)机器人编程调试：根据任务要求完成工业机器人参数配置和PLC、HMI程序编写；在HMI中实时显示工业机器人各关节数据。2 .装配检测单元的程序编写与调试编写PLC和HMI程序，通过操作HMI控制智能分拣单元完成手动测试。功能测试

16、：按下“取盒底伸缩控制”按钮后，装配检测单元中取盒底伸 缩气缸伸出，再次按下此按钮取盒底伸缩气缸缩回。按下“滑台控制”按钮 后，装配检测单元中滑台气缸右行，再次按下此按钮滑台气缸左行。按下“夹 爪控制”按钮后，装配检测单元中夹爪夹紧，再次按下此按钮夹爪松开。按 下“称重抬升控制”按钮后，装配检测单元中称重气缸上升，再次按下此按 钮称重气缸下降。按下“推盒盖控制”按钮后，装配检测单元中推盒盖气缸 伸出，再次按下此按钮推盒盖气缸缩回。按下“搬运伸缩控制”按钮后，装 配检测单元中搬运伸缩气缸伸出，再次按下此按钮搬运伸缩气缸缩回。按下 “搬运升降控制”按钮后，装配检测单元中搬运升降气缸下降，再次按下此

17、 按钮搬运升降气缸上升。操作按钮使真空吸盘接触盒盖，按下“盒盖吸取控 制”按钮后，装配检测单元中盒盖被吸附到真空吸盘上，升降气缸升起物料 随之上升，再次按下按钮盒盖随重力掉落。3 .智能仓储单元的程序编写与调试编写PLC、HMI和工业机器人程序，通过操作HMI控制智能仓储单元完成 手动测试。功能测试：将料盒放到机器人取料位，在HMI中输入仓位号（裁判指定） 后，按下“仓储单元流程启动”按钮，机器人将料盒搬运到指定仓位（裁判 指定；搬运完成后，HMI中对应仓位显不有料。4 .工业网络智能控制系统联调及优化根据工业网络智能控制系统的工艺要求，编写PLC与MES的数据交互程 序完成基于MES订单系统

18、开发；通过MES订单系统创建订单、下发订单，实 现工业网络智能控制系统订单自动生产。在订单生产过程中，根据生成的时 序图和功率曲线图，对各单元设备运行参数优化，编写系统优化方案，提高 工业网络智能控制系统工作流程的生产效率；并生成PDF版本，以“赛位号+ 系统优化方案”为文件名，保存在D:模块一赛位号”文件夹下。具体流程要求如下：（自动运行开始后，选手不能干预运行流程）（1）自动供料单元：自动供料单元接收到订单信息后，底盒供料模块推 出料盒；扫码器读取料盒信息并与订单信息绑定；搬运机械手将料盒搬运至 智能分拣单元。（2）智能分拣单元：料盒到达智能分拣单元后，扫码器读取料盒信息; 扫码完成后，输

19、送带将料盒输送至配料位置，并根据此料盒绑定的订单信息 配料；配料完成后，输送带将料盒输送至机器人抓取位置。（3）装配检测单元：料盒到达后，取底盒机构伸出取底盒，同时称重气 缸上升，取料完成后，滑台气缸右移，将底盒搬运到称重位置进行称重，1秒 后称重结束，称重气缸复位，盒盖供给装置将盒盖推出，由搬运盒盖装置进 行搬运并完成组装。（4）智能仓储单元：组装完成后，机器人或者机械臂将物料搬运至指定 仓位，搬运完成后，机器人移动到HOME点，流程完成。任务2工业网络智能控制系统云端远程运维管理1 .工业网络智能控制系统数据采集与分析以自动供料单元为例，数据管理单元采集自动供料单元设备状态（运行 状态、停止状态、复位状态、故障状态、料仓有无状态）通过边缘计算网关 上传至云平台，在云平台的web界面上绘制并展示相关状态；数据管理单元统计自动供料单元设备运行时间进行数据分析，通过边缘 计算网关上传至云平台，在云平台的web界面上生成图表，当设备运行时间 超过维保时间时，进行报警提示，并在APP端显示相关报警。2 .工业网络智能控制系统故障诊断与排除智能化产线生产过程中，自动供料单元供料气缸无法推料，导致产线运 行流程无法继续进行。