工业互联网课程设计.docx
课程设计报告书工业互联网课程设计基于模拟汽车生产线的上云改造一、设计任务基于工业互联网实施与运维实训平台的模拟汽车生产线（图1）,对其进行上云改造，远程实时展示环境温/湿度、设备运行效率、机床X轴、Y轴、Z轴坐标位置（图2）。以项目式教学方式将工业互联网实施与运维涉及的数据采集方案规划、网络部署与数据采集、采集数据上云、数据边缘处理、云平台模型搭建与实例化、数据可视化等环节有机串联，完成一项工程机械行业上云改造案例的全流程活动。图1工业互联网实施与运维实训平台图2上云改造效果示意二、数据采集方案规划基于以上项目需求，完成数据采集方案规划。1、项目需求分析基于工业互联网实施与运维实训平台的模拟汽车生产线的上云改造需求为远程实时展示如下信息：(1)环境温度、湿度；(2)设备运行效率；(3)机床X轴、Y轴、Z轴坐标位置。2、数据来源梳理来源于工业互联网实施与运维实训平台的模拟汽车生产线中的坐标3、数据采集架构现场调研：PLC支持S7协议，CNC支持MOdBUS协议，触摸屏支持OPC协议。网关设备选型：支持S7协议的网关，支持ModBUS协议的网关，支持OPC协议的网关4、数据采集点表数控机床数据床M。（IbUS通信地数据类型功能码通讯地址取值详解用户编程值X609double4区30609忘行过程中用户编程值X用户编程值Y613double4区30613运行过程中用户编程值Y用户编程值Z617double4区30617运行过程中用户编程值Z工作模式1short4区30001（1：MDIs2：自动：3：单步：4：手动：5：增敢；6：点退；工作状态2short4区30002Ch空闲：2：运行：3.暂停）机床状态3short4区30003（1：急停；2：急停旦位：3：关闭：4：开启）报警状态4short4区30004（0：无报警；h有报警）回零状态X5short4区30005（0：未期零：1：己回零）回零状态Y6short4区30006（0：未回零；1：已回零）回零状态Z7short4区30007（0：未回零：1已回零）B3MwTBVWtoo3M»lhwrMCMMTdN住育T门曾iA3IBUKiR3X2g2皿方U3R3iuuM2r”WJtF«”VO9MZttw3%MWM2T-w2受aBQr-WVwOKiwnu.*H?誉B3»MXgF»WUCftR>WJMA.j2Wtwtu*octMcomjTnNr.t*w5、数据采集网络拓扑图三、过程论述1、PC的IP设置与测试根据网络拓扑图设置小组对应电脑的平台层IP地址，因HMI数据采集过程中电脑需与设备层通信，所以同时设置电脑的设备层IP地址，两个IP地址如图X所示。说明IP取#和考核对.可修改的IK也址杼答右边交投机I效东盒子S7(VANCJ)192.168.100.30192.168.100.37SW2-5货东盒子OPC(1NO)192.168.100.31192.168.100.38Sf2-6散茶盒子ODMS(VAN)192.168.100.32192.168.100.39Sf2-7学生ItJSl192.168.100.33Sf2-2学生电妣2192.168.100.34S2-3学生电IS3192.168.100.35S2-41交投机机枪左边交执机2PLC192.168.0.120S3-4MII192.168.0.121SW3-5CNC192.168.0.122Sf3-6ROBOT192.168.0.123Sf3-7效双食子S7(LAN口)1«.es.0.124192.168.0.131Sf3-1敷采叁子OPC(LANO)192.168.0.125】以168.0.132S三3-2数型盒子ODBUS(LAN)192.168.0.126192.168.0.133Sf3-3I/O18168.0.127Sf3-8图1PC的IP地址设置使用Ping命令分别测试电脑与HMI、服务器的通信，通信正常。I I *0WHMB6 MTjPW0HGRRfUCHi KMBQSt*: RTf3 DhK SMtStoi ：niSBMPM DMSMA)OasMKttStuWaerakdniiVpix 1%. 168.0.121192.16. 0.1：168.0.12i Ml168.0.121 19168.0.121 Ifl168.0.121 ml192. LW.192.节0rrr 和®依依旧 一-二一 7-7''袅4EEmEusorsadmn>pn< 192.168. IOd 200i-64L64L64L64< W.图2 PC与HMl通信测试C:Usrsadmin>pin8192.168.0.121认组PLCl3542在.自目自,自正天夫夹夹Ping 192.168.0. 121 192.168.0.121 的回 192.168.0.121 的回 192.168.0.121 K 0 192.168.0.121 的回,HT节节节上lmslms 44J4J41 f Pd B B QM 字32323232TrL=64TTL=64TrL=64TTL=64192.168. 0.121 的 PingI = 4,丢失=0 （OX丢失）,H）：,均=OmsC:Usersadmin>ping192.168.100.200TTL=64TTL=64TTL=64TTL=64I<lms节节有 具www Oo回回回回 loooooogoo 2222 8 6 0 0 0 0 Ioooo 1 1 1 1 Ofe 98888 1 Av b o Av Illl wo n2222 1 7 Q Q* Q- Pllll192.168.100.200图3PC与服务器通信测试2、PLC采集基于Hanyun-box-PLC和网关管理软件XEdge完成项目所需PLC数据的采集,并在数据监控页面查验，操作步骤如下：(1) 网关硬件安装接线(检查：WAN口-平台层，LAN口-设备层)；(2) 通信配置(按照网络规划设置WAN/LAN口IP)；(3) 联网方式配置(4G联网，网关插入SlM卡，无需配置)；(4) 添加网关(网关与管理软件XEdge绑定)；(5) 添加设备(网关与被采设备建立通信)；(6) 添加采集点(网关对被采设备数据采集)。数据监控页面查验结果如图4所示，与现场实际情况相符。ttX18三O«>I-a×V鹿距衣1E3Q注抬回Itr电控fflOL历史数明边口ij<X½MXMgelKUW三Q三*AITW8OPLOjox3M19H0066I依”里(7)。分也也。至届日»5weraW三三8三3Temperature235O,CMD608Humidity60%MD612MDOQuaIifiedOUtPut0«MD628MDOC)»ToUiIOutpUtOWMD640MDO1aOnIineDuraton的包MD6MDO©®JProductUneSpeedMD616MDOZBfMQTT1mqtt<onn«1ectO©»+kOAI+WtMI.mvJ7-D图4Hanyun-bo-PLC采点3、PLC上云通过网关管理软件XEdge对Hanyun-box-PLC进行网关端数据上云配置，包括指定协议、设置云服务、同步数据。然后，通过设备画像对Hanyun-box-PLC上云数据进行平台端配置，包括网关配置、设备配置、设备绑定网关、采点配置。设备画像采点配置结果如图5所示，与网关采点一致。amift*PLCPtc.003)R*fP:凡CGWl9118«)K*l,0fXQt5mM注TmprMurTiHnprMwr)23.500000MtJAl0<S)Hufnd4y(Humty)8WW%M-nsfcl0OO00OuaWetfOutPt(QuH*eCXaooowo.M三ft。4)Toutoutpvt(TcQlOutput)0X100000MUCB011OHzOuQtig(OftlMOuQMC)6J2S&330<g)0.Productbne5ped(Producttjn5pM0.000000MHSt0S)0MQEMaTT)1Mlfift02)0JIO*/勇fits图5PLe采点上云4、CNC采集通过GOogIe（谷歌）浏览器登录HanyUn-box-CNC,完成机床X轴、Y轴、Z轴坐标位置的数据采集，并在日志页面查验，操作步骤如下：（1） 网关硬件安装接线（检查：WAN口-平台层，LAN口-设备层）；（2） 通信配置（按照网络规划设置WAN/LAN口IP）；（3） 添加设备（网关与被采设备建立通信）；（4） 添加采集点（网关对被采设备数据采集）。在设备日志的查验结果如图6所示，与现场CNC控制面板展示的位置信息一致。It”HM1s2412y1262O22/6/S206363XUl4cjum020222206图6Hanyun-bo-CNC采点5、CNC上云通过GoogIe（谷歌）浏览器登录HanyUn-box-CNC,进行网关端数据上云配置，包括指定协议、设置云服务。然后，通过设备画像对HanyUn-box-CNC上云数据进行平台端配置，包括网关配置、设备配置、设备绑定网关、采点配置。设备画像采点配置结果如图7所示，与网关采点一致。当IRlMfrC2C(61CNC60W1909009
