項(xiàng)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)5個(gè)等級(jí)、4個(gè)要素、20個(gè)子域一級(jí)(規(guī)劃級(jí))、二級(jí)(規(guī)范級(jí))、三級(jí)(集成級(jí))、四級(jí)(優(yōu)化級(jí))五級(jí)(引領(lǐng)級(jí)）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(chǎng)（1）調(diào)研設(shè)備情況在進(jìn)行數(shù)據(jù)采集前，需要對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備進(jìn)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(hào)、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(jìn)行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、信息統(tǒng)計(jì)和物料準(zhǔn)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(chǎng)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(gè)車間都有同一類設(shè)備，命名則需進(jìn)行區(qū)分，如加車間名作為前綴等。設(shè)備品牌、型號(hào)、數(shù)量：按實(shí)際情況填寫，主要用于計(jì)算實(shí)施工作量或采購(gòu)所需準(zhǔn)備的網(wǎng)關(guān)數(shù)量及耗材等。工作站控制器型號(hào)：按實(shí)際情況填寫，便于采購(gòu)匹配的工業(yè)網(wǎng)關(guān)。是否已經(jīng)開(kāi)通OPC/API：根據(jù)開(kāi)通OPC或者API來(lái)確認(rèn)采集方式，本項(xiàng)目不涉及此項(xiàng)。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(rèn)，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(kāi)放通信協(xié)議，通信協(xié)議沒(méi)有得到授權(quán)則無(wú)法通過(guò)協(xié)議采集的方式進(jìn)行采集，會(huì)增加采集難度和費(fèi)用，此作為評(píng)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(chǎng)的網(wǎng)關(guān)口、串口是否有空余，如果沒(méi)有則需要采購(gòu)對(duì)應(yīng)的拓展接口的配件，如交換機(jī)。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(wú)源程序或點(diǎn)表：運(yùn)行設(shè)備是否保留有源程序和數(shù)據(jù)點(diǎn)表，便于后續(xù)梳理采集點(diǎn)表。已有傳感器類型及型號(hào)：按實(shí)際情況，主要是便于對(duì)采集的數(shù)據(jù)做業(yè)務(wù)分析。傳感器作用：記錄每個(gè)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(duì)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(chǎng)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(duì)具體信息進(jìn)行整理，梳理出完整的采集點(diǎn)表。在設(shè)計(jì)表格時(shí)應(yīng)盡量確保信息完整，信息字段命名規(guī)范、語(yǔ)義明確；采集信息表建議包含采集員、采集時(shí)間、制表人等輔助信息，便于對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)及管理，尾部包含采集員、時(shí)間及制表人，便于對(duì)存疑信息進(jìn)行溯源及溝通；設(shè)備名稱品牌型號(hào)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(shí)間:xxxx年xx月xx日制表人：XXX采集點(diǎn)名稱描述數(shù)據(jù)類型信號(hào)地址讀寫要求采集頻率RedLight紅燈信號(hào)Bool%I0.0只讀2000ms

………………設(shè)備采集信息表設(shè)備采集點(diǎn)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?fù)鋱D網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?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(shí)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?fù)浣Y(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(hù)及輔助決策。任務(wù)實(shí)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(yùn)行狀態(tài)及產(chǎn)線電力能耗信息；三色燈連接說(shuō)明參數(shù)名稱說(shuō)明額定電壓DC24V額定功率（輸入額定電壓時(shí)）2.74W（atDC24V）輸入電流（所有指示燈全亮且蜂鳴器響時(shí)）114mA（atDC24V）使用環(huán)境溫度-20～+55℃存儲(chǔ)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(diǎn)數(shù)，32位產(chǎn)線環(huán)境信息濕度MD24浮點(diǎn)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(dòng)狀態(tài)紅色報(bào)警燈Q0.0布爾型，1位產(chǎn)線異常狀態(tài)綠色報(bào)警燈Q0.1布爾型，1位產(chǎn)線運(yùn)行狀態(tài)黃色報(bào)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(hào)數(shù)量接口通信協(xié)議備注

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

………………設(shè)備采集信息表設(shè)備采集點(diǎn)信息表項(xiàng)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(diǎn)；

熟悉工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)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(shí)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(jì)算機(jī)設(shè)備，如圖所示，網(wǎng)關(guān)具有多個(gè)用于連接設(shè)備的下行通信接口（南向接口），一個(gè)或者多個(gè)用于連接工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)或采集系統(tǒng)的上行網(wǎng)絡(luò)接口（北向接口），通過(guò)連接兩個(gè)或多個(gè)異構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)，使之能夠互相通信，實(shí)現(xiàn)不同協(xié)議之間的數(shù)據(jù)交互。知識(shí)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?yàn)榫哂袇f(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(jī)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(jiàn)的標(biāo)準(zhǔn)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(shí)，需要對(duì)這些協(xié)議進(jìn)行解析。知識(shí)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(tái)與設(shè)備層連接的窗口，應(yīng)根據(jù)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，支持適合的網(wǎng)絡(luò)格式，并具備對(duì)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(guò)有線、無(wú)線多種連接方式連接工業(yè)以太網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)終端設(shè)備有效接入工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)。因此，對(duì)工業(yè)網(wǎng)關(guān)進(jìn)行選型時(shí)，需要根據(jù)不同的現(xiàn)場(chǎng)情況和設(shè)備情況考慮以下指標(biāo)知識(shí)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(jìn)行互聯(lián)的工業(yè)設(shè)備已經(jīng)部署在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)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(lái)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(zhǔn)接口的終端設(shè)備需要耗費(fèi)大量的資金，這是很難實(shí)現(xiàn)的；既然工業(yè)設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化難以實(shí)現(xiàn)，那么在為項(xiàng)目選型工業(yè)網(wǎng)關(guān)時(shí)，就需要考慮該網(wǎng)關(guān)是否支持對(duì)應(yīng)的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的通信協(xié)議。知識(shí)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(shí)，需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)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?？赊D(zhuǎn)發(fā)的平臺(tái)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(tái)，因此需要具備轉(zhuǎn)發(fā)到工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的接口協(xié)議，在選型的時(shí)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(duì)接的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)。知識(shí)鏈接工業(yè)網(wǎng)關(guān)選型要素最大的采集點(diǎn)數(shù)：采集點(diǎn)數(shù)也是工業(yè)網(wǎng)關(guān)的重要影響因素，為項(xiàng)目選型工業(yè)網(wǎng)關(guān)時(shí)，需要根據(jù)業(yè)務(wù)需求和設(shè)備采集點(diǎn)表考慮，網(wǎng)關(guān)最大支持的采集點(diǎn)數(shù)必須大于業(yè)務(wù)需求的點(diǎn)數(shù)，并留有一定的冗余，以保證擴(kuò)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(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性。知識(shí)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(tái)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(chǎng)環(huán)境、平臺(tái)服務(wù)器部署要求來(lái)確定聯(lián)網(wǎng)方式。蜂窩方式網(wǎng)絡(luò)更加獨(dú)立不受現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)布局限制，但有資費(fèi)支出，且有信號(hào)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(jìn)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(dòng)。知識(shí)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(chǎng)環(huán)境和日益復(fù)雜的工業(yè)過(guò)程控制要求。網(wǎng)關(guān)需要堅(jiān)固耐用，具有較寬的工作溫度范圍、較強(qiáng)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(cuò)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(chǎng)的環(huán)境溫濕度范圍、抗電磁干擾要求、IP防護(hù)等級(jí)要求等。例如，鋼鐵行業(yè)的環(huán)境溫度可達(dá)85℃，在選型時(shí)就不能選用僅滿足工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)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(shuō)明：抗電磁干擾能力，使用EMC等級(jí)進(jìn)行判斷，EMC標(biāo)準(zhǔn)分為1~4級(jí)，等級(jí)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(yùn)行并不對(duì)其環(huán)境中的任何設(shè)備產(chǎn)生無(wú)法忍受的電磁干擾的能力。知識(shí)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(chǔ)和運(yùn)算能力，從而影響網(wǎng)關(guān)的最大采集點(diǎn)數(shù)、采集頻率、斷點(diǎn)續(xù)傳能力。因此對(duì)工業(yè)網(wǎng)關(guān)選型時(shí)，需要匹配項(xiàng)目需求進(jìn)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(shí)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(chǔ)設(shè)備，除存儲(chǔ)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(wú)法實(shí)時(shí)上傳至平臺(tái)，此時(shí)這些數(shù)據(jù)將存儲(chǔ)在硬盤內(nèi)，等網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)通信時(shí)，工業(yè)網(wǎng)關(guān)再將這些數(shù)據(jù)上傳至平臺(tái)。補(bǔ)充說(shuō)明：斷點(diǎn)續(xù)傳：在一些極端的工業(yè)場(chǎng)景下，比如偏遠(yuǎn)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(chǎng)網(wǎng)絡(luò)的不確定性、提高工業(yè)網(wǎng)關(guān)的容錯(cuò)機(jī)制，在選型時(shí)需要考慮斷點(diǎn)續(xù)傳能力，確保在遇到網(wǎng)絡(luò)中斷時(shí)，網(wǎng)關(guān)繼續(xù)準(zhǔn)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(shí)，把緩存數(shù)據(jù)通過(guò)轉(zhuǎn)發(fā)通道補(bǔ)傳到工業(yè)云平臺(tái)。知識(shí)鏈接工業(yè)網(wǎng)關(guān)選型要素CPU：CPU作為系統(tǒng)的運(yùn)算和控制核心，是信息處理、程序運(yùn)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(jī)，沒(méi)有軟件操作系統(tǒng)；二是使用ARM架構(gòu)，其軟件系統(tǒng)為L(zhǎng)inux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(chǔ)器或主存儲(chǔ)器，是系統(tǒng)的重要部件之一，用于暫時(shí)存放CPU中的運(yùn)算數(shù)據(jù)，以及與硬盤等外部存儲(chǔ)器交換的數(shù)據(jù)。內(nèi)存的運(yùn)行速度也決定了計(jì)算機(jī)整體運(yùn)行的快慢。知識(shí)鏈接工業(yè)網(wǎng)關(guān)選型要素網(wǎng)關(guān)邊緣的計(jì)算能力：隨著計(jì)算能力的不斷下沉，已涌現(xiàn)出越來(lái)越多的邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)?，F(xiàn)場(chǎng)采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)在工業(yè)網(wǎng)關(guān)內(nèi)部進(jìn)行本地處理、清洗、存儲(chǔ)，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(gè)傳感器和云端的計(jì)算負(fù)擔(dān)，以及機(jī)器與機(jī)器之間的溝通流量。如果工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)快速處理并反饋設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)有明確需求，選型工業(yè)網(wǎng)關(guān)可以把邊緣計(jì)算能力考慮進(jìn)去。一般情況下，工業(yè)網(wǎng)關(guān)的邊緣計(jì)算不作為主要指標(biāo)進(jìn)行工業(yè)網(wǎng)關(guān)選型考慮。知識(shí)鏈接任務(wù)實(shí)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(chǎng)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(shí)間同步設(shè)置；能夠完成邊緣計(jì)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(shí)施—工業(yè)網(wǎng)關(guān)安裝與配置安裝注意事項(xiàng)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(shí)，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(yùn)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(hù)的位置，同時(shí)要避免受到機(jī)械振動(dòng)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(xiǎn)。接線要求：在連接電源、網(wǎng)絡(luò)和其他設(shè)備線纜時(shí)，要確保線纜牢固可靠，避免線纜過(guò)度彎曲或受到拉伸。同時(shí)，要正確連接零線和火線，避免接反。任務(wù)實(shí)施—工業(yè)網(wǎng)關(guān)安裝與配置安裝注意事項(xiàng)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(xiǎn)。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(zhǔn)：安裝時(shí)，請(qǐng)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(kāi)機(jī)前的檢查：在開(kāi)機(jī)前，檢查工業(yè)網(wǎng)關(guān)的各項(xiàng)配置是否正確，如IP地址、子網(wǎng)掩碼、網(wǎng)關(guān)等。同時(shí)，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(kāi)機(jī)前，建議先給工業(yè)網(wǎng)關(guān)通電12小時(shí)，以確保設(shè)備充分啟動(dòng)并穩(wěn)定運(yùn)行；測(cè)試與調(diào)試：在完成安裝后，需要進(jìn)行測(cè)試與調(diào)試，確保工業(yè)網(wǎng)關(guān)正常工作?？梢酝ㄟ^(guò)與其他設(shè)備進(jìn)行通信測(cè)試，驗(yàn)證數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和準(zhǔn)確性。任務(wù)實(shí)施—工業(yè)網(wǎng)關(guān)安裝與配置操作規(guī)范示例準(zhǔn)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(fù)極端口后，進(jìn)行電源檢測(cè)；進(jìn)行操作之前，需要準(zhǔn)備低壓絕緣手套勞保用品和萬(wàn)用表工具，使用前請(qǐng)認(rèn)真檢查萬(wàn)用表本體、測(cè)量筆套裝是否有破損情況；啟動(dòng)設(shè)備的供電電壓，找準(zhǔn)設(shè)備直流電壓正負(fù)極位置，使用測(cè)量筆（黑色筆測(cè)負(fù)極，紅色筆測(cè)正極），測(cè)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(shí)施—工業(yè)網(wǎng)關(guān)安裝與配置網(wǎng)關(guān)接線圖電壓檢測(cè)操作示意圖任務(wù)實(shí)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(zhǔn)備好24V直流電源，并按電源說(shuō)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(fù)網(wǎng)絡(luò)端口有兩個(gè)，WAN和LAN端口，本次項(xiàng)目實(shí)踐接LAN口任務(wù)實(shí)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(shí)間同步設(shè)置邊緣計(jì)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(shí)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(dòng)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(rèn)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(dòng)獲取IP示意圖設(shè)置固定IP示意圖任務(wù)實(shí)施—工業(yè)網(wǎng)關(guān)安裝與配置任務(wù)實(shí)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(kāi)瀏覽器，在瀏覽器網(wǎng)址框輸入，訪問(wèn)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(rèn)密碼為123456。由于瀏覽器會(huì)進(jìn)行安全防護(hù)，請(qǐng)點(diǎn)擊高級(jí)進(jìn)入隱藏詳情，點(diǎn)擊下方繼續(xù)訪問(wèn)即可；登錄成功后，可以看到如圖所示的網(wǎng)頁(yè)，從網(wǎng)頁(yè)中可以看到該網(wǎng)關(guān)的詳細(xì)參數(shù)。任務(wù)實(shí)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(yè)面圖任務(wù)實(shí)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(jìn)入網(wǎng)關(guān)的“系統(tǒng)管理>>用戶管理”頁(yè)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?qǐng)D示操作指示訪問(wèn)網(wǎng)關(guān)的“網(wǎng)絡(luò)>>網(wǎng)絡(luò)接口>>LAN”頁(yè)面進(jìn)行修改任務(wù)實(shí)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(yè)面圖任務(wù)實(shí)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(yè)面圖任務(wù)實(shí)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(hào)連接網(wǎng)絡(luò)：將SIM卡插入卡槽（注意：插拔SIM卡操作時(shí)，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(lái)按圖示操作。任務(wù)實(shí)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(yè)面圖任務(wù)實(shí)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(jìn)入網(wǎng)關(guān)配置的“網(wǎng)絡(luò)>>網(wǎng)絡(luò)接口>>WAN”頁(yè)面，配置WAN口的IP地址（網(wǎng)絡(luò)類型為靜態(tài)IP地址時(shí)需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)情況配置IP、子網(wǎng)掩碼等信息）并點(diǎn)擊提交進(jìn)入“網(wǎng)絡(luò)>>路由>>靜態(tài)路由”頁(yè)面，為WAN口添加靜態(tài)路由（接口項(xiàng)選擇“WAN”，其余項(xiàng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)情況配置）并點(diǎn)擊提交。最后進(jìn)入“系統(tǒng)管理>>工具”頁(yè)面，使用Ping命令檢測(cè)網(wǎng)關(guān)是否成功接入網(wǎng)絡(luò)。任務(wù)實(shí)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(shí)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(shí)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(shí)施—工業(yè)網(wǎng)關(guān)安裝與配置網(wǎng)關(guān)時(shí)間同步置標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的設(shè)定：在1884年的國(guó)際子午線會(huì)議上，將全球以英國(guó)格林尼治天文臺(tái)舊址為中時(shí)區(qū)（零時(shí)區(qū)），東、西各12個(gè)時(shí)區(qū)，共24個(gè)時(shí)區(qū)，每個(gè)時(shí)區(qū)橫跨經(jīng)度15度，時(shí)間正好是1小時(shí)，稱為格林威治時(shí)間(GMT,GreenwichMeanTime)；1972年后采用全球統(tǒng)一使用國(guó)際無(wú)線電咨詢委員會(huì)規(guī)范的世界標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間（UTC，CoordinatedUniversalTime），相較而言，UTC計(jì)時(shí)更精準(zhǔn)；中國(guó)國(guó)內(nèi)采用中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間(CST,ChinaStandardTime),CST以北京時(shí)間為參考，按照時(shí)區(qū)劃分標(biāo)準(zhǔn)，北京處于東八區(qū)，所以中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間與世界標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的關(guān)系是：CST=UTC+8；在精度要求不高，能接收秒級(jí)誤差，可使用CST=GMT+8進(jìn)行時(shí)間換算；為了確保工業(yè)數(shù)據(jù)時(shí)間同步，2012年IEEE成立TSN（Time-SensitiveNetwork，時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)）工作組，開(kāi)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(kāi)發(fā)低延遲、低抖動(dòng)，并具有傳輸時(shí)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(shí)施—工業(yè)網(wǎng)關(guān)安裝與配置網(wǎng)關(guān)時(shí)間同步置時(shí)間同步操作：進(jìn)入網(wǎng)關(guān)配置頁(yè)面后，點(diǎn)擊系統(tǒng)管理菜單，進(jìn)入系統(tǒng)時(shí)間模塊，選擇UTC+8:00中國(guó)大陸選項(xiàng)，如圖所示。配置成功后，設(shè)備采用NTP(NetworkTimeProtocol,網(wǎng)絡(luò)時(shí)間協(xié)議)作為時(shí)間同步協(xié)議；默認(rèn)采用作為同步服務(wù)器，該地址是一組時(shí)間服務(wù)器虛擬集群，包含了全球3000多臺(tái)時(shí)間服務(wù)器，服務(wù)器會(huì)根據(jù)時(shí)區(qū)為客戶提供統(tǒng)一的時(shí)間信息服務(wù)；中國(guó)國(guó)內(nèi)的時(shí)間服務(wù)器為，國(guó)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(shí)間服務(wù)參考，可確保數(shù)據(jù)的時(shí)間信息統(tǒng)一、準(zhǔn)確。任務(wù)實(shí)施—工業(yè)網(wǎng)關(guān)安裝與配置網(wǎng)關(guān)時(shí)間同步置時(shí)間同步設(shè)置示意圖任務(wù)實(shí)施—工業(yè)網(wǎng)關(guān)安裝與配置邊緣計(jì)算功能設(shè)置打開(kāi)配置界面，進(jìn)入邊緣計(jì)算選項(xiàng)，選擇python邊緣計(jì)算引擎，選擇“啟動(dòng)”即可任務(wù)實(shí)施—工業(yè)網(wǎng)關(guān)安裝與配置邊緣計(jì)算功能設(shè)置進(jìn)入“邊緣計(jì)算>>Python邊緣計(jì)算”頁(yè)面，點(diǎn)擊添加按鈕并選擇需要安裝的App包文件，隨后點(diǎn)擊確定任務(wù)實(shí)施—工業(yè)網(wǎng)關(guān)安裝與配置邊緣計(jì)算功能設(shè)置啟用后App將在網(wǎng)關(guān)中運(yùn)行并且每次開(kāi)機(jī)后自動(dòng)運(yùn)行，實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)如圖所示任務(wù)實(shí)施—工業(yè)網(wǎng)關(guān)安裝與配置云服務(wù)設(shè)置進(jìn)入“邊緣計(jì)算>設(shè)備監(jiān)控>云服務(wù)”頁(yè)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(diǎn)擊提交；需要注意的是，云平臺(tái)類型要根據(jù)實(shí)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(jìn)去即可，具體操作如圖所示。任務(wù)實(shí)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(shí)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(dòng)信號(hào)為例進(jìn)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?fù)鋱D，如圖所示，本次的采集目標(biāo)為按鈕啟動(dòng)信號(hào)任務(wù)實(shí)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(xiàng)目用到的PLC型號(hào)為S7-1200。首先打開(kāi)博圖軟件，對(duì)PLC進(jìn)行硬件組態(tài)。先在左邊菜單欄點(diǎn)創(chuàng)建新項(xiàng)目，項(xiàng)目名稱與路徑按默認(rèn)值處理，點(diǎn)擊創(chuàng)建，新的項(xiàng)目就建立成功。任務(wù)實(shí)施—工業(yè)網(wǎng)關(guān)安裝與配置數(shù)據(jù)采集設(shè)置進(jìn)入項(xiàng)目組態(tài)視圖后，點(diǎn)擊添加新設(shè)備，開(kāi)始對(duì)PLC進(jìn)行硬件組態(tài)。PLC型號(hào)選擇1200，CPU型號(hào)選擇1214C/DC/DC/DC，點(diǎn)擊型號(hào)后選擇第三種，最后點(diǎn)擊確定，完成CPU組態(tài)任務(wù)實(shí)施—工業(yè)網(wǎng)關(guān)安裝與配置數(shù)據(jù)采集設(shè)置進(jìn)入編程界面后，以按鈕為啟動(dòng)信號(hào)，編寫好梯形圖測(cè)試程序（注：程序僅供參考，讀者可自行編寫）任務(wù)實(shí)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(yè)端配置控制器；開(kāi)啟邊緣計(jì)算功能（如何運(yùn)行邊緣計(jì)算功能，請(qǐng)參考前文）；進(jìn)入“邊緣計(jì)算>設(shè)備監(jiān)控>設(shè)備列表”頁(yè)面，在設(shè)備列表中點(diǎn)擊“添加”按鈕并配置PLC的通訊參數(shù)；點(diǎn)擊測(cè)點(diǎn)監(jiān)控>點(diǎn)擊右邊+號(hào)，增加控制器；任務(wù)實(shí)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(shí)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(jī)架號(hào)槽號(hào)、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(shí)際情況進(jìn)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(shí)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(cè)點(diǎn)時(shí)，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(diǎn)擊確認(rèn)即可任務(wù)實(shí)施—工業(yè)網(wǎng)關(guān)安裝與配置數(shù)據(jù)采集設(shè)置測(cè)點(diǎn)添加成功后，可進(jìn)行實(shí)際操驗(yàn)證，當(dāng)工作人員按下啟動(dòng)按鈕后，啟動(dòng)信號(hào)的數(shù)值將會(huì)由0變成1，實(shí)際采集效果如圖所示，從而驗(yàn)證了數(shù)據(jù)采集設(shè)置的合理性與可行性項(xiàng)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(chǎng)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(dòng)化協(xié)會(huì)

)：1995年制定的企業(yè)系統(tǒng)與控制系統(tǒng)集成標(biāo)準(zhǔn)，提供了一個(gè)用于設(shè)計(jì)和實(shí)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(dòng)化金字塔第0層：現(xiàn)場(chǎng)總線層，設(shè)備和儀器現(xiàn)場(chǎng)儀表，負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控。第1層：過(guò)程控制系統(tǒng)層，負(fù)責(zé)生產(chǎn)過(guò)程的控制和監(jiān)控，確保生產(chǎn)按照預(yù)定計(jì)劃進(jìn)行。第2層：制造執(zhí)行系統(tǒng)層，涉及生產(chǎn)運(yùn)行管理和質(zhì)量運(yùn)行管理，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)和管理生產(chǎn)活動(dòng)。第3層：企業(yè)資源規(guī)劃層，涉及生產(chǎn)計(jì)劃、調(diào)度和執(zhí)行，以及與經(jīng)營(yíng)管理系統(tǒng)對(duì)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(cái)務(wù)、銷售和市場(chǎng)等部門。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)集成應(yīng)用架構(gòu)實(shí)現(xiàn)工業(yè)物理世界對(duì)象、角色、業(yè)務(wù)流的數(shù)字化管理及應(yīng)用，最終實(shí)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(gè)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(gè)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(hào)。2、數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理是系統(tǒng)工程和自動(dòng)控制的基本環(huán)節(jié)，基本目的是從大量的、可能是雜亂無(wú)章的、難以理解的數(shù)據(jù)中抽取并推導(dǎo)出對(duì)于某些特定的人們來(lái)說(shuō)是有價(jià)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(shí)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(diǎn)，應(yīng)當(dāng)根據(jù)應(yīng)用問(wèn)題的實(shí)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(jī)處理方式和脫機(jī)處理方式。②根據(jù)數(shù)據(jù)處理時(shí)間的分配方式區(qū)分，有批處理方式、分時(shí)處理方式和實(shí)時(shí)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(jì)算機(jī)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(shí)施-PLC數(shù)據(jù)采集激光打標(biāo)產(chǎn)線監(jiān)控運(yùn)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(yùn)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(dòng)狀態(tài)；紅色、綠色、黃色報(bào)警燈分別表示產(chǎn)線異常、運(yùn)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(diǎn)數(shù)，32位產(chǎn)線環(huán)境信息濕度MD24浮點(diǎn)數(shù)，32位產(chǎn)線