一、概述

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用綜合平臺集成PLC、工業(yè)以太網(wǎng)、現(xiàn)場總線、工業(yè)機械手、RFID、傳感檢測系統(tǒng)、視覺檢測系統(tǒng)等，應(yīng)至少支持工業(yè)現(xiàn)場總線設(shè)備、工業(yè)控制、邊緣計算、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)信息采集等工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景，要求還應(yīng)至少融入云平臺數(shù)據(jù)管理與ERP、MES管理系統(tǒng)，可實現(xiàn)對生產(chǎn)現(xiàn)場的實時監(jiān)控、調(diào)度和優(yōu)化等功能。

二、設(shè)備技術(shù)指標

1.工作臺尺寸：長×寬×高 1600mm×800mm×1800mm；

2.輸入電源：AC 220V±10% /50HZ；輸入功率：≤3kw；

3.設(shè)備重量: ≈450kg；

4.安全保護：具有接地保護、漏電保護功能，安全性符合相關(guān)的國際標準。采用高絕緣的安全型插座及帶絕緣護套的高強度安全型實驗導線。

三、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用綜合平臺-功能與特點

1.設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)拓撲構(gòu)成：

設(shè)備由控制網(wǎng)絡(luò)單元和設(shè)備單元組成。控制網(wǎng)絡(luò)單元要求至少包含三層交換機、防火墻、物聯(lián)網(wǎng)關(guān)、PLC、變頻器、伺服、觸摸屏、工業(yè)交換機、按鈕、指示燈等器件，能夠?qū)崿F(xiàn)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)搭建、工業(yè)通訊應(yīng)用、工業(yè)現(xiàn)場接線編程等，最終實現(xiàn)對設(shè)備單元的統(tǒng)一控制；設(shè)備單元包含RFID、視覺、伺服電機、三相異步電機、傳感器、電磁閥等器件，可實現(xiàn)對環(huán)形輸送線、視覺檢測單元的控制?？刂凭W(wǎng)絡(luò)單元和設(shè)備單元均可拆卸更換，設(shè)備模塊相對獨立，可根據(jù)需求靈活配置、組合。

2.信息管理

1）MES制造執(zhí)行單元：

系統(tǒng)要求根據(jù)選手所有工作任務(wù)均從個性化需求訂單及共線生產(chǎn)出發(fā)，允許用戶通過平臺進行任務(wù)下發(fā)，并進行共線生產(chǎn)的全自動化作業(yè)。從訂單加工、生產(chǎn)、裝配到成品的檢測，訂單制造過程的每一個環(huán)節(jié)，均可通過MES 軟件進行實時查詢與追蹤。本單元包含基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、倉位管理、設(shè)備單元管理，報警參數(shù)設(shè)置、設(shè)備運行及生產(chǎn)訂單管理操作界面，要求如下：

（1）基礎(chǔ)數(shù)據(jù)界面：可進行對工廠信息、用戶信息、設(shè)備信息、生產(chǎn)訂單進行設(shè)置。

（2）數(shù)據(jù)管理單元：可對設(shè)備數(shù)據(jù)、輸送供料、旋轉(zhuǎn)供料、高度檢測、鋼珠裝配、入庫、分揀檢測等單元，可對其進行單站單機運行測試，并提取各設(shè)備的狀態(tài)信息，比如環(huán)境檢測、伺服狀態(tài)、生產(chǎn)狀態(tài)、庫位狀態(tài)等。

（3）設(shè)備數(shù)據(jù)管理界面：可對設(shè)備數(shù)據(jù)狀態(tài)進行數(shù)據(jù)采集，包括電壓、功率、溫度、濕度、大氣壓力、振動數(shù)據(jù)等信息。

（4）生產(chǎn)訂單界面：可對其進行訂單的創(chuàng)建，明細的添加，訂單下發(fā)等。

（5）報警參數(shù)設(shè)置界面：可對設(shè)備數(shù)據(jù)狀態(tài)進行閾值設(shè)置，包括電壓、功率、溫度、濕度、大氣壓力、振動數(shù)據(jù)等信息

2）信息層云平臺單元：

平臺采用國產(chǎn)企業(yè)級平臺，界面制作便捷，功能豐富，數(shù)據(jù)處理穩(wěn)定。平臺功能包括設(shè)備接入、設(shè)備管理、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)展示、數(shù)據(jù)分析、用戶管理、維保工單、配方管理等功能。平臺免編程可快速便捷實現(xiàn)產(chǎn)品與系統(tǒng)的聯(lián)接，實現(xiàn)物聯(lián)平臺。可實現(xiàn)多樣快捷的連接監(jiān)控方式（業(yè)務(wù)系統(tǒng)、地圖、視頻監(jiān)控）， 實時、精準的數(shù)據(jù)信息來源，精準高效的數(shù)據(jù)透視（柱狀圖、趨勢圖、定制數(shù)據(jù)透視報表），設(shè)備間更緊密的組合聯(lián)動（ 多臺 PLC 構(gòu)成的設(shè)備系統(tǒng)的集中監(jiān)控）。

具體內(nèi)容如下：

（1）項目配置：項目支持導入、導出、刪除、編輯，方便操作，包括設(shè)備配置、項目組態(tài)配置、報警源配置、設(shè)備狀態(tài)統(tǒng)計、條件賦值、報表。

（2）組態(tài)頁功能，提供不同類型可編輯的基礎(chǔ)元件、基礎(chǔ)和高級控件，通過圖形化界面呈現(xiàn)相關(guān)數(shù)據(jù)信息，使用戶能夠一目了然地查看整個系統(tǒng)的狀態(tài)信息，組態(tài)界面用戶可自定義，包括界面的布局，顏色，控件等。

（3）基礎(chǔ)元件：直線，圓，矩形，文本，圖片，折線，多邊形，表格等；

基礎(chǔ)控件：按鈕、指示燈、按鈕指示燈、數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)控制、組合框輸入、滑動輸入、畫面跳轉(zhuǎn)、變量圖片等。

（4）高級控件： 環(huán)形圖、棒圖、流體、輪播動畫、歷史曲線、實時曲線、日期時間、實時事件、歷史事件、天氣、視頻控件、功能鍵、功能域。

（5）可根據(jù)需求編輯多個組態(tài)畫面同時進行組合排列顯示；

3）可視化數(shù)據(jù)管理單元：

可完成生產(chǎn)可視化、設(shè)備狀態(tài)可視化、設(shè)備狀態(tài)管理可視化。

4）工業(yè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備

(1)環(huán)網(wǎng)三層管理工業(yè)交換機:提供≥8 個10/100/1000M 自適應(yīng)RJ45端口和4個千兆 SFP 端口，ERPS 環(huán)網(wǎng)協(xié)議，RPL 配置，寬電壓輸入：9.6V~60VDC，IEEE1588 精密時鐘同步協(xié)議，亞微秒級同步精度，多種安裝方式：導軌式安裝+壁掛安裝，三層路由協(xié)議、完備的安全防護機制和ACL\QoS 策略，兩路電源輸入，冗余備份，大大提高產(chǎn)品供電可靠性，EMC高防護等級，無懼各種惡劣環(huán)境。

(2)工業(yè)級防火墻：≥雙核 64 位網(wǎng)絡(luò)專用處理器，單核主頻≥1GHz，≥1GB DDRIV 高速內(nèi)存；≥3 個10/100/1000M RJ45 端口,≥1 個 MGMT 管理口；工業(yè)級工作溫度：-40℃~75℃；EMS 高級防護，三冗余電源輸入；支持端口 bypass功能，斷電后端口直連；支持配置安全策略、審計策略、帶寬策略、NAT策略、ALG策略等；支持多種安全防護功能，防御 ARP 欺騙、ARP攻擊、DDoS 攻擊、網(wǎng)絡(luò)掃描、可疑包攻擊等；支持可拓展的一體化 DPI 深度安全（入侵防御、反病毒、文件過濾、惡意域名遠程查詢、應(yīng)用行為控制），特征庫定期更新；支持豐富的策略對象（安全區(qū)域、地址、用戶、服務(wù)、網(wǎng)站、應(yīng)用、黑白名單、安全配置文件、入侵防御、審計配置文件等）；支持豐富的網(wǎng)絡(luò)功能；多管理員角色，精細化權(quán)限管理。

(3)邊緣網(wǎng)關(guān)：應(yīng)采用 mips架構(gòu)CPU，主頻不低于300MHz，內(nèi)存不低于128M DDR，16M FLASH，支持WIFI和以太網(wǎng)接入網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)能支持2路10M/100M自適應(yīng)端口，應(yīng)能支持RS232/RS485/RS422端口，應(yīng)能支持數(shù)據(jù)采集、PLC遠程上下載程序、斷網(wǎng)續(xù)傳和交換機功能。

(4)工業(yè)級雙頻無線接入點：適應(yīng)-40℃～+75℃溫度下嚴苛的工業(yè)級工作環(huán)境；冗余雙路直流供電，以及標準 PoE 供電，適應(yīng)工業(yè)環(huán)境組網(wǎng)要求，穩(wěn)定可靠；IEC/EN 61000-4 高標準工業(yè)級防護設(shè)計，適應(yīng)惡劣環(huán)境；2.4GHz 和 5GHz 雙頻段并發(fā)射頻，無線速率可達 1900Mbps；獨立功放電路，提升發(fā)射功率；支持設(shè)備工作為 AP 或 Client 兩種覆蓋/傳輸模式以及 Router 上網(wǎng)模式，應(yīng)用靈活；強雙頻漫游技術(shù)，Client 模式設(shè)備可快速漫游至信號更優(yōu)的 AP；無線冗余技術(shù)，干擾下設(shè)備通信不中斷；標準 DIN 導軌/壁掛安裝，維護簡便；支持AC或商用網(wǎng)絡(luò)云平臺集中管理。

(5)環(huán)境傳感器：能測量濕度、溫度、大氣壓力、二氧化碳環(huán)境數(shù)據(jù)，支持RS485通訊，標準modbusRTU協(xié)議。要求設(shè)備系統(tǒng)配有嵌入式物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)軟件，要求軟件具有知識產(chǎn)權(quán)，軟件可采集二氧化氮、PM2.5、土壤溫濕度、火焰大小等傳感器數(shù)據(jù)，具有數(shù)據(jù)傳輸、I/O控制等功能。

(6)智能電表：能實現(xiàn)對系統(tǒng)電壓、電流、功率等電量的采集和顯示，支持 RS485 通訊，采集的數(shù)據(jù)也可通過通訊傳輸給 PLC。

(7)LORA 模塊：應(yīng)能支持RS232、485-LoRa 通訊，純射頻模組，支持發(fā)送、接收數(shù)據(jù)，與PLC直接通訊。

(8)協(xié)議網(wǎng)關(guān)：應(yīng)支持Modbus-RTU/ASCII到ProfiNet協(xié)議的轉(zhuǎn)換

(9)IOT工業(yè)控制器：不低于I3-8145U/8G/128G。

3.設(shè)備層組成

1)設(shè)備由供料站點、傳送帶裝置、傳感器系統(tǒng)、視覺檢測站點、到位阻擋站點、十字滑臺、氣動控制站點等組成。

2)供料站：提供塑料材質(zhì)的物料，同時物料應(yīng)包含白色、紅色、黑色三種顏色。供料控制要求由一個供料氣缸完成，氣缸安裝有傳感器。物料用盡后需手動將物料加入供料庫內(nèi)。

3)傳送帶裝置：要求由一條機械環(huán)形傳送帶為主體，控制由減速電機（三相電機帶減速器）來完成，減速電機減速比不低于10:1，減速電機尾部要求至少安裝一個增量式編碼器作為反饋檢測使用。

4)傳感器系統(tǒng)：傳感器安裝在裝置多處位置，如十字滑臺的各個極限位置及原點位置、傳送帶裝置上的到位傳感器、顏色傳感器、金屬傳感器、氣缸上的到位傳感器等。

5)視覺檢測站點：工業(yè)視覺由支架、光源、智能相機等組成，可完成物料數(shù)量、外觀、顏色等檢測：具有通信功能，至少支持 MODBUS-TCP、TCP/IP 和 S7 等通訊；工業(yè)相機彩色相機，尺寸：≥29 mm×29 mm×30 mm，，分辨率：≥2592×1944，相機像素≥500 萬像素數(shù)據(jù)接口：不低于USB3.0，傳感器類型：CMOS，卷簾快門，工作溫度 0 ~ 50℃，儲藏溫度-30 ~ 70℃；視覺算法平臺軟件：要求兼容GigE Vision和USB3.0 Vision協(xié)議標準，可以接入多種品牌的相機。要求支持本地圖像處理和相機數(shù)據(jù)圖像處理光源：白色漫射 LED 環(huán)形燈。

6)到位阻擋站點：由一個阻擋氣缸和一個到位近點傳感器組成，當物料檢測通過后由近點傳感器發(fā)送信號控制阻擋氣缸伸出，幫助物料準確入庫。

7)十字滑臺：由伺服電機控制的X軸滑臺和氣動控制的Y軸滑臺組成，X軸滑臺上安裝至少三個傳感器，分別為左極限、右極限、原點傳感器，Y軸氣爪夾取物料出入物料庫。

8)氣動控制站點：由一套氣動系統(tǒng)組成，主要包含氣泵、電磁閥、油水分離器、各類氣動接頭、氣管等組成，負責給裝置內(nèi)氣動部件提供動力。

9)電氣控制系統(tǒng)：

(1)主控PLC：CPU 帶有顯示屏；工作存儲器可存儲 ≥150 KB 代碼和1MB數(shù)據(jù)；位指令執(zhí)行時間≤ 60 ns；4級防護機制，工藝功能：運動控制，閉環(huán)控制，計數(shù)與測量；跟蹤功能；適用于所有PROFINET 接口：傳輸協(xié)議 TCP/IP，開放式用戶安全通信，S7 通信，S7 路由，IP 轉(zhuǎn)發(fā)，Web服務(wù)器，DNS客戶端，OPC UA：服務(wù)器DA，客戶端DA，方法，配套規(guī)范；PROFINET IO控制器，支持RT/IRT，性能升級 PROFINET V2.3，雙端口。存儲卡≥4MB。

(2)執(zhí)行端控制PLC：≥125 KB 工作存儲器；24VDC 電源，板載≥ DI14 x 24VDC 漏型/源型，板載 ≥DQ10 x 24VDC、AI2 和 AQ2；板載 6 個高速計數(shù)器和 4 個脈沖輸出；信號板擴展板載式 I/O；最多 3 個通信模塊用于串行通信；最多8個信號模塊用于 I/O 擴展；PROFINET IO 控制器，雙端口，智能設(shè)備，TCP/IP 傳輸協(xié)議，開放式用戶安全通信，S7 通信，Web 服務(wù)器，OPC UA：服務(wù)器 DAPROFINET 接口，用于編程、HMI 以及PLC 間數(shù)據(jù)通信，配套相應(yīng)的 PLC 編程軟件。

(3)遠程 I/O：≥2 個 RJ45 接口，24VDC 供電 性能穩(wěn)定、抗干擾性能強，總線協(xié)議：PROFINET 、通用線纜：五類雙絞線、傳輸距離：100m（站站距離）、傳輸速率：100Mbps、工作環(huán)境溫度：-10～55°C ；相對濕度:5%～90%(無凝露）

(4)工業(yè)交換機：8個10/100M自適應(yīng)RJ45端口，導軌式安裝

(5)觸摸屏：觸摸操作,≥ 7寸TFT 顯示屏，≥800 x 480 像素，≥64K 色；按鍵和觸摸操作，≥8 個功能鍵；≥1 x PROFINET，≥1 x USB，以上器件均安裝在移動安裝盒上。

(6)變頻器系統(tǒng)：額定輸入：單相220-240V 18.0A 50/60Hz；額定輸出：三相AC0-240V 8.0A，頻率范圍：0 - 500Hz；功率1.5KW；載波頻率：0.8kHz - 11kHz可根據(jù)負載特性，自動調(diào)整載波頻率；控制方式：V/F控制和SVC控制；轉(zhuǎn)矩提升：自動轉(zhuǎn)矩提升；手動轉(zhuǎn)矩提升0.1% - 30.0%；輸入端子：4個數(shù)字輸入端子，其中1個支持最高20KHz的高速脈沖輸入1個模擬量輸入端子，支持 0 - 10V/0 - 20mA輸入；輸出端子：1個繼電器輸出端子，1個模擬輸出端子，支持0 ~10V電壓輸出；1路RS485接口，支持modbus rtu ，can總線等通訊；LED顯示：顯示參數(shù)；環(huán)境溫度：-10℃ 到+ 50℃；濕度：小于 95%RH，無水珠凝結(jié)；振動：小于 5.9m/s2（0.6g）；防護等級：IP20。

(7)伺服系統(tǒng)：支持 PROFINET 通信方式，輸入電壓200-240V，電機功率≥400W；

(8)空氣壓縮機：電源220V、額定功率≥550W、排氣量≥58L/min、排氣壓力≥0.8MPa。