工业互联网设备数据采集 学生工作页汇 1-26 认识工业互联网设备数据采集 - 认识工业现场设备设备故障收集及设备维修保养

第一章认识工业互联网设备数据采集任务1认识工业互联网设备数据采集任务1-1学生工作页学习领域：工业互联网设备数据采集学习情境：认识工业互联网设备数据采集工作任务：认识工业互联网设备数据采集姓名：班级：学号：同组其他同学：一、工业互联网发展历程1.国外工业互联网发展之路通用电气（GE）联合IBM、思科、英特尔和AT&T等五家行业龙头企业联手组建了工业互联网联盟（IIC），将“”的概念大力推广开来。英国出台，法国制定“”战略，日本提出了“”战略，韩国将机器人、、自动驾驶和3D打印确立为智能制造产业发展的主攻方向。我国工业互联网发展现状2020年3月，中央明确指示要加快推进国家规划已明确的重大工程和基础设施建设，其中要加快、数据中心等新型基础设施建设进度。相比于传统的“铁公基”，新基建是立足于高新科技的基础设施建设，则占据了新基建七大领域中的一席之地。工业互联网的概念与体系架构工业互联网的概念工业互联网就是实现，和。工业互联网把整个连接起来，实现数据在这些设备及系统之间流动，从而实现、，优化工业生产等。工业互联网平台首先要把工业物理世界的起来，这就是“”干的事情，通常做法是用一个“硬件盒子”，通过接口与设备相连，采集设备的、，再通过有线或无线的方式传输到相关软件或系统（即工业APP）中。工业互联网的体系架构工业互联网体系架构1.0提出、、三大体系，其中“”是工业数据传输交换和工业互联网发展的支撑基础，“”是工业智能化的核心驱动，“”是网络与数据在工业中应用的重要保障。工业互联网体系架构2.0包括、、三大板块，形成以商业目标和业务需求为牵引，进而明确系统功能定义与实施部署方式的设计思路，自上向下层层细化和深入。工业互联网平台的概念与组成部分工业互联网平台的概念工业互联网平台是面向制造业、、需求，构建基于、、的服务体系，支撑制造资源泛在连接、弹性供给、高效配置的工业云平台，包括（边缘层）、（平台层）、（应用层）三个关键功能组成部分。工业互联网平台的组成部分提供海量工业数据接入、转换、数据预处理和边缘分析应用等功能。提供资源管理、工业数据与模型管理、工业建模分析和工业应用创新等功能。提供工业创新应用、开发者社区、应用商店、应用二次开发集成等功能。四、工业数据采集的概念与组成部分1.工业数据采集的概念工业数据采集即利用泛在感知技术对、、、人等要素信息进行实时高效采集和云端汇聚。2.工业数据采集的体系架构工业设备数据采集体系架构包括、、三层，向下接入设备或智能产品，向上与工业互联网平台/工业应用系统对接。工业数据采集的特点包含：、、、融合性和。4.工业数据采集方式在设备数据采集层，一般会遇到四种情况的数据采集：设备具备直接与系统对接、工业网关直接采集设备数据、通过进行数据采集和安装实现数据采集。任务1-2学生工作页学习领域：工业互联网设备数据采集学习情境：认识工业互联网设备数据采集工作任务：认识工业现场设备姓名：班级：学号：同组其他同学：一、工业的概念1.工业的概念工业（Industry）是指，并把它们加工成产品的工作和过程。工业是的产物，经过手工业、机器大工业、现代工业几个发展阶段。工业的地位工业是唯一生产现代化的\t"/item/%E5%B7%A5%E4%B8%9A/_blank"部门，它决定着国民经济现代化的速度、规模和水平，在当代世界各国国民经济中起着作用。工业行业的主要分类重工业重工业是指为国民经济各部门提供的主要的工业。按其生产性质和产品用途，可以分为下列三类：采掘（伐）工业、和加工工业。轻工业轻工业指主要提供和的工业。按其所使用的原料不同，可分为两大类：以农产品为原料的轻工业工业现场设备的主要类型和。此外，根据生产制造的组织化形式与技术应用，把制造业企业的生产制造种类分为流程型制造业和制造业。工业现场设备的主要类型专用采集设备包含传感器、变送器、采集器等，特点是，采集数据。传感器：一种能把（物理、化学、生物）按转换成某种可用信号输出器件和装置。通用控制设备包含PLC、RTU、嵌入式系统、IPC等。采用一种可编程的存储器，在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。专用智能设备/装备包含机器人、数控机床、AGV等。机器人是一种能够或工作的\t"/item/%E6%9C%BA%E5%99%A8%E4%BA%BA/_blank"智能机器，具有、、执行等基本特征，可以辅助甚至替代人类完成危险、繁重、复杂的工作，提高工作效率与质量，服务人类生活，扩大或延伸人的活动及能力范围。数控机床：是的简称，是一种装有程序\t"/item/%E6%95%B0%E6%8E%A7%E6%9C%BA%E5%BA%8A/_blank"控制系统的自动化机床。任务1-3学生工作页学习领域：工业互联网设备数据采集学习情境：认识工业互联网设备数据采集工作任务：认识工业数据姓名：班级：学号：同组其他同学：工业数据概念和适用范围工业数据是和和应用的数据，广义上包括但不限于工业企业在、、经营管理、等环节中生成和使用的数据，以及工业互联网平台企业（以下简称平台企业）在设备接入、平台运行、工业APP应用等过程中生成和使用的数据。1.潜在影响符合下列条件之一的数据为三级数据易引发生产安全事故或突发环境事件，或造成直接经济损失；对国民经济、行业发展、公众利益、社会秩序乃至国家安全造成严重影响。潜在影响符合下列条件之一的数据为二级数据易引生产安全事故或突发环境事件，给企业造成较大负面影响，或直接经济损失较大；引发的级联效应明显，影响范围涉及、区域或者行业内多个企业，或影响，或可导致大量供应商、客户资源被非法获取或大量个人信息泄露；恢复工业数据或消除负面影响所需付出的代价较大。潜在影响符合下列条件之一的数据为一级数据对工业控制系统及设备、工业互联网平台等的正常生产运行；给企业造成负面影响较小，或直接经济损失较小；受影响的用户和较少、生产生活区域范围较小、持续时间较短；恢复工业数据或消除负面影响所需付出的代价较小。工业数据信号输出形式开关量开关量为，无源信号，电阻测试法为电阻0或无穷大；也可以是有源信号，专业叫法是，就是0或1，可以理解成脉冲量，多个开关量可以组成数字量。模拟量模拟量是指一些连续变化的物理量，如电压、电流、压力、速度、流量等信号量，模拟信号是幅度随时间连续变化的信号，通常电压信号为，电流信号为，可以用PLC的模拟量模块进行数据采集。数字量数字量是在时间和数值上都是断续变化的离散信号，通常所说的数字量是“”和“”组成的信号类型，通常是经过编码后的有规律的信号。脉冲量在瞬间由某一值跃变到另一值的信号量。在量化后，其连续规律的变化就是数字量，如果其由0变成某一固定值并保持不变，其就是开关量。工业应用场景的设备数据互通典型的工业应用场景可分为大类，余种小类：工业互联网平台的组成部分。在数据联网过程中一般会面临以下问题：、、成本问题想要解决以上问题，实现工业设备互联互通，就要做到：第一让自己说话，让我们获取到真实的每个环节的数据。是驱动工业互联网的基础。从而使生产、管理效率得到提升。第二可以减少从生产到销售到使用的，借助信息化的穿透，瓦解信息的不对称。四、工业互联网设备数据采样频率1.采样频率采样频率，也称为或者采样率，定义了内从连续信号中提取并组成离散信号的，它用来表示。采样频率的倒数是采样周期或者叫作，它是采样之间的时间间隔。2.采样频率的确定对于采样频率的不同，常见的情况是服务端需要的采样频率相对原始数据的频率较低。一般采取的方式来处理。3.特定场景下采样频率列表序号名称采样频率1振动传感器2压力传感器100ms-1s/次3电流传感器100ms-500ms/次4温湿度（工艺）5温湿度（环境）5min/次6PLC7数控系统1-5s/次任务2-1学生工作页学习领域：工业互联网设备数据采集学习情境：认识工业智能网关工作任务：认识工业智能网关的类型姓名：班级：学号：同组其他同学：一、边缘计算1.边缘计算的概念边缘计算是指在的一侧，采用网络、计算、存储、应用核心能力为一体的开放平台，就近提供服务。边缘计算的引申边缘计算通过在和云之间引入边缘设备，包括路由器、、交换机、特定边缘服务器等，并将云服务扩展到网络边缘。网关的概念工业互联网的概念网关（Gateway），又称网间连接器、，它是在采用不同体系结构或协议的网络之间进行互通时，用于提供协议转换、、等网络兼容功能的设施。网关是一种充当转换重任的，它可以使用在不同的通信协议、数据格式或语言，甚至体系结构完全不同的两种系统之间进行“翻译”。工业智能网关需要具备以下能力：对下能力；对上、能力；数据缓存、、能力等。工业智能网关的优势主要优势有以下三点：：工业智能网关的接口允许工业现场设备、控制系统与内、外部信息系统共享数据。：边缘设备在工业现场设备、控制系统和外部网络之间提供了安全层，可提供“防火墙”来保护工业现场的设备与系统。：将非关键功能转移至工业智能网关，可以释放其本身更多的内存和处理能力。四、工业数据采集的概念与组成部分1.按功能分类工业智能网关按照其功能分类，分为型工业智能网关、型工业智能网关和型工业智能网关。2.按是否模块化分类分为工业智能网关和工业智能网关。3.按采集对象分类可分为工业智能网关、工业智能网关、工业智能网关和机器人工业智能网关等。任务2-2学生工作页学习领域：工业互联网设备数据采集学习情境：认识工业智能网关工作任务：认识工业智能网关的结构姓名：班级：学号：同组其他同学：一、工业智能网关结构组成1.国外工业互联网发展之路工业智能网关的结构组成分为七个部分，分别是、指示灯、、设备型号、调试口、、。工业智能网关指示灯指示灯类型有SYS（）、PWR（）、WAN（网络指示灯）、DAQ（）、RUN（运行指示灯）、ERR（）六种。工业智能网关-设备接口和上传接口串行接口简称“串口”，也称或串行通讯接口（通常指COM接口），是采用串行通信方式的扩展接口。其特点是，只要一对传输线就可以实现双向通信，从而大大降低了成本，特别适用于远距离通信，但传送速度较慢。串口常用的接口插座多为插座，即DB-9。凤凰接线端子分为欧式接线端子、端子、端子、建筑物布线端子、弹簧式接线端子等类型。四、工业智能网关-网络通信1.网口即为网线接口，指的是之间的接口，常见的网卡接口连接头、BNC连接头和AUI连接头。其中，最常用的是连接头，俗称“水晶头”，属于双绞线以太网接口类型。2.Wi-Fi工业级Wi-Fi智能网关相比较普通家用路由器来说，其、，可以很好地应对复杂恶劣的工业现场环境，如耐振动、耐高温、防雷防电磁等能力工业设备数据采集。4G通信第四代的移动信息系统，在智能通信设备中应用4G通信技术让用户的上网速度更加迅速，速度可以高达。4.5G通信第五代移动通信技术是具有、和特点的新一代宽带移动通信技术，是实现人机物互联的网络基础设施。五、工业智能网关-电源接口工业智能网关的点源接口采用端子，与电源适配器连接作为电源输入端。电源接口引脚定义分别为：1：电源；2：电源；3：电源接地端。六、工业智能网关-登录配置界面1.工业智能网关配置前准备工作步骤一：WINDOWS电脑点击开始—控制面板———更改适配器—本地连接—属性；步骤二：选取“Internet协议版本”，然后单击“属性”；步骤三：选择“使用下面的IP地址”和“使用下面的DNS服务器地址”，按照以下参数进行填写：IP地址：..1.XXX：（XXX的范围：，）子网掩码：..255.0填写完毕后，点击“确定”保存设置。认识智能网关的配置界面智能网关的配置界面分为五个部分，分别为、、、数据采集和系统信息。七、工业智能网关-安装与拆卸此部分考察实际动手能力。任务3-1学生工作页学习领域：工业互联网设备数据采集学习情境：采集振动传感器数据工作任务：选择工业智能网关姓名：班级：学号：同组其他同学：一、工业智能网关选型1.工业智能网关接口工业智能网关的结构组成分为七个部分，分别是、指示灯、、设备型号、调试口、、。工业智能网关功能说明名字本领采集功能采集端口管理口IP地址VT-EDU-S001设备接口：双串口采集接口；支持采集协议：/RS-422/RS-485（默认RS422）波特率：最高支持1Mbps；上传配置：工业以太网；支持上传协议：、MQTT等。COM104VT-EDU-S002设备接口：双串口采集接口；支持采集协议：/RS-422/（默认RS232）波特率：最高支持1Mbps；上传配置：Wi-Fi、工业以太网；支持上传协议：ModbusTCP、等。三菱PLCCOM105VT-EDU-N001设备接口：凤凰端子接口，含1路RS-485接口、3路开关量采集接口、4路模拟量采集接口；支持采集协议：DC0～10V、等多种标准模拟量信号输入；上传配置：工业以太网；支持上传协议：ModbusTCP、MQTT等。工业传感器4路开关量3路模拟量1路RS-48501VT-EDU-E001设备接口：采集接口；支持采集协议：、EtherNet/IP、Powerlink、ModbusTCP等工业以太网的数据接入；上传接口：工业以太网；支持上传协议：ModbusTCP、MQTT等。西门子PLCETH3063.智能网关上传协议ModbusTCP协议是一项应用层报文传输协议，包括、RTU、三种报文类型。MQTT是一个基于的消息发布/订阅传输协议。实现MQTT协议需要客户端和服务器端通讯完成，在通讯过程中，MQTT协议中有三种身份：（Publish）、代理（Broker）（服务器）、（Subscribe）。振动传感器概念定义能感受参量（机械振动速度、频率、加速度等）并转换成可用的传感器。主要类型按振动传感器功能可有以下几种分类方法：按机械接收原理分：、；按机电变换原理分：、压电式、电涡流式、电感式、、电阻式、；按所测机械量分：位移传感器、、加速度传感器、力传感器、应变传感器、扭振传感器、扭矩传感器。常见使用场景振动传感器可广泛应用于、化工、医学、汽车、、、军工及科研教学等诸多领域。本任务中所使用的振动传感器本任务采用的是系列一体化振动变送器。振动传感器的设备信息设备的技术参数信息序号参数技术指标1量程最大mm/s2频率响应10～1000Hz3输出DCmA4输出阻抗≤500Ω5工作电压DC12-28V（两线制环路供电）6接线方式二线制7测量方向垂直或水平8精度<F.S±5%9分辨率输出方式&接线方式常见仪器仪表的信号输出方式多为DC4～20mA，即采用最小电流为，最大电流为的信号来传输数据。二线制是指和传输采用的导线数。四、振动传感器的数据信息1.振动传感器的数据振动传感器是测试技术中关键部件，作用是将接收下来，并转换为与之成比例的，即振动信号转换为，因此振动传感器产生的数据为振动值。2.振动值的振幅和频率是指振动的物理量可能达到的最大值，通常以A表示。它是表示振动的范围和强度的物理量。单位时间内完成周期性变化的次数，是描述周期运动频繁程度的量，常用符号f或ν表示，单位为秒分之一。任务3-2学生工作页学习领域：工业互联网设备数据采集学习情境：采集振动传感器数据工作任务：连接振动传感器和工业智能网关姓名：班级：学号：同组其他同学：一、制作通信电缆1.通信线缆的定义通信线缆即或的各种导线的总称。RVB全称两芯平型铜芯聚乙烯绝缘软电线，俗称线，是一种扁形无护套的软电线，由一根红色和一根黑色绝缘铜线平行绝缘挤出的软线。其中，字母R表示（导体结构），字母V表示（护套材料），字母B表示平行（电线形状）。RVB通常为正极（+），为负极（-）。通信线缆的制作通信电缆的制作所需要的工具如下：RVB线cm，铜线线径mm；60W的电烙铁及1mm口径的焊锡丝一卷；1.25mm²口径的1个；小号螺丝刀一个。检测并连接通信电缆此部分考察实际动手能力。任务3-3学生工作页学习领域：工业互联网设备数据采集学习情境：采集振动传感器数据工作任务：配置工业智能网关基本参数姓名：班级：学号：同组其他同学：一、认识智能网关的配置界面1.系统信息系统信息内容主要包括、、出厂编号下载配置文件。网络设置网络设置分为两部分如下图所示，左侧部分为数据设置，与电脑的IP地址处于；右侧为设备接口设置，由于采集的是，工业智能网关与传感器直接连接，无需额外设置。网络设置数据采集主要包括、电压采集量程、，这三个部分是需要设置的。工业智能网关配置前准备工作工业智能网关（已选定为VT-EDU-N001型号）通电后，用网线连接工业智能网关的上传接口网口（Web登录网口）与电脑网口，设置电脑的IP与VT-EDU-N001网关在同一网段下，即00（智能网关默认IP）进行用户侧IP设置。具体步骤如下：步骤一：WINDOWS电脑点击开始—控制面板———更改适配器—本地连接—属性；步骤二：选取“Internet协议版本”，然后单击“属性”；步骤三：选择“使用下面的IP地址”和“使用下面的DNS服务器地址”，按照以下参数进行填写：IP地址：..1.XXX：（XXX的范围：，）子网掩码：..255.0填写完毕后，点击“确定”保存设置。任务3-4学生工作页学习领域：工业互联网设备数据采集学习情境：采集振动传感器数据工作任务：设置工业智能网关采集参数姓名：班级：学号：同组其他同学：一、通过Web浏览器登录智能网关配置界面1.工业智能网关接口通过浏览器登录智能网关配置界面，地址栏中输入http://（默认为00）。智能网关的系统信息配置和网络配置智能网关的系统信息配置工业智能网关的命名规则是：由、及下划线构成。智能网关的网络配置ETH2以为数据接口，与电脑端连接。其IP地址可进行重新配置，但是需要注意，应与电脑的网络配置在同一网段，末位需不同。子网掩码、网关、DNS按网络要求设置，分别默认、、。其余参数，如Modbus端口号和ModbusID分别为默认值502、1，勿需改动。由于振动传感器通过电流采集设备接口连接工业智能网关，因此ETH1以太网无需进行额外设置。智能网关的数据采集配置由于本任务所使用的振动传感器为DC4～20mA模拟量输出，我们需要填写电流采集量程为“”。本任务采集振动传感器的振动值，为单一设备、单一数据。我们默认Modbus映射区域为“”。任务3-5学生工作页学习领域：工业互联网设备数据采集学习情境：采集振动传感器数据工作任务：测试工业互联网设备数据采集系统姓名：班级：学号：同组其他同学：一、测试网络连通性1.命令描述ping是Windows、Unix和Linux系统下的一个命令。ping也属于一个，是TCP/IP协议的一部分。利用“ping”命令可以检查网络是否连通，可以很好地帮助我们分析和判定网络故障。应用格式：空格IP地址。2.ping命令的使用方法此部分考察实际动手能力。测试网关数据通信的准确性使用Web客户端查看采集的数据打开浏览器输入http://localhost:，进入Web客户端界面。输入对应的智能网关的和点击连接，右侧就会出现采集到的，每点击一次连接更新一次采集的数据。测试网关数据通信的实时性使用ModbusPoll与智能网关连接Modbus主机仿真器，用于测试和调试Modbus从设备。该软件支持Modbus-RTU、ASCII、。ModbusSlave：Modbus从设备仿真器，可以仿真从设备/地址域。实际值换算公式及单位：振动幅值=（50-0）/（20-4）*（读数/）；单位mm/s四、测试智能网关数据通信的稳定性此部分考察实际动手能力。五、采集数据存储配置及历史数据查询此部分考察实际动手能力。任务3-6学生工作页学习领域：工业互联网设备数据采集学习情境：采集振动传感器数据工作任务：采集其他传感器姓名：班级：学号：同组其他同学：选择工业网关1.认识电流传感器电流传感器，是一种检测装置，能感受到的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为符合或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。电流传感器的主要信息设备类型设备名称生产厂家设备型号设备数量备注传感器电流传感器华电自动化科技1序号设备参数技术指标1输出方式2接线方式二线制3量程DC0～5A4准确度选择工业智能网关-完成评估报告班级：姓名：小组：学号：名称内容备注传感器参数输出数据、量程传感器数据端口传感器数据输出方式数据采集连接方式选型网关智能网关型号智能网关采集接口采集数据上传协议总结通信电缆的连接电缆连接在连接通信电缆时，RVB的正极（+）和负极（-）分别对应实训平台电流传感器接口的。另一端连接工业智能网关VT-EDU-N001的电流模拟量接口的（也可）。工业智能网关基本参数&采集参数设置回顾采集振动传感器项目中工业智能网关的基本参数设置。测试工业互联网设备数据采集系统回顾采集振动传感器项目中的测试工业互联网设备数据采集系统。任务4-1学生工作页学习领域：工业互联网设备数据采集学习情境：采集温湿度传感器数据工作任务：选择工业智能网关姓名：班级：学号：同组其他同学：一、温湿度传感器的概念1.定义温湿度传感器是指能将和转换成容易被测量处理的的设备或装置，多以温湿度一体式的探头作为测温元件，将温度和湿度信号采集出来，转换成与温度和湿度成的电流信号或电压信号输出。温湿度传感器主要类型可分为：模拟量型温湿度传感器、、网络型温湿度传感器。3.常见使用场景人类社会中，、农业、商业、、国防、医学及环保等领域都与温度有着密不可分的关系。温度传感器是实现与的重要器件，在各类繁多的传感器中，温度传感器是应用最广泛、发展最快的传感器之一。4.本任务中所使用的温湿度传感器本任务采用的是温湿度变送器（以下简称温湿度传感器），可对℃～℃范围内的温度测量和范围内的湿度测量。温湿度传感器的设备信息设备的技术参数信息序号设备参数技术指标1输出方式2接线方式二线制3量程湿度：温度：4显示分辨力湿度：0.1%RH温度：0.1℃三、温湿度传感器的数据信息1.温湿度传感器的数据顾名思义，温湿度传感器，其采集的数据就是传感器所处环境的和。2.温湿度的概念温度是表示物体的\t"/item/%E6%B8%A9%E5%BA%A6/_blank"物理量，微观上来讲是物体\t"/item/%E6%B8%A9%E5%BA%A6/_blank"分子的剧烈程度。温度只能通过物体随温度变化的某些特性来\t"/item/%E6%B8%A9%E5%BA%A6/_blank"间接测量，而用来\t"/item/%E6%B8%A9%E5%BA%A6/_blank"量度物体温度数值的标尺叫\t"/item/%E6%B8%A9%E5%BA%A6/_blank"温标。常见的标定温度的方法主要有（℃）、（℉）等。湿度表示大气的物理量。在一定的温度下在一定体积的空气里含有的水汽越少，则空气越干燥；水汽越多，则空气越潮湿。空气的叫做“湿度”。任务4-2学生工作页学习领域：工业互联网设备数据采集学习情境：采集温湿度传感器数据工作任务：连温湿度动传感器和工业智能网关姓名：班级：学号：同组其他同学：一、了解被采集设备的接口类型、通信类型，选择连接方式1.RS485接口含义485通讯接口是对的硬件描述，它只需要两根，即可以在两个或两个以上的设备之间进行。这种数据传输的连接，是的通讯方式，即在某一个时刻，一个设备只能进行发送数据或接收数据。Modbus协议目前Modbus规约主要使用的是、、TCP等，并没有规定物理层。目前Modbus常用的接口形式主要有RS-232C、、RS422，也有使用RJ45接口的，Modbus的ASCII，RTU协议则在此基础上规定了消息、数据的结构、命令和应答的方式。Modbus数据通信采用Master/Slave方式（/），即Master端发出数据请求消息，Slave端接收到正确消息后就可以发送数据到Master端以响应请求；Master端也可以直接发消息修改Slave端的数据，实现双向读写。检测并连接通信电缆此部分考察实际动手能力。任务4-3学生工作页学习领域：工业互联网设备数据采集学习情境：采集温湿度数据工作任务：配置工业智能网关基本参数姓名：班级：学号：同组其他同学：认识智能网关的配置界面VT-SDU-N001的配置界面分为五个部分，分别为、MQTT、、数据采集和系统信息。1.系统信息系统信息内容主要包括、、出厂编号下载配置文件。网络设置网络设置分为两部分如下图所示，左侧部分为数据设置，与电脑的IP地址处于；右侧为设备接口设置，由于采集的是，工业智能网关与传感器直接连接，无需额外设置。数据采集数据采集主要包括、电压采集量程、，这三个部分是需要设置的。工业智能网关配置前准备工作工业智能网关（已选定为VT-EDU-N001型号）通电后，用网线连接工业智能网关的上传接口网口（Web登录网口）与电脑网口，设置电脑的IP与VT-EDU-N001网关在同一网段下，即00（智能网关默认IP）进行用户侧IP设置。具体步骤如下：步骤一：WINDOWS电脑点击开始—控制面板———更改适配器—本地连接—属性；步骤二：选取“Internet协议版本”，然后单击“属性”；步骤三：选择“使用下面的IP地址”和“使用下面的DNS服务器地址”，按照以下参数进行填写：IP地址：..1.XXX：（XXX的范围：，）子网掩码：..255.0填写完毕后，点击“确定”保存设置。任务4-4学生工作页学习领域：工业互联网设备数据采集学习情境：采集温湿度传感器数据工作任务：设置工业智能网关采集参数姓名：班级：学号：同组其他同学：一、智能网关VT-SDU-N001的网络配置ETH2以太网口为数据接口，与电脑端连接。其IP地址可进行重新配置，但是需要注意，应与电脑的网络配置处于同一网段，末位需不同。子网掩码、网关、DNS按网络要求设置，默认、、。其余参数，如Modbus端口号和ModbusID分别为默认值、，不可随意改动。智能网关的系统信息配置和网络配置串口设置ModbusRtu协议使用上传数据至数据采集网关，所以此处应配置成与传感器相同的串口通讯参数配置，下的通讯模式一栏下拉后可选择三种标准的通讯方式，根据相同的方式配置数据长度，停止位，校验位，波特率可直接输入。根据传感器的上传方式此处配置为RS485，，8位数据，1，无校验。Modbus映射区域本任务采集温湿度传感器的温度值和湿度值，同一设备上采集多个数据。我们默认Modbus映射区域为“”。任务4-5学生工作页学习领域：工业互联网设备数据采集学习情境：采集温湿度传感器数据工作任务：测试工业互联网设备数据采集系统姓名：班级：学号：同组其他同学：一、测试网络连通性1.命令描述ping是Windows、Unix和Linux系统下的一个命令。ping也属于一个，是TCP/IP协议的一部分。利用“ping”命令可以检查网络是否连通，可以很好地帮助我们分析和判定网络故障。应用格式：空格IP地址。2.ping命令的使用方法此部分考察实际动手能力。测试网关数据通信的准确性实际生产生活中，可以采用“收集-清洗-规整”三步法来提升数据的准确性：数据的收集、数据的规整、。使用Web客户端查看采集的数据打开浏览器输入http://localhost:，进入Web客户端界面。输入对应的智能网关的和点击连接，右侧就会出现采集到的，每点击一次连接更新一次采集的数据。测试网关数据通信的实时性智能网关采集实训平台模组数据，通过协议上传数据至Web客户端显示。四、测试智能网关数据通信的稳定性此部分考察实际动手能力。五、采集数据存储配置及历史数据查询此部分考察实际动手能力。任务4-6学生工作页学习领域：工业互联网设备数据采集学习情境：采集温湿度传感器数据工作任务：采集其他传感器姓名：班级：学号：同组其他同学：选择工业网关1.认识噪声传感器能感受并转换成可用输出信号的传感器，其作用相当于一个话筒（麦克风）。它用来接收，显示声音的振动图像。噪声传感器正是由于传感器内置一个对声音敏感的电容式驻极体话筒，声波使话筒内的驻极体薄膜振动，导致的变化，而产生与之对应变化的微小电压，从而实现光信号到的转换。噪声传感器的主要信息设备类型设备名称生产厂家设备型号设备数量备注传感器噪声传感器上海搜博事业有限公司SM8765B1序号设备参数技术指标1输出方式2接线方式二线制3量程30～130DB4准确度选择工业智能网关-完成评估报告班级：姓名：小组：学号：名称内容备注传感器参数输出数据、量程传感器数据端口传感器数据输出方式数据采集连接方式选型网关智能网关型号智能网关采集接口采集数据上传协议总结通信电缆的连接此部分考察实际动手能力。工业智能网关基本参数&采集参数设置回顾采集温湿度传感器项目中工业智能网关的基本参数设置。测试工业互联网设备数据采集系统回顾采集温湿度传感器项目中的测试工业互联网设备数据采集系统。任务5-1学生工作页学习领域：工业互联网设备数据采集学习情境：采集西门子PLC数据工作任务：选择工业智能网关姓名：班级：学号：同组其他同学：一、西门子PLC的介绍1.产品介绍西门子PLC是德国西门子公司生产的可编程控制器，在我国的、、印刷生产线等领域应用广泛。西门子公司的PLC产品包括S7-200、、S7-300、S7-400、S7-1500等。 西门子PLC体积小、速度快、标准化，具有网络通信能力，功能更强，可靠性高。主要分类可分为：（1）根据PLC的控制规模大小：可以分为机、机和机。（2）根据PLC的性能高低：可分为机、和机。（3）根据PLC的结构分类：可分为、、。3.本任务中所使用的西门子PLC本任务采用的西门子PLC型号为。西门子PLC的设备信息设备的技术参数信息序号设备参数技术指标1端口1个网口2通信协议通信协议三、西门子PLC的数据信息1.DB（数据块）PLC中DB（DataBlock）指数据块是用于时所需的数据的数据区2.开关量开关量也称，指仅有两个取值，或、ON或OFF。它是最常用的控制，对它进行控制是PLC的优势，也是PLC最基本的应用。

3.模拟量模拟量是指一些连续变化的，如电压、电流、压力、速度、流量等。4.脉冲量脉冲量是其取值总是不断的在0（）和1（）之间交替变化的。每秒钟脉冲交替变化的次数称为。任务5-2学生工作页学习领域：工业互联网设备数据采集学习情境：采集西门子PLC数据工作任务：连接并配置西门子PLC和工业智能网关姓名：班级：学号：同组其他同学：一、检测并连接通信电缆此部分考察实际动手能力。工业智能网关配置前准备工作工业智能网关（已选定为VT-EDU-E001型号）通电后，用网线连接工业智能网关的上传接口网口（Web登录网口）与电脑网口，设置电脑的IP与VT-EDU-N001网关在同一网段下，即00（智能网关默认IP）进行用户侧IP设置。通过Web浏览器登录智能网关配置界面打开浏览器，地址值栏中输入智能网关的默认地址：认识智能网关的配置界面VT-SDU-E001的配置界面分为五个部分，分别为、MQTT、、数据采集和系统信息。1.系统信息在本配置页面中，只有“”可以进行设置。网络设置网络设置分为两部分，左侧部分为设置，与电脑的IP地址处于；右侧为，与被采集设备处于同一网段。数据采集数据采集主要包括西门子PLC的、设备型号、。智能网关的系统信息配置和网络配置智能网关的系统信息配置工业智能网关的命名规则是：由、及下划线构成。智能网关的网络配置ETH2以为数据接口，与电脑端连接。其IP地址可进行重新配置，但是需要注意，应与电脑的网络配置在同一网段，末位需不同。子网掩码、网关、DNS按网络要求设置，分别默认、、。其余参数，如Modbus端口号和ModbusID分别为默认值502、1，勿需改动。ETH1以太网口为工业智能网关与接口，本任务特指连接西门子PLC的网口。智能网关的数据采集配置S7COMIP地址数据采集界面中，西门子PLC的S7COM，IP默认为。设备型号设备型号需要根据其真实情况进行填写，本任务需填写为“”。Modbus映射区域Modbus映射区域映射了西门子PLC的DB数据块，Modbus映射区域填写“”即对应数据块。任务5-3学生工作页学习领域：工业互联网设备数据采集学习情境：采集西门子PLC数据工作任务：测试工业互联网设备数据采集系统姓名：班级：学号：同组其他同学：一、测试网络连通性此部分考察实际动手能力。测试网关数据通信的准确性此部分考察实际动手能力。测试网关数据通信的实时性使用ModbusPoll与智能网关连接修改Address为的数据，双击蓝色区域出现WriteSingleRegister界面，填写value值，点击；智能网关采集数据能够实时显示修改的数值。四、测试智能网关数据通信的稳定性此部分考察实际动手能力。五、采集数据存储配置及历史数据查询此部分考察实际动手能力。任务6-1学生工作页学习领域：工业互联网设备数据采集学习情境：采集三菱PLC数据工作任务：选择工业智能网关姓名：班级：学号：同组其他同学：一、三菱PLC的介绍1.产品介绍三菱PLC采用一类的存储器，用于其内部存储程序，执行、顺序控制、定时、操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式控制各种类型的机械或生产过程。2.本任务中所使用的三菱PLC本任务采用的三菱PLC型号为。三菱PLC的设备信息设备的技术参数信息序号设备参数技术指标1电源电压DC24V2接口个数1个3接口类型4通信协议三菱私有协议三、三菱PLC的数据信息1.三菱PLC的数据有以下几种形式：十进制、、八进制、、BCD码、常数K、H。任务6-2学生工作页学习领域：工业互联网设备数据采集学习情境：采集西门子PLC数据工作任务：连接并配置西门子PLC和工业智能网关姓名：班级：学号：同组其他同学：一、检测并连接通信电缆1.使用的接口、线序和电缆简介对应三菱PLC的接口为，因此我们需要制作的通信电缆接头应为一端为母头（连接工业智能网关）、一端为公头（连接三菱PLC）。三菱PLC的通讯协议为RS-422，且和工业智能网关的COM1接口共有5对线互相对应，分别为、、4-9、、7-4。由于三菱PLC和工业智能网关的共有5对线互相对应，所以在选择通信线缆时，至少选择芯以上的线缆进行制作。通信电缆的制作与检测此部分考察实际动手能力。工业智能网关配置前准备工作工业智能网关通电后，用网线连接工业智能网关的上传接口网口（Web登录网口）与电脑网口，设置电脑的IP与网关在同一网段下，即00进行用户侧IP设置。通过Web浏览器登录智能网关配置界面打开浏览器，地址值栏中输入智能网关的默认地址：认识智能网关的配置界面智能网关的配置界面分为五个部分，分别为、MQTT、、数据采集和系统信息。1.系统信息在本配置页面中，只有“”可以进行设置。网络设置网络设置分为两部分，左侧部分为设置，与电脑的IP地址处于；右侧为，与被采集设备处于同一网段。数据采集数据采集主要包括西门子PLC的、PLCID号、。智能网关的系统信息配置和网络配置智能网关的系统信息配置工业智能网关的命名规则是：由、及下划线构成。智能网关的网络配置ETH2以为数据接口，与电脑端连接。其IP地址可进行重新配置，但是需要注意，应与电脑的网络配置在同一网段，末位需不同。子网掩码、网关、DNS按网络要求设置，分别默认、、。其余参数，如Modbus端口号和ModbusID分别为默认值502、1，勿需改动。智能网关的数据采集配置网关ID数据采集界面中，网关ID号为。PLCID号数据采集界面中，PLCID号为。Modbus映射区域Modbus映射区域映射了三菱PLC的数据，Modbus映射区域填写“”即对应数据块。工业智能网关的串口配置由于我们使用的是智能网关的COM1与三菱PLC通信，所以还需要配置智能网关的串口。COM1串口通信端口与三菱PLC通信，需要根据三菱PLC的私有通信协议设置。三菱PLC的私有通信协议：，波特率为，校验位Even，数据位7，停止位。任务7-1学生工作页学习领域：工业互联网设备数据采集学习情境：工业互联网设备数据采集故障处理工作任务：工业互联网设备数据采集常见故障分类姓名：班级：学号：同组其他同学：一、按数据采集系统发生故障的部位分类1.工业设备故障工业设备的故障一般具有五个基本特征：、传播性、放射性、、不确定性等。电气故障电气故障可分为弱电故障与强电故障。主要指智能网关等电子电路发生的故障。它又可分为与软件故障。是指上述装置的集成电路芯片、分立元件、接插件以及外部连接组件等发生的故障。主要是指采集程序出错、系统程序和采集参数改变或丢失等。是指继电器、接触器、开关、熔断器、电源变压器等元器件，以及由其所组成的电路所发生的故障。按数据采集系统发生故障的部位分类系统性故障系统性故障是指只要满足一定的条件或超过某一设定，工作中的数据采集系统必然会发生的，这一类故障现象极为常见。随机性故障随机性故障是指在正常工作时偶然发生的一次或两次故障。由于随机性故障是的，因此，其原因分析与故障诊断较为困难。一般而言，这类故障的发生往往与、维护不当、硬件设备性能及等诸多因素有关。按数据采集系统发生故障的原因分类数据采集系统自身故障数据采集系统自身故障是由数据采集系统自身原因引起的，与外部使用环境无关。数据采集系统所发生的绝大多数故障均属该类故障，主要指的是数据采集系统自身、工业智能网关、设备模组等发生了故障。数据采集系统外部故障数据采集系统外部故障是由造成的。此外，数据采集系统故障还可按故障发生时有无破坏性分为故障和故障；按故障发生的部位不同分为、、设备模组故障等。任务7-2学生工作页学习领域：工业互联网设备数据采集学习情境：工业互联网设备数据采集故障处理工作任务：故障排除原则与诊断方法姓名：班级：学号：同组其他同学：一、故障排除应遵循的原则“先易后难”是指处理数据采集系统故障时需要从的事情做起，通过认真的观察后，再进行判断与维修，这样有利于集中精力进行故障的判断与定位。“先外后内”是指维修时要从数据采集系统开始检查，如电源、接口连接线。一般情况下，排除故障应遵循先软后硬的原则，首先通过排除故障的可能，然后再检查硬件故障。在排除某一故障时，应先考虑的可能原因，然后再分析很少发生的特殊原因。故障诊断与排除的基本方法观察检查法包括：、预检查和电源、接地、插头连接检查。参数检查法工业智能网关会存储部分采集设备的，根据需要查看是否有变化。因此，检查和恢复数据采集系统的参数，是运维中的方法之一。交换法“交换法”是把相同的互相交换，观察故障变化的情况，帮助判断、寻找故障原因的一种方法。任务7-3学生工作页学习领域：工业互联网设备数据采集学习情境：工业互联网设备数据采集系统故障处理工作任务：常见故障及处理方法姓名：班级：学号：同组