2024年度甘肃省职业院校技能大赛高职组“工业网络智能控制与维护”赛项学生组B.pdf

一、平台概述

本比赛项目需通过物理平台达成考察目标，平台为一条简易工业网络零部件装

配检测生产线。整个生产线系统由四部分构成：工业控制网络、现场工作站、控制

系统单元和感知执行单元，每个部分均配有通信系统接口，组网实现整个生产线的

互联互通。现场感知执行单元配有人机交互模块（触摸屏），并应配有无线通信接

口（如WIFI、FRID）或生物信息识别功能，可实现身份验证，保证系统安全和产品

信息溯源。生产线软件系统包括用于生产线设计的工业网络控制架构设计系统、工

业网络仿真软件和生产管理（MES）系统。控制系统单元集成包括PLC、变频器、

伺服控制器、中间继电器等电气部件；感知执行单元包括各种传感器、执行部件、

现场触摸控制屏、显示屏和物料仓等，集成于一个平台上，用于模仿生产制造车间

现实环境。各类传感器用于感知监测物理量的状态，为系统决策与执行提供信息；

各执行部件执行系统的控制命令，完成既定的动作。送料B中的工件内部植入FRID

芯片，便于产品质量溯源，送料A、B模块均采用气缸推送方式，外观缺陷检测采用

视觉检测，成品搬移采用三轴线性运动抓取机构。该系统能够完成送料、装配、尺

寸（高度）检测和分拣、外观（视觉颜色、缺陷）检测分拣、FRID产品信息录入、

合格成品搬移入库等功能。整个生产过程在生产管理（MES）系统监控下自动完成。

二、任务要求

根据任务书功能要求进行系统方案设计，完成后填写设备选型设计表，同时编

写技术论证报告，保存到“D:\赛位号”。

总体任务是设计并利用现场提供设备组网完成一个汽车轮胎轮毂自动组装的生

产线，其中轮毂上植入FRID产品信息，轮胎轮毂采用塑料金属模仿件。分项任务如

下：

（1）采用工业网络控制架构设计软件进行设计能完成所要求功能的系统；

（2）采用工业网络控制仿真软件调试仿真设计的系统；

（3）采用现场各模块组网、编程，实现要求的功能。

具体要求如下：

1通过启动现场触摸控制器，自动录入操作者信息，系统自检、待机；

○

2根据生产任务，通过MES系统下达生产指令，启动系统运行；

○

2

3轮胎通过送料模块A完成外料自动上料，并由输送带送至安装位置；

○

4轮毂通过送料模块B完成内料自动上料，并将轮毂与轮胎组装，轮毂中提前

○

植入产品信息的芯片；

5组装好的产品由输送带送外观检测位置，进行外观检测；

○

⑥读入产品信息后的合格品，由输送带送至待搬移位置；

⑦搬移机构将成品搬移并依次规划方式摆放九宫格仓库中。搬移过程中，搬移机

构的两轴按照先Y轴后X轴次序，将产品按照ABCGHI顺序位置摆放；

⑧生产信息能够显示于大屏之上。

三、竞赛内容

模块一：工业网络智能控制与维护系统工业网络设计

任务1：系统方案设计、分析及评价

（1）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，按照表1样式，运用办公软件完成表格的制作及内容的完善；

以“表1系统元器件选型设计表.Pdf”的文件，存放在“E:\DS+赛位号\文档”文件

夹内。

表1系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

1防火墙

2三层交换机

3数据管理单元PLC

4产线PLC

5伺服驱动器

6RFID读写器

（2）根据系统方案进行网络拓扑图绘制

①采用工业网络控制设计软件进行绘制，包括根据设计方案中确定的设备进行

选型、组网，完成虚拟系统的搭建。

②使用网络拓扑图设计软件设计整个网络架构拓扑图，完成智能生产系统的边

缘层，包括设备层、控制层、数据接入层），应用层、网络层的绘制。同时，在网

络拓扑图中标注各设备之间所采用的工业网络通讯总线，不同工业网络通讯总线采