《2024年广西职业院校技能大赛高职组《工业互联网集成应用》赛项-样题1》

2024年广西职业院校技能大赛

工业互联网集成应用赛项

样题1

（总时间：240分钟）

工

作

任

务

书

场次号：__________工位号：________

竞赛工作任务说明书

一、平台硬件、软件组成说明

竞赛平台采用格创东智科技有限公司的工业互联网场景平

台（图1）。大赛所用专用工具达到本赛项技术标准。工具清

单见表1，工业互联网场景平台设备清单见表2。

图1工业互联网场景平台

表1《工业互联网集成应用》赛项设备及工具清单

序号名称规格数量备注

1工业数据采集实训平台定制1

2物料箱橙色收纳箱1

3万用表UNI-TUT139A1

4水口钳6寸水口钳-薄款1

5尼龙扎带4*300（3.6MM宽）1

带刃口6档电工剥线钳

6剥线钳1

（09-5.5mm2）

管型端子压线钳（0.25-

7压线钳1

10mm2）

8十字6X150mm1

9螺丝刀一字6X150mm1

10一字2.5x75mm1

11短接片三脚中心联络件FBS3-55

12短接片两脚中心联络件FBS2-55

序号名称规格数量备注

13端子排PTTB2.530

14端子隔板PTTB2.5隔板6

15端子固定件35mm导轨固定件2

RV0.5mm2，综色*15米/黑

16导线2

色*8米

表2工业互联网场景平台设备清单

序号类型名称数量

1智能物联网关GT67571

2物联网关智能电表1

3工业无线数据终端1

4PLC主机SIMATCS7-1215C1

5PLCIO拓展模块SM12231

6皮带传送模块ZYTD38S-R/p>

7步进电机驱动器FDE5561

8电气控制部件步进电机57BYG250-561

9伺服马达驱动器SINAMICSV901

10伺服马达150WSIMOTICSS-1FL61

11HMI触摸屏TPC7062Ti1

12变频器及电机SINAMICSG120C1

13RS232通讯模块1

14通讯组件RS485通讯模块1

15工业交换机TL-SF10052

16光电传感器GTB61

17电容传感器1

18电感传感器WX20471

19颜色传感器KTM-M81

20接近开关1

传感器组件

21Pt100温度传感器1

22温度传感器变送器1

23电流互感器1

24高频RFID读卡器1

25RFID高频芯片10

26扫码枪1

27中间继电器3

专用线材

28熔断器1

29漏保空开1

30按钮3

31旋转开关1

32急停开关1

33三色灯1

34DC24V电源1

35DC5V电源1

36220V电源航空插头1

37接线端子（香蕉插座端子）若干

38端子台（电源）12

38网线（0.5m）5

40网线（1m）1

41网线（2m)1

42台架1

43相关配件1

44备件收纳箱1

45工具箱1

46耗材箱1

47螺丝刀（一字）3

48螺丝刀（十字）3

配件

49内六角螺丝刀1

50万用表1

51剥线钳1

52压线钳1

53调试工具1

54易损备件1

55耗材1

56pycharm1

57pythonv3.91

58JDKv1.81

59IDEAcommunity1

60MySQLv5.71

软件

61工业互联网Saas应用账号1

62工业物联平台1

63工业组态1

64零代码开发平台1

65集成平台1

二、任务要求

模块一工业互联网设备安装与调试（35分）

考核参赛选手工业互联网安装及调试的能力，合理使用提

供的相关硬件、软件工具，完成工业互联网设备的安装与调试，

实现工业设备间的网络互联。考核分为三个步骤：设备安装、

设备互联、设备调试。

工业场景：某工厂生产线需要互联产线中的相关设备及智

能电表，设有显示单元（人机界面HMI），通过中央控制单元

（可编程逻辑器件PLC）对执行输出单元进行控制、状态显示，

并可读入传感输入单元的状态到人机界面HMI，相关设备数据

通过工业互联网边缘网关（云盒）设备上云，从而可实现工业

互联网云、边、端的通信与控制。

任务1-1工业互联网设备安装

一般性概述：熟悉工业互联网常见互联设备：中央控制单

元（可编程逻辑器件PLC）、触屏交互显示单元（人机界面

HMI）、工业互联网边缘网关（云盒）、智能电表、执行单元、

传感单元、工业网络单元（网络路由与交换）、供电单元、连

接转接单元等的安装与接线，按工业互联网场景要求，将给定

的工业互联网设备安装电工实训网孔板上，并正确完成接线。

任务要求1：根据设备布局图1-1-1、安装接线图图1-1-2，

对工业网络设备的部分硬件进行安装与电气接线，利用剥线钳、

压线钳等工具进行线缆剥线，完成电气线缆冷压头及网线水晶

头压制，整理接线，放入线槽中，满足后续任务的开展。（裁

判对完成情况进行打分）

图1-1-1设备布局示意图

图1-1-2传感器安装接线图

选手需自行制作合格的接线，若选手无法实现制作接线，

可以填写“协助申请单”，领取成套成品接线，但提出协助申

请后，将按标准扣分。如果设备连接接线处理不好，会影响后

续部分任务完成。

任务1-2.工业互联网设备互联

一般性概述：熟悉各类设备单元：中央控制单元（可编程

逻辑器件PLC）、触屏交互显示单元（人机界面HMI）、工业互

联网边缘网关（云盒）、智能电表、执行单元、传感单元、工

业网络单元（网络路由与交换）的互联地址等参数设置，按工

业互联网场景要求，对各设备单元开展硬件网络连接，进行互

联配置，使用软件工具检测设备互联配置情况。

任务1-2-1：根据互联地址设备网络拓扑图1-2-1，将相关

工业网络设备进行硬件网络连接。

图1-2-1PLC部分接线图

任务1-2-2：根据互联地址等参数设置表1-2-1，对各设备

单元进行互联配置。

表1-2-1IP地址

序号设备名称IP地址

1可编程逻辑器件PLC

2人机界面HMI

3伺服控制器

4变频控制器

5智能电表

工业网络单元（网0

6

关）0

任务1-2-3：通过IP扫描工具，进行工业网络验证，扫描、

列显出所有设备IP。

现场提供的工业网络单元（网络路由与交换）的用户名及

密码为默认：用户名admin，密码为123456，IP地址设置为

00。

任务要求

将PLC的IP设置后的页面的进行截图，截图贴到成果物文

档中名为“子任务1-2-2-1”

将人机界面HMI的IP设置后的页面的进行截图，截图贴到

成果物文档中名为“子任务1-2-2-2”

将IP扫描的界面截图，截图贴到成果物文档中名为“子任

务1-2-3-1”

任务1-3.工业互联网设备调试

一般性概述：熟悉各类设备单元：中央控制单元（可编程

逻辑器件PLC）、触屏交互显示单元（人机界面HMI）、工业互

联网边缘网关（云盒）、智能电表、执行单元、传感单元、工

业网络单元（网络路由与交换）等的实现功能，按工业互联网

场景要求，装载功能程序，并进行联合调试。

任务1-3-1：根据赛项资料包提供的可编程逻辑器（PLC）

程序，使用计算机中的软件TIAportal，把它装载到可编程逻

辑器，并切换到RUN的状态。

任务1-3-2：根据赛项资料包提供的HMI程序，使用计算

机中的软件TIAportal组态软件进行程序下载，并将HMI切换

到运行状态。

任务1-3-3：根据功能要求进行联调。验证设备参数设置、

硬件连接、网络搭建是否正确，功能是否正常，测试编程逻辑

器（PLC）程序、提供的HMI程序、执行输出单元、传感输入单

元的网络互联功能，在人机界面（HMI）的触摸屏上能进行“执

行动作“的操作，正确反应传感单元的状态。（裁判对功能情

况进行评分：通过提供的人机交互界面能够控制执行器件，包

括三色灯等设备，能够正确在人机界面组态上显示传感器的数

据，能够通过人机交互界面显示各执行装置的正确状态）。

（1）进入HMI手动操作界面，启动执行单元设备1（例如：

三相电机）；

（2）进入HMI手动操作界面，启动执行单元设备2（例如：

步进电机）。

任务1-3-4：通过HMI人机交互界面组态实现对指示灯的

控制。在HMI画面上增加一个按钮，结合PLC程序，实现按下

按“HL3开”按钮使指示灯HL3亮起，再次按下“HL3关”按钮

指示灯HL3熄灭。

图1-3-4HMI界面样图

任务1-3-5：基于给定程序框架，续写PLC与数采网关间

基于ModbusTCP的通讯程序，定义通讯数据传输地址块，实现

网关自PLC进行数据采集功能。

任务要求：

将可编程逻辑器（PLC）程序装载成功界面截图，截图贴到

成果物文档中名为“子任务1-3-1-1”

将可编程逻辑器（PLC）程序运行状态截图，截图贴到成果

物文档中名为“子任务1-3-1-2”

将人机界面（HMI）程序装载成功界面截图，截图贴到成果

物文档中名为“子任务1-3-2-1”

将人机界面（HMI）程序运行状态截图，截图贴到成果物文

档中名为“子任务1-3-2-2”

将可编程逻辑器（PLC）ModbusTCP通讯程序截图，截图

贴到成果物文档中名为“子任务1-3-5-1”

任务1-4.HMI添加采集数据曲线

一般性概述：按工业互联网场景要求，将现场温度数据在

现场HMI上进行可视化展示，装载功能程序，并进行联合调试。

任务1-4-1：根据赛项要求，将采集到的温度数据曲线展

示在HMI上，使用计算机中的软件TIAportal进行组态调试，

把它装载到触摸屏中。新增加一张HMI页面进行温度数据曲线

展示，并在主界面中增加跳转按钮，实现从主界面直接跳转至

温度数据曲线页面。

模块二工业互联网平台开发应用（60分）

任务2-1边缘计算及数据可视化应用

任务2-1-1数采网关配置

1.打开网关配置工具，新建一个工程，命名为S7_1200

数据采集，连接上网关，网关当前处于出厂状态，需要进行配

置，使用工位上的配置专用网线连接闲置网口1进行通讯配置。

网关配置所需的网关产品出厂信息：

1)网关采集的S7_1200PLCIP：，端口号：

502，本次所有采集数据需从该PLC中获取;

2)网口2用于连接PLC进行数据采集，网口1用于连接

平台上抛数据;

3)网关网口1默认IP:30

4)网关进入管理设备及调试设备界面时需要输入账号和

密码，帐号：super密码：super

使用工位上的网线将配置好的网关以及工位上的两台电脑

接入系统网络。

修改两台PC的IP设置为：

PC1:

1)将PC1的IP设定成192.168.（工位号+101）.101，

2)子网掩码：

3)网关：192.168.（工位号+101）.1

4)DNS:

PC2

1)将PC2的IP设定成192.168.（工位号+101）.102，

2)子网掩码：

3)网关：192.168.（工位号+101）.1

4)DNS:

用ipconfig指令显示出电脑的IP后，在任意一台PC使用

ping指令测试电脑与服务器（IP地址为03）、

网关的连接。

2.新建数据采集应用，名称为ModbusTCP,新建通道，

配置相关参数，使网关能和S7_1200PLC使用ModbusTCP方式

进行数据通讯（S7_1200PLCIP：，端口号：

502）；

3.新建采集单元，采集单元名称为S7_1200,配置采集地

址表中的所有遥测和遥信采集点以及反控点位地址（注意采集

点的Modbus地址在网关中的配置差异，Modbus地址首位只用

来判断选择寄存器类型，后四位是采集地址，在网关中配置时

需要减1）；

表2-1-1-1数据采集点位表

序上传参数标识（遥测/遥信数据PLCModbus数据归属分

参数

号名称)类型地址地址类

1实际电压UReal40001

2实际电流IReal40003

3有功功率PReal40005

单相电能表

4无功功率QReal40007

N/A(电表)

5视在功率SReal40009

6功率因数PFReal40011

7已用电能EpReal40013

8变频器当前Current_speed_of_frequeReal40015电机

序上传参数标识（遥测/遥信数据PLCModbus数据归属分

参数

号名称)类型地址地址类

速度ncy_converter

伺服当前速

Current_speed_of_servoReal

9度40017

步进电机当Current_speed_of_steppe

Real

10前速度r_motor40019

直流电机当Current_speed_of_DC_mot

DInt

11前速度or40021

编码器脉冲

Encoder_pulse_countDInt传送带

12数40023

编码器当前Encoder_current_distanc

Real

13距离e40025

14当前温度Current_temperatureReal40027

15采集电压值Collect_voltage_valuesReal40029

实际输出电Actual_output_voltage_v

Real

16压值alue40031PLC

17数显表Digital_display_meteReal40033

温度单元

DInt

18AQAQ40035

19电位器旋钮Fan_potentiometer_knobDInt40037电机

西克编码器

Encoder_phase_ABool

20A相I0.010001

西克编码器

Encoder_phase_BBool

21B相I0.110002

传送带

22光电传感器Photoelectric_sensorBoolI0.210003

23颜色传感器Color_sensorBoolI0.310004

24电容传感器Capacitive_sensorBoolI0.410005

25电感传感器Inductive_sensorBoolI0.510006

S0-急停按S0_Emergency_stop_butto

Bool

26钮nI0.710008

27SB1SB1BoolI1.010009

28SB2SB2BoolI1.110010

PLC

29SB3SB3BoolI1.210011

30SB4SB4BoolI1.310012

31SA1SA1BoolI1.410013

32SA2SA2BoolI1.510014

直流驱动

Bool

33器-PWM+PWMQ0.000001传送带

34直流驱动DIRBoolQ0.100002

序上传参数标识（遥测/遥信数据PLCModbus数据归属分

参数

号名称)类型地址地址类

器-DIR+

步进驱动

Bool

35器-PUL+PULQ0.200003

电机

步进驱动

Bool

36器-DIR+DIRQ0.300004

37HL1HL1BoolQ0.400005

38HL2HL2BoolQ0.500006

39HL3HL3BoolQ0.600007

40HL4HL4BoolQ0.700008

PLC

41HL5HL5BoolQ1.000009

42HL6HL6BoolQ1.100010

43温度-风扇FAN_RUNBoolQ2.000017

44温度-PWMT_PWMBoolQ2.100018

45VF-DI0VF_DI0BoolQ2.200019

46VF-DI1VF_DI1BoolQ2.300020

电机

47VF-DI2VF_DI2BoolQ2.400021

48VF-DI3VF_DI3BoolQ2.500022

HL1（反

BoolPLC,这两个

49控）Control_1Q3.000025点位

需要配置反

HL2（反Bool

50控）Control_2Q3.100026控

4.新建4个采集数据转发应用，名称分别为电表/传送带

/电机/PLC，配置相关的转发参数，转发参数中的对应通道（在

新建通道的规约类型列表中）选择赛项平台MQTT,数据上抛选

择周期发送，发送周期设定为5S,禁用变化上传，并且按表2-

1-1-1数据采集点位表中数据分类归属所对应的采集转发应用，

选择上抛对应数据，PLC的转发应用里面除了配置数据上抛外，

还需要对相应的反控点，进行反控相关的设置;

注：

1)数据转发配置所需的平台信息：

ip：2

port：2883

账号：ZYJNDS

密码：ZYJNDS

租户标识（组织id）：gx_jnds

(实际租户标识以各个学校所分配的练习账号信息为准，以

下标记为tenantId）

数据上报topic：

格式：v2/{租户标识}/{模型标识}/{设备标识}/telemetry

电表：v2/tenantId/meter/meter_01/telemetry

传送带：v2/tenantId/belt/belt_01/telemetry

电机：v2/tenantId/motor/motor_01/telemetry

PLC：v2/tenantId/plc/plc/telemetry

设备反控topic：

格式：v2/{租户标识}/{模型标识}/{设备标

识}/instruct/req

反控：v2/tenantId/plc/plc/instruct/req

5.监控网关采集数据结果（网关在下载配置文件重启后

需要等待一定的时间才能和其它设备重新建立上通讯连接，一

般在30S以内，没重新通讯上的期间，数据也是会显示无效/未

初始化，如果超过30S仍未显示有效，则需要确认采集应用的

通讯参数配置是否准确），需要核对数据准确性；

6.监控网关上抛平台的数据；

7.通过平台对网关的反控点位下发反控命令，在网关采

集实时数据画面以及上抛平台的报文监视画面中将反控成功的

结果（反控点的网关采集实时数据监控值变成1及接收到平台

下发的反控指令记录，接收到的反控指令在上抛平台的监视画

面（需要选反控对应的转发应用名）中显示绿色）；

8.调试工具验证

使用MQTT连接工具MQTTBox进行验证，测试能否连接平台

服务端的MQTT集群。

将竞赛资源包中的【MQTTBox.zip】进行解压，在解压后目

录中选择MQTTBox.exe启动MQTT客户端；

点击按钮左上角的【CreateMQTTClient】按钮，并填写

【MQTTClientName】【Protocol】【Host】【Username】

【Password】，相关信息参考“数据转发配置”。若左上角的

连接状态为【绿色Connected】，则说明调试成功。

将调试结果截图贴到成果物文档中名为“子任务2-1-1”.

任务2-1-2在工业物联平台创建数字化设备

为了将设备的信息和数据在工业互联网平台进行展示，需

要在平台中创建数字化的模型和设备，以映射真实环境的物理

设备。所需创建的模型清单、及对应的参数清单参见表2-1-2-

1，设备清单参见表2-1-2-2。

1.根据表2-1-2-1，在“工业物联平台”的“物模型-设备

模型”中新增4个设备模型；

2.根据表2-1-2-1，在“工业物联平台”的设备模型中添

加对应的参数，添加按钮位于“设备模型详情-参数-添加参

数”，可参考U盘中的《数据采集点位表》。

表2-1-2-1模型清单及对应的参数清单

模型模型数据

名称标识参数名称参数标识类型

单相电meter实际电压U数值

能表实际电流I数值

有功功率P数值

无功功率Q数值

视在功率S数值

功率因数PF数值

已用电能Ep数值

传送带belt直流电机当前速度Current_speed_of_DC_m数值

otor

编码器脉冲数Encoder_pulse_count数值

编码器当前距离Encoder_current_dista数值

nce

西克编码器A相Encoder_phase_A布尔型

西克编码器B相Encoder_phase_B布尔型

光电传感器Photoelectric_sensor布尔型

颜色传感器Color_sensor布尔型

电容传感器Capacitive_sensor布尔型

电感传感器Inductive_sensor布尔型

传送带直流电机_直流PWM布尔型

驱动器-PWM+

传送带直流电机_直流DIR布尔型

驱动器-DIR+

电机motor变频器电机_变频器当Current_speed_of_freq数值

前速度uency_converter

伺服电机_伺服当前速Current_speed_of_serv数值

度o

模型模型数据

名称标识参数名称参数标识类型

步进电机_步进电机当Current_speed_of_step数值

前速度per_motor

步进电机_步进驱动PUL布尔型

器-PUL+

步进电机_步进驱动DIR布尔型

器-DIR+

变频器电机_VF-DI0VF_DI0布尔型

变频器电机_VF-DI1VF_DI1布尔型

变频器电机_VF-DI2VF_DI2布尔型

变频器电机_VF-DI3VF_DI3布尔型

电机温度（电位器旋Fan_potentiometer_kno数值

钮）b

PLCplc当前温度Current_temperature数值

采集电压值Collect_voltage_value数值

s

实际输出电压值Actual_output_voltage数值

_value

数显表Digital_display_mete数值

S0-急停按钮S0_Emergency_stop_but布尔型

ton

SB1SB1布尔型

SB2SB2布尔型

SB3SB3布尔型

SB4SB4布尔型

模型模型数据

名称标识参数名称参数标识类型

SA1SA1布尔型

SA2SA2布尔型

温度单元AQAQ数值

HL1HL1布尔型

HL2HL2布尔型

HL3HL3布尔型

HL4HL4布尔型

HL5HL5布尔型

HL6HL6布尔型

温度-风扇FAN_RUN布尔型

温度-PWMT_PWM布尔型

HL1（反控）Control_1布尔型

HL2（反控）Control_2布尔型

3.根据表2-1-2-1，在“工业物联平台”的“设备管理-设

备视图”中点击按钮“新增设备”新增4个设备；

表2-1-2-2设备清单

设备名称设备标识所属模型

单相电能表_01meter_01单相电能表

传送带_01belt_01传送带

电机_01motor_01电机

plcplcplc

4.进入设备详情页面，将“概览-连接配置”中的“数据上

报Topic”配置到数采网关；

5.若将Topic配置完成，则数采网关采集到的数据应该上

报到云平台，分别进入四个设备详情页面，选择参数页签，将

设备中的参数列表进行截图，要求截中包含参数的总数量。四

张截图依次贴到成果物文档中名为“子任务2-1-2”；

任务2-1-3配置参数监控规则

1.在设备模型-详情-参数列表中，按照下表要求，对参数

配置监控规则；

模型名称参数名称报警等级报警阈值-方式报警阈值-值报警信息

单相电能表实际电压注意小于200电压欠压告警

单相电能表实际电流危险大于5电流过高告警

单相电能表有功功率报警大于10功率超过额定功率

任务2-2维修工单系统集成应用

现需要在零代码开发平台搭建一个维修工单系统集成应用，

完成基于上述步骤中的设备模型数据的应用，实现数据驱动的

设备维修工单控制。

任务2-2-1创建维修工单系统前端工作表

将相关任务界面截图，贴到模块二答卷文档中对应任务号

下。

使用零代码平台进行业务工单的前端设计，涉及数据表。

任务要求：

1.创建应用/工作表

(1)创建应用

创建空白应用，应用名称设置为“维修工单系统”，选择

应用图标，将新建应用页面进行截图，截图贴到成果物文档中

名为“子任务2-2-1-1”。

(2)创建工作表

A.添加数据表

a)添加工作表“数据表”，字段按照下表2-2-1-1设计，

然后将完整表单设计页面进行截图，截图贴到成果物文档中名

为“子任务2-2-1-2”。

表2-2-1-1数据表字段设计

字段名字段字段

称类型校验规则设置字段属性宽度其他

数据ID流水流水号规则：1/2行

号固定字符：SJ

提交日期：年

月日

自动计数（7

位不重置从1

开始）

数据类型单选1/2行类型：下拉框

选项：

告警数据/维

修数据

租户标识文本必填单行整行

模型标识文本必填1/2行

设备标识文本必填1/2行

异常字段文本1/2行

异常数据数字1/2行

维修列表子表整行该表字段在下

单表列出

状态单选单行整行类型：横向

选项：

未完成/完成

（默认未完

成）

b)字段显隐规则设置（在页面上方第二栏“表单设置”-

“规则设置”添加下列规则）：

当满足条件：“数据类型”等于“维修数据”时，才

显示“维修列表”和“状态”字段

将配置好的规则截图，截图贴到成果物文档中名为“子任

务2-2-1-3”。

表2-2-1-2数据表字段规则二

设置字字段

字段名称字段类型校验规则段属性宽度其他

维修项文本单行

结果值文本单行

维修状态单选选项：

正常/故障

任务2-2-2创建工作流

将相关任务界面截图，贴到模块二答卷文档中对应任务号

下。

设计完维修系统所需的工作表后，对维修系统进行极客流

配置，实现维修系统的后端设计。

任务要求：

1.创建极客流

新增下列表格中的2个极客流，将新增的2个极客流列表

截图，完成表单设计并截图，截图贴到成果物文档中名为“子

任务2-2-2-1”。

表2-2-2-1极客流需求配置表

触发方式webhook触发工作表触发

流程名称接收数据维修流程

2.配置数据转发规则

1)webhook触发流程对应的数据转发规则：

在“工业物联平台”，依据表2-2-2-2进行数据转发规则

设置，并开启。

表2-2-2-2webhook触发流程对应的数据转发规则

数据类

规则名称匹配方式选择范围转发目标数据

型

单相电能表数据单线电能极客流“接收电表

指定设备告警HTTP

转发规则表_01数据”URL

2)配