工业互联网网络运维 课件 项目五 工业互联网边缘设备运维

工业互联网网络运维本章概要项目五工业互联网边缘设备运维项目五工业互联网边缘设备运维工业互联网边缘设备是整个平台数据的来源，是平台硬件设备的基础，常见的边缘设备有PLC、数控机床、工业机器人等。本章概要本章的主要内容：PLC组态配置Profinet设备配置OPCUA服务器配置Socket协议配置边缘设备数据采集与监控边缘网关管理项目五工业互联网边缘设备运维项目五工业互联网边缘设备运维本章概要项目一工业互联网网络运维概述本章的学习要求：熟悉PLC配置组态、Profinet设备、OPCUA服务器配置以及Socket协议对接掌握工业互联网网络系统的传感器与工控设备连接掌握工业控制器与HMI的通讯掌握边缘网关设备数据配置及采集项目五工业互联网边缘设备运维项目五工业互联网边缘设备运维任务描述任务1PLC组态配置任务1PLC组态配置本任务要求能熟练使用组态软件，实现PLC的CPU与拓展模块、HMI设备、IO设备V90、RFID通信单元添加工作，从而完成PLC配置组态。表5-1设备型号表任务描述任务1PLC组态配置任务1PLC组态配置表5-2设备IO地址表任务描述任务1PLC组态配置任务1PLC组态配置表5-3设备IP地址表任务实现1.CPU与拓展模块添加任务1PLC组态配置任务1PLC组态配置（1）新建项目，打开TIAPortalV16软件，如图5-1所示，点击创建新项目，在右侧进行内容填充。项目名称为设置新建项目的名称；路径为项目存放的位置；作者及注释可根据自我条件进行修改。点击创建即可完成新项目的创建。图5-1创建新项目界面任务1PLC组态配置任务1PLC组态配置（2）打开新建项目，创建完成后，打开启动项目界面，如图5-2；点击打开项目视图，进入项目主界面，如图5-3所示。图5-2启动项目界面任务实现1.CPU与拓展模块添加任务1PLC组态配置任务1PLC组态配置项目主界面任务实现1.CPU与拓展模块添加任务1PLC组态配置任务1PLC组态配置图5-4项目树界面（3）添加PLC设备。在项目树的设备界面双击添加新设备，如图5-4所示；弹出添加新设备窗口，如图5-5所示，选择控制器按钮，并在Controllers下拉框选择对应的PLC型号及订货号，设备的PLC为十S7-1200系列，CPU为1214CDC/DC/DC,订货号为6ES7214-1AG40-0XB0；选择时请核对清楚，不要选择错误，确认无误后，点击确认进行设备添加。任务实现1.CPU与拓展模块添加任务1PLC组态配置任务1PLC组态配置添加新设备界面任务实现1.CPU与拓展模块添加任务1PLC组态配置任务1PLC组态配置图5-6PLC设备界面（4）设置IP地址，在项目树内，在PLC_1设备下，双击设备组态，如图5-6所示；点击设备视图内的PLC_1设备，在属性窗口选择常规，并在常规界面选择PROFINET接口[X1]下的以太网地址，根据IP设备规划表，对PLC的IP进行设置，此IP地址为0，子网掩码为，如图5-7所示。任务实现1.CPU与拓展模块添加任务1PLC组态配置任务1PLC组态配置PLC的IP设置界面任务实现1.CPU与拓展模块添加任务1PLC组态配置任务1PLC组态配置图5-8PLC的DI/DQ地址设备界面（5）设置PLC的DI/DQ地址。在PLC的设备视图，在属性窗口选择常规，并在常规界面选择DI14/DQ10下的IO地址，根据IO地址表，对输入地址及输出地址的起始地址进行设置，此PLC的起始地址均为I0.0和Q0.0,所以起始地址均为0，如图5-8所示。任务实现1.CPU与拓展模块添加任务1PLC组态配置任务1PLC组态配置图5-9PLC的AI地址设备界面（6）设置PLC的AI地址。在PLC的设备视图，在属性窗口选择常规，并在常规界面选择AI2下的IO地址，根据IO地址表，对输入地址的起始地址进行设置，此PLC的模拟量输入地址为IW20和IW22，所以起始地址均为20，如图5-9所示。任务实现1.CPU与拓展模块添加任务1PLC组态配置任务1PLC组态配置图5-10PLC的设备视图界面（7）添加SM1223扩展模块。打开PLC的设备视图，如图5-10所示；在软件界面右侧选择硬件目录，并选择SM1223DI8/DQ8x24VDC（6ES7223-1BH32-0XB0），如图5-11所示；将其拖至设备视图内，位列PLC右侧第一个，也是机架的第2位，如图5-12所示。任务实现1.CPU与拓展模块添加任务1PLC组态配置任务1PLC组态配置图5-11输入输出硬件选择界面图5-12添加SM1223完成界面任务实现1.CPU与拓展模块添加任务1PLC组态配置任务1PLC组态配置图5-13输入输出模块IO设置界面在PLC的设备视图，选中才添加的输入输出模块，在属性窗口选择常规，并在常规界面选择DI8/DQ8下的IO地址，根据IO地址表，对输入地址及输出地址的起始地址进行设置，此PLC的输入地址为I2.0-I2.7，输出地址为Q2.0-Q2.7，所以起始地址均为2，如图5-13所示。任务实现1.CPU与拓展模块添加任务1PLC组态配置任务1PLC组态配置（8）添加SM1231扩展模块。打开PLC的设备视图，如图5-10所示；在软件界面右侧选择硬件目录，并选择SM1231AI4（6ES7231-4HD32-0XB0），如图5-14所示；将其拖至设备视图内，位列PLC右侧第二个，也是机架的第3位，如图5-15所示。任务实现1.CPU与拓展模块添加任务1PLC组态配置任务1PLC组态配置图5-15添加SM1231完成界面图5-14模拟量模块硬件选择界面任务实现1.CPU与拓展模块添加任务1PLC组态配置任务1PLC组态配置图5-16模拟量模块IO设置界面在PLC的设备视图，选中才添加的模拟量输入模块，在属性窗口选择常规，并在常规界面选择AI4下的IO地址，根据IO地址表，对模拟量输入模块的起始地址进行设置，此PLC的输入地址为IW10-IW17，所以起始地址均为10，如图5-16所示。任务实现1.CPU与拓展模块添加任务1PLC组态配置任务1PLC组态配置在PLC的设备视图，选中才添加的模拟量输入模块，在属性窗口选择常规，并在常规界面选择AI4下的模拟量输入，选择通道，根据IO地址表内输入的类型，对每个通道的测量类型和范围进行设置，如图5-17所示。各通道设置参数如图5-18所示。图5-17模拟量模块通道设置界面任务实现1.CPU与拓展模块添加任务1PLC组态配置任务1PLC组态配置图5-18各通道参数界面任务实现1.CPU与拓展模块添加感谢聆听敬请指导工业互联网网络运维任务实现2——HMI设备添加与配置任务1PLC组态配置任务1PLC组态配置图5-19网络视图界面（1）HMI设备添加。双击设备和网络，打开网络视图，如图5-19所示；在软件界面右侧选择硬件目录，并选择KTP700BasicPN(6AV2123-2GB03-0AX0)，如图5-20所示；将其拖至网络视图内，如图5-21所示。任务实现2——HMI设备添加与配置任务1PLC组态配置任务1PLC组态配置图5-20HMI硬件添加界面图5-21HMI添加完成网络视图界面任务实现2——HMI设备添加与配置任务1PLC组态配置任务1PLC组态配置图5-22HMI的IP地址修改界面（2）HMI地址设置。在网络视图内，点击HMI_1，在属性窗口选择常规，并在常规界面选择PROFINET接口[X1]下的以太网地址，根据IP地址表对HMI进行设置，IP地址：1，子网掩码：，如图5-22所示。任务实现2——HMI设备添加与配置任务1PLC组态配置任务1PLC组态配置图5-23HMI与PLC接连界面（3）HMI与PLC连接。在网络视图内，鼠标按住PLC的绿色网口，拖拽至HMI的绿色网口，然后松开会自动生成PLC与HMI连接，如图5-23所示。点击显示地址，可以显示网络视图内的所有设备的IP地址，便于查找。任务实现2——HMI设备添加与配置任务1PLC组态配置任务1PLC组态配置（4）HMI报警记录包括PLC和设备使用的各种报警过程。在HMI设备的HMI变量内新建变量表，新建ALM_01报警变量，数据类型为int，再将变量的访问模式更改为绝对变量，再将地址进行更改，地址根据PLC内的变量为准，PLC内的数据块需要将优化的块访问去掉勾选，操作为右击数据块，打开属性将优化的块访问去掉勾选，如图5-24所示。将新建的HMI变量下方添加离散量报警数据，具体地址及报警文本可根据PLC数据块进行对应，PLC的报警数据块如图5-25所示。任务实现2——HMI设备添加与配置任务1PLC组态配置任务1PLC组态配置图5-24数据块优化的块访问修改界面图5-25PLC对应报警数据块界面任务实现2——HMI设备添加与配置任务1PLC组态配置任务1PLC组态配置图5-26变量离散报警设置界面注意触发地址与报警文本的对应，因为一个int变量只有16位，若不够可继续进行添加，根据PLC数据块的内容，地址应该为DB1.DBW4、DB1.DBW6、DB1.DBW8，最终对应如图5-26所示，与图5-25对应。任务实现2——HMI设备添加与配置任务1PLC组态配置任务1PLC组态配置图5-27离散量报警界面通过双击HMI设备程序内的“HMI报警”，打开HMI报警窗口，如图5-27所示；显示所有的离散报警变量及内容。任务实现2——HMI设备添加与配置任务1PLC组态配置任务1PLC组态配置在“报警类别”中修改报警类别，报警类别说明如下：① Warings：警告，报警类别用于显示过程中的非常规状态以及例程。用户不需要确认来自此报警类别的报警。② Errors：错误，报警类别用于显示过程中的关键/危险状态或者越限情况。用户必须确认来自此报警类别的报警。③System：系统，报警类别包含显示HMI设备和PLC的状态的报警。“System”报警类别的报警属于系统报警。任务实现2——HMI设备添加与配置任务1PLC组态配置任务1PLC组态配置报警在运行系统中呈现不同的报警状态。报警状态每次出现都会在HMI设备上显示和记录。任务实现2——HMI设备添加与配置任务1PLC组态配置任务1PLC组态配置（5）添加报警界面，从右侧工具栏-控件，把“报警视图”拖入HMI画面中，在“属性”中选中“当前报警状态”，以及未决报警（指报警状态还存在，没有消除）、未确认报警（指报警在组态时设置了必须确认的要求，但在报警触发后还未进行确认操作）。最后选择对应的报警类别：Errors、Warnings、System。感谢聆听敬请指导工业互联网网络运维任务实现3——伺服V90设备添加任务1PLC组态配置任务1PLC组态配置（1）安装设备GSD文件；点击软件目录中选项内的管理通用站描述文件（GSD）（D），如图5-29所示；打开GSD文件安装界面，点击源路径选择GSD文件的安装目录，选中所安装的GSD文件，然后点击安装，即可自动安装，如图5-30所示。任务实现3——伺服V90设备添加任务1PLC组态配置任务1PLC组态配置图5-29打开GSD安装界面图5-30GSD文件安装界面任务实现3——伺服V90设备添加任务1PLC组态配置任务1PLC组态配置（2）添加伺服硬件；双击设备和网络，打开网络视图；在软件界面右侧选择硬件目录，在搜索栏搜索V90，即可找到SINAMICS-V90-PNV1.0，如图5-31所示；将其拖至网络视图内，点击设备视图中添加的SINAMICS-V90-PN硬件的未分配，然后选中IO控制器，选择PLC.PROFINET接口_1，设备会自动与PLC建立连接，如图5-32所示。任务实现3——伺服V90设备添加任务1PLC组态配置任务1PLC组态配置图5-31V90设备硬件选择界面图5-32V90设备硬件添加关联界面任务实现3——伺服V90设备添加任务1PLC组态配置任务1PLC组态配置（3）组态伺服硬件参数；双击设备和网络，打开网络视图，切换至设备视图，选择SINAMICS-V90-PN设备，在属性窗口选择常规，并在常规界面选择PROFINET接口[X150]下的以太网地址，根据IP设备规划表，对伺服的IP进行设置，此IP地址为2，子网掩码为，如图5-33所示。图5-33V90设备IP地址修改界面任务实现3——伺服V90设备添加任务1PLC组态配置任务1PLC组态配置给伺服添加报文；在硬件目录选择标准报文3PZD-5/9，将其拖拽至设备概览的13号插槽内，并将I地址和Q地址更改为100，方便记忆，如图5-34所示。图5-34V90设备添加报文界面任务实现3——伺服V90设备添加任务1PLC组态配置任务1PLC组态配置（4）工艺对象1）添加工艺对象；在PLC设备下面，打开工艺对象，双击新增对象，打开新增对象窗口；在新增对象窗口，点击运动控制，选择TO_PositioningAxis，添加位置轴，在名称输入栏输入添加轴的名称，现设置成Axis_Servo，点击确认，自动添加位置轴，如图5-35所示。图5-35添加工艺对象界面任务实现3——伺服V90设备添加任务1PLC组态配置任务1PLC组态配置2）常规设置；打开新建的Axis_Servo的工艺对象，双击组态选择常规，在驱动器栏将通讯方式选择为PROFIdrive，因伺服实际为旋转动作所以，单位为°；图5-36工艺对象常规界面任务实现3——伺服V90设备添加任务1PLC组态配置任务1PLC组态配置3）设置驱动器；在驱动器一栏选择SINAMICS-V90-PN的驱动_1，如图5-37所示。图5-37工艺对象驱动器界面任务实现3——伺服V90设备添加任务1PLC组态配置任务1PLC组态配置4）设置编码器；编码器连接选择PROFINET/PROFIBUS上的编码器，为通过通讯的方式获取编码器的数据；在编码器选择内点击PROFIdrive编码器，选择驱动装置报文的编码器，名称为编码器1，如图5-38所示。图5-38工艺对象编码器界面任务实现3——伺服V90设备添加任务1PLC组态配置任务1PLC组态配置根据实际伺服电机的编码器类型进行选择，现选择旋转绝对值，如图5-39所示。图5-39工艺对象编码器类型界面任务实现3——伺服V90设备添加任务1PLC组态配置任务1PLC组态配置5）设置机械参数；在工艺对象内选择机械，根据计算在电机每转的负载位移输入框输入计算值，实际伺服未带负载，所以电机旋转一周对应的实际移动了360°，所图5-40所示。图5-40工艺对象机械界面任务实现3——伺服V90设备添加任务1PLC组态配置任务1PLC组态配置6）设置动态常规；可以设置正常运行的最高速度及加减速时间，急停停止时的减速时间，如图5-41所示。图5-41工艺对象动态常规界面感谢聆听敬请指导工业互联网网络运维任务实现4——RFID通信单元添加任务1PLC组态配置任务1PLC组态配置（1）安装RFID通信单元GSD文件；详情参考伺服V90设备添加的安装设备GSD文件。（2）添加RFID通信单元硬件；双击设备和网络，打开网络视图；在软件界面右侧选择硬件目录，在搜索栏搜索AL1100，即可找到AL1100设备，如图5-42所示；将其拖至网络视图内，点击设备视图中添加的AL1100硬件的未分配，然后选中IO控制器，选择PLC.PROFINET接口_1，设备会自动与PLC建立连接，如图5-43所示。任务实现4——RFID通信单元添加任务1PLC组态配置任务1PLC组态配置图5-42添加RFID通信单元界面图5-43RFID设备硬件添加关联界面任务实现4——RFID通信单元添加任务1PLC组态配置任务1PLC组态配置（3）组态RFID硬件参数；双击设备和网络，打开网络视图，切换至设备视图，选择AL1100设备，在属性窗口选择常规，并在常规界面选择PROFINET接口[X1]下的以太网地址，根据IP设备规划表，对RFID的IP进行设置，此IP地址为3，子网掩码为，如图5-44所示。图5-44RFID设备IP修改界面任务实现4——RFID通信单元添加任务1PLC组态配置任务1PLC组态配置（4）添加RFID读写器；给RFID通讯模块添加读写器，在硬件目录选择IO-LinkIn/Out32/32Byte+PQI，将其拖拽至设备概览的插槽内；AL1100通讯模块支持4路RFID读写器，根据读写器安装的位置将IO-LinkIn/Out32/32Byte+PQI拖拽至对应的Port1~4；如图5-45所示。图5-45RFID读写头配置界面感谢聆听敬请指导工业互联网网络运维任务描述任务2Profinet设备配置任务2Profinet设备配置本任务要求能熟练使用组态软件，实现Profinet设备IP设置、Profinet设备分配名称等工作，从而完成Profinet设备添加配置。任务实现1——Profinet设备IP设置任务2Profinet设备配置任务2Profinet设备配置（1）打开网络视图或设备视图，右键点击设备图片，选择“在线和诊断”；以伺服设备为例，如图5-46所示；图5-46在线与诊断界面任务实现1——Profinet设备IP设置任务2Profinet设备配置任务2Profinet设备配置（2）选择分配IP地址，点击“可访问设备”，如图5-47所示；图5-47在线与诊断界面任务实现1——Profinet设备IP设置任务2Profinet设备配置任务2Profinet设备配置（3）在“PG/PC”选择框内选择，电脑连接设备的网卡名称，然后点击搜索，如图5-48所示。为了避免搜索出多个设备，建议每个设备单独与电脑连接进行设置；图5-48Profinet设备搜索界面任务实现1——Profinet设备IP设置任务2Profinet设备配置任务2Profinet设备配置（4）搜素结束后下方会显示连接在当前网卡上的所有的Profinet设备，并能够显示设备的名称、类型、IP地址、MAC地址。查找并核实所需设置设备是否已搜索到，和查看MAC地址与设备铭牌上的MAC地址是否相符，一致的则为所需设置的设备内容，点击设备后即可点击应用，如图5-49所示；图5-49Profinet设备搜索完成界面任务实现1——Profinet设备IP设置任务2Profinet设备配置任务2Profinet设备配置（5）应用后，所选设备的MAC地址会映射到MAC地址的框内，下方的IP地址及子网掩码为所需要绑定的IP地址，点击“分配IP地址”，即可进行设备MAC地址与IP地址的绑定，如图5-50所示；图5-50Profinet设备IP地址确认界面任务实现1——Profinet设备IP设置任务2Profinet设备配置任务2Profinet设备配置（6）在信息-常规界面显示参数已成功传送，则表示IP地址已设置完毕，如图5-51所示；图5-51Profinet设备IP地址设置成功界面任务实现2——Profinet设备分配名称任务2Profinet设备配置任务2Profinet设备配置（1）分配PROFINET设备名称；点击功能内的分配PROFINET设备名称，在”PG/PC”下拉框选择计算机网卡，点击“更新列表”，则会将所连接的PROFINET设备显示在列表里面。如图5-52所示。图5-52Profinet设备名称设置界面任务实现2——Profinet设备分配名称任务2Profinet设备配置任务2Profinet设备配置（2）选中所需要更新的设备，信息包含IP地址、MAC地址、设备、PROFINET名称、状态。点击“分配名称”，系统会接收指令自动完成名称的设置，如图5-53所示。图5-53Profinet设备名称搜索完成界面任务实现2——Profinet设备分配名称任务2Profinet设备配置任务2Profinet设备配置（3）点击“分配名称”后，在列表内的PROFINET设备名称会显示设置后的名称，状态更改为确定。同时在信息-常规界面列表会显示已成功将名称分配给了指定的MAC地址设备。图5-54Profinet设备名称设置完成界面感谢聆听敬请指导工业互联网网络运维任务描述任务3OPCUA服务器配置任务3OPCUA服务器配置本任务要求能熟练使用组态软件，完成OPCUA服务器配置。任务实现任务3OPCUA服务器配置任务3OPCUA服务器配置（1）激活OPCUA服务器；打开设备视图，选择PLC，在属性常规内，打开OPCUA——服务器——常规，勾选激活OPCUA服务器，如图5-55所示。图5-55OPCUA激活界面任务实现任务3OPCUA服务器配置任务3OPCUA服务器配置（2）设置OPCUA服务器，如图5-56所示；端口：OPCUA默认使用TCP端口4840。但用户可选用其它端口，此时，可选择1024到49151的所有端口。此时，需确保与其它应用程序不冲突。OPCUA客户端在建立连接时必须使用选定的端口。图5-56OPCUA设置界面任务实现任务3OPCUA服务器配置任务3OPCUA服务器配置会话最大超时：在该字段中指定在不进行数据交换的情况下OPCUA服务器关闭会话之前的最大时长。允许值在1到600000秒之间。最大OPCUA会话数：在该字段中指定OPCUA服务器启动并同时操作的最大会话数。最大会话数取决于CPU的性能。每个会话都会占用资源。最短采样间隔：在“最短采样间隔”中，可设置OPCUA服务器记录CPU变量值并与以前值相比较检查是否发生变更的时间间隔。任务实现任务3OPCUA服务器配置任务3OPCUA服务器配置最短发布间隔：在“最短发布间隔”中，可设置变量值发生改变时服务器通过新值向客户端发送消息的时间间隔，CPU1214C可设置的最短发布间隔是200ms。已监视项的最大数量：在该字段中，指定该CPU的OPCUA服务器可同时监视值更改的最大元素数量。感谢聆听敬请指导工业互联网网络运维任务描述任务4Socket协议配置任务4Socket协议配置本任务要求能熟练使用TSEND_C、TRCV等指令，完成Socket协议编写。任务实现1——建立通讯连接任务4Socket协议配置任务4Socket协议配置（1）建立连接及发送指令；将通讯指令下开放式用户通信的TSEND_C拖拽着程序段，并设置名称，如图5-57所示。调用程序段如图5-58所示。任务实现1——建立通讯连接任务4Socket协议配置任务4Socket协议配置图5-57TSEND_C调用界面图5-58TSEND_C程序段界面任务实现1——建立通讯连接任务4Socket协议配置任务4Socket协议配置各管脚解释如下：具体功能块信息可选中功能块，按“F1“进行查看详细说明。REQ：触发指令（上升沿触发）CONT:是否启用指令LEN：写入长度CONNECT:连接参数存储区DATA:待发送缓存区DONE：写入完成信号BUSY：写入中ERROR：错误状态STATUS：通信状态信息及错误信息任务实现1——建立通讯连接任务4Socket协议配置任务4Socket协议配置（2）组态连接；本地为PLC的配置，包括连接ID、连接数据（可新建）。伙伴：为对应通讯的设备信息，可设置IP地址。TCPIP通讯设备分为客户端及服务器端，本地及伙伴哪个是客户端就在其下方选择“主动建立连接“。设备作为客户端时端口号可不用设置，设备会自动进行分配，作为服务器端时其端口号必须进行设置。总体而言服务器端两个必不可少的条件就是：IP地址及端口号。任务实现1——建立通讯连接任务4Socket协议配置任务4Socket协议配置如图5-59所示，表示PLC侧为客户端，伙伴侧为服务器其IP为4，端口号为2000，其通讯连接数据存储在TCP_扫码的DB块内，且连接代码为1。图5-59TSEND_C组态界面任务实现1——建立通讯连接任务4Socket协议配置任务4Socket协议配置（3）添加接收数据的程序；发送指令已组态好通信数据，接收指令则不用再组态通信数据，故选择如下TRCV指令，如图5-60所示。调用程序段如图5-61所示。图5-60TRCV调用界面图5-61TRCV程序段界面任务实现2——扫码枪程序编写任务4Socket协议配置任务4Socket协议配置（1）建立数据块；包含触发标志位、数据缓存区、接收字符串等完成扫码枪的数据的读取。如图5-62所示。图5-62扫码枪数据块界面任务实现2——扫码枪程序编写任务4Socket协议配置任务4Socket协议配置（2）发送数据转换暂存；根据扫码枪说明书获取到发送“02“为触发读取二维码指令，发送”03“为结束扫码指令，将其赋值至待发送缓存区。如图5-63所示。图5-63触发扫码枪数据转换界面任务实现2——扫码枪程序编写任务4Socket协议配置任务4Socket协议配置（3）发送触发命令；因扫码为一发一收的形式，为了保证触发一次发送一次指令，增加通信指令的状态及标志位作为条件，若TSEND_扫码.STATUS等于16#7004说明发送指令处于已连接但空闲状态，将发送的指令赋值至发送缓冲区。如图5-64所示。图5-64触发扫码枪命令界面任务实现2——扫码枪程序编写任务4Socket协议配置任务4Socket协议配置（4）指令发送；建立连接及发送指令的关联，将发送缓冲区与指令管脚相连，并使用指令的DONE完成信号作为指令触发的复位信号，如图5-65所示。图5-65指令发送界面任务实现2——扫码枪程序编写任务4Socket协议配置任务4Socket协议配置（5）数据接收；使用TRCV接收指令，连接ID使用发送指令组态的通信数据，并关联接收缓冲区；指令NDR为读取完成标志，使用此信号作为数据处理的标志位，将接收缓冲区的字符数组转换为字符串，并清除接收缓冲区以备下次接收使用，如图5-66所示。图5-66指令发送界面任务实现2——扫码枪程序编写任务4Socket协议配置任务4Socket协议配置（6）扫码流程；扫码枪的流程为触发扫码后，接收到数据后，再发送结束扫码，故在接收指令完成标志位NDR为TRUE时，清楚触发扫码的指令，置位停止扫码的标志位，PLC会在接收到数据后发送“03”来停止扫码枪扫码，如图5-67所示。图5-67扫码流程触发界面感谢聆听敬请指导主讲：周海飞工业互联网网络运维任务描述任务5边缘设备数据采集与监控任务5边缘设备数据采集与监控本任务要求能了解RFID的数据存储、数据收发的过程；掌握模拟量、脉冲量的数据转换；熟练使用HMI完成数据的呈现。任务实现任务5边缘设备数据采集与监控任务5边缘设备数据采集与监控RFID应用于生产过程的生产数据及设备数据实时监控，质量追踪，自动化生产，个性化生产等。（1）定义RFID存储地址。根据产线设备要求，将存储的数据内容规划定义，按照规定的序列进行存储。RFID芯片都有一个重要的参数就是存储空间大小，定义了可以存储的数据的字节数，根据可存储的字节数合理分配存储内容，需要确认数据的类型及对应的字节长度。规划好的RFID储存地址表不仅用于写入指定的位置及长度，也用于读取指定的地址及长度后能够正确的解析出来其所代表的含义，便于规划使用。1.RFID的应用任务实现任务5边缘设备数据采集与监控任务5边缘设备数据采集与监控RFID存储地址表1.RFID的应用任务实现任务5边缘设备数据采集与监控任务5边缘设备数据采集与监控（2）RFID读写FB块；已IFM的RFID为例，其RFID的通讯提供了一个完善的FB块用于数据的写入和读取，如图5-68所示；1.RFID的应用任务实现任务5边缘设备数据采集与监控任务5边缘设备数据采集与监控FB块的各管脚解释如下：HW_ID:设备的硬件标识符Execute：为触发信号Force：是否启用异步读写Mode：设置模式，1为自动读取标签的UID；2为自动读取用户存储区的内容；3为自动将数据写入用户存储区；4为读取一次用户存储区的内容；5为写入一次用户存储区的内容；15为关闭读写器。1.RFID的应用任务实现任务5边缘设备数据采集与监控任务5边缘设备数据采集与监控TagMemAddr:读取及写入RFID标签的内容起始位Length:读取及写入RFID标签的内容长度WrData:待写入RFID标签的内容RdData:存放读取RFID标签的内容TagPresent:为RFID芯片到达RFID读写器的感应范围内Done：读写触发完成信息Busy：正在读取中Error：RFID读写错误Status：错误代码ExtStatus:关闭天线扩展状态或错误信息1.RFID的应用任务实现任务5边缘设备数据采集与监控任务5边缘设备数据采集与监控（2）查看RFID读写器的设备标识符；打开AL1100的设备管理器，在设备概览内点击对应的插槽，在属性的系统常数下会显示硬件标识符。1.RFID的应用任务实现任务5边缘设备数据采集与监控任务5边缘设备数据采集与监控（3）RFID写入程序示例；首先清空之前写入的数据DB_RFID.ST1.WR[0-99]，然后将需要写入的内容存储进DB_RFID.ST1.WR[0-99]；然后设置模式RFID_ST1.Mode=5表示写入模式，设置起始写入地址及写入长度，示例程序为起始地址为0，长度为50，最后置位RFID_ST1.Execute，写入完成后再清除触发信号。1.RFID的应用任务实现任务5边缘设备数据采集与监控任务5边缘设备数据采集与监控RFID写入程序界面1.RFID的应用任务实现任务5边缘设备数据采集与监控任务5边缘设备数据采集与监控（4）RFID读取程序示例；设置RFID_ST1.Mode=4表示读取模式，读取的范围是从地址0开始100个字节长度，然后置位触发标志位RFID_ST1.Execute，读取完成后再清除触发信号，这时FB块会将读取上的数据存储在DB_RFID.ST1.RD[0-99]内，然后再对数组进行解析；如图5-71所示。1.RFID的应用任务实现任务5边缘设备数据采集与监控任务5边缘设备数据采集与监控RFID读取程序界面1.RFID的应用任务实现任务5边缘设备数据采集与监控任务5边缘设备数据采集与监控模拟量数据地址关联界面（1）模拟量数据关联；打开PLC的设备视图，点击模拟量输入模块，在属性的IO变量内根据各通道接入的传感器添加注释。2.模拟量数据采集转换任务实现2——模拟量数据采集转换任务5边缘设备数据采集与监控任务5边缘设备数据采集与监控（2）模拟量模块的分辨率；查看SM1231模块说明书，得到其分辨率为12+符号位，其量程最大数值为27648。2.模拟量数据采集转换任务实现任务5边缘设备数据采集与监控任务5边缘设备数据采集与监控其模拟量与数字量的关系为线性关系2.模拟量数据采集转换任务实现任务5边缘设备数据采集与监控任务5边缘设备数据采集与监控（3）模拟量转换程序；采用NORM_X和SCALE_X两个指令的组合完成模拟量数据的转换。2.模拟量数据采集转换任务实现任务5边缘设备数据采集与监控任务5边缘设备数据采集与监控标准化转换指令线性关系NORM_X为“标准化”指令，将按以下公式进行计算：OUT=(VALUE–MIN)/(MAX–MIN)2.模拟量数据采集转换任务实现任务5边缘设备数据采集与监控任务5边缘设备数据采集与监控缩放转换指令线性关系SCALE_X为“缩放”指令，将按以下公式进行计算：OUT=[VALUE∗(MAX–MIN)]+MIN2.模拟量数据采集转换感谢聆听敬请指导主讲：周海飞工业互联网网络运维任务实现任务5边缘设备数据采集与监控任务5边缘设备数据采集与监控（1）高速脉冲输入；高速脉冲输入常见的是编码器输入，编码器输入分为A/B/Z三相，AB相为计数及方向，Z相为编码器旋转的圈数计数。编码器的主要参数为其分辨率，其表示编码器轴旋转一周，其输出多少个脉冲，其单位为P/R。3.脉冲量数据采集转换任务实现3—脉冲量数据采集转换任务5边缘设备数据采集与监控任务5边缘设备数据采集与监控（2）高速计数器设置；在PLC的设备视图内，点击PLC选择属性内的常规，在高速计数器（HSC）下选择HSC1，将启用该高速计数器勾选，并将工作模式改为A/B计数器。3.脉冲量数据采集转换任务实现任务5边缘设备数据采集与监控任务5边缘设备数据采集与监控设置完成后点击I/O地址，设置起始地址。3.脉冲量数据采集转换任务实现任务5边缘设备数据采集与监控任务5边缘设备数据采集与监控（3）更改数字量输入滤波；在PLC的设备视图内，点击PLC选择属性内的常规，在DI14/DQ10下数字量输入，将通道0和通道1的输入滤波器更改为3.2microsec。3.脉冲量数据采集转换任务实现任务5边缘设备数据采集与监控任务5边缘设备数据采集与监控（4）编码器计数转换；编码器计数转换需要知道编码器的分辨率以及外围传动机构的数据，若编码器是分辨率是2000P/R，丝杆的导程是2mm，则对应的为丝杆行走1mm编码器产生的脉冲为1000个。3.脉冲量数据采集转换任务实现任务5边缘设备数据采集与监控任务5边缘设备数据采集与监控（1）IO表监视；可以将PLC的输入输出点放置在HMI上并配上注释，便于调试维修。4.HMI的数据监控任务实现任务5边缘设备数据采集与监控任务5边缘设备数据采集与监控（2）模拟量转换监视；在此界面可以看到转换前的数字量记忆转换后的实际值，此界面体现了实际值、模拟量、数字量对应的关系以及编码器的计数转换。4.HMI的数据监控任务实现任务5边缘设备数据采集与监控任务5边缘设备数据采集与监控（3）RFID数据监视；在此界面显示最近完成的订单信息，设备在完成任务后会将RFID内的数据进行读取存储，并存储最近10个订单数据，将其呈现在HMI上。4.HMI的数据监控感谢聆听敬请指导主讲：周海飞工业互联网网络运维任务描述任务6边缘网关管理任务6边缘网关管理工业网关是物联网和工控系统的核心组件，工业网关起的是承上启下的作用。工业网关功能：能够对数据主动采集和传输；对数据进行解析；对协议进行转换；对数据进行过滤和汇聚。本任务要求：能熟练配置网关的采集服务，实现对设备的数据采集；能熟练配置网关的数据服务，实现采集数据通过MQTT协议上传至IOT平台，能将配置工程下载到网关内运行，并使用数据监控软件查看各通道数据采集情况。任务实现任务6边缘网关管理任务6边缘网关管理工业网关外观1.工业网关硬件介绍任务实现任务6边缘网关管理任务6边缘网关管理面板指示灯1.工业网关硬件介绍分类指示灯标志功能说明电源和运行指示POW电源指示灯，正常通电绿色常亮。RUN运行指示灯，正常运行绿色闪烁。COMTX1、TX2COM1、COM2发送指示灯，数据传输绿色闪烁。RX1、RX2COM1、COM2接收指示灯，数据传输绿色闪烁。LANLAN1灯灭表示无连接，灯亮表示连接正常，灯闪烁表示有数据。LAN2灯灭表示无连接，灯亮表示连接正常，灯闪烁表示有数据。Signal信号强度灯，灯亮表示信号强度大于10。信号强度灯，灯亮表示信号强度大于17。Status4G模块状态指示灯，灯灭表示4G模块不可用，灯亮表示4G模块启用正常。云平台状态指示灯，灯灭表示无法连接云平台，灯亮表示连接成功。任务实现任务6边缘网关管理任务6边缘网关管理1.工业网关硬件介绍除指示灯外，网关还配有一个重置按键——Reset，网关在正常工作状态下，长按此按键10秒以上，网关进入重置状态，RUN指示灯先熄灭，然后再快速闪烁，再恢复正常工作的闪烁状态。网关重置后，内部设置数据全部还原，包括网关的IP地址和相关配置全部恢复默认状态。面板指示灯任务实现任务6边缘网关管理任务6边缘网关管理连接通讯线1.工业网关硬件介绍第一种形式：串口连接网关具备2个串口，其中COM1是可复用RS232/485模式，COM2是RS485模式。当需要RS232连接时，请将串口线连接到COM1的R/T/G。当发送数据时TX1指示灯闪烁，接收数据时RX1指示灯闪烁。当需要RS485连接时，请将串口线连接到A1、A2和B1、B2端，A表示DATA+，B表示DATA-。当数据传输时，TX1、TX2、RX1、RX2指示灯闪烁。任务实现任务6边缘网关管理任务6边缘网关管理连接通讯线1.工业网关硬件介绍第二种形式：网口连接网关具备2个10M/100M自适应网口，位于网关前面板。当网线连接正确，系统供电正常后，网口下方的指示灯常亮，当有数据传输时，网口上方的指示灯闪烁。任务实现任务6边缘网关管理任务6边缘网关管理默认设置1.工业网关硬件介绍任务实现任务6边缘网关管理任务6边缘网关管理网关IP地址设置1.工业网关硬件介绍网关通过以太网口连接设备或上网时，需要对IP地址进行设置。通过网线连接电脑和网关网口1，打开电脑中的浏览器，地址栏直接键入IP地址45（网关网口1默认IP地址，如已进行更改，使用更改后的IP地址），弹出登陆窗口，输入用户名：user，密码：user123，登陆管理系统，该信息在网关上有标注。任务实现任务6边缘网关管理任务6边缘网关管理网关IP地址设置1.工业网关硬件介绍进入管理系统后，点击网络下的接口，找到相应网口配置，进行修改。网关上丝印网口1对应接口LAN，网关上丝印网口2对应接口NET1。修改IP地址时，点击对应接口的编辑按钮进入网口参数设置界面。图为修改网口2为DHCP客户端，自动获取IP地址。任务实现任务6边缘网关管理任务6边缘网关管理网关IP地址设置1.工业网关硬件介绍进入网口2修改配置界面后，从协议下拉菜单中选择DHCP客户端，，并点击切换协议，保存。任务实现任务6边缘网关管理任务6边缘网关管理网关IP地址设置1.工业网关硬件介绍保存后回到接口界面，在接口NET1可以看到提示“接口有2个未应用更改”，点击此处，进行进一步设置。进入下一步设置界面后，点击“保存并应用”，即可完成设置。任务实现任务6边缘网关管理任务6边缘网关管理网关IP地址设置1.工业网关硬件介绍修改完成后，等待网关保存配置，可以看到接口NET1的协议已经修改为DHCP客户端，并自动获取到IP地址。感谢聆听敬请指导主讲：周海飞工业互联网网络运维任务实现任务6边缘网关管理任务6边缘网关管理网关配置软件压缩包为“SymLinkV2x(COSMOPlat)”，安全和升级步骤如下：2.网关配置软件介绍解压下载软件：打开下载软件SLUxPlugin.exe任务实现任务6边缘网关管理任务6边缘网关管理2.网关配置软件介绍开始下载软件，打开下载软件后，点击在线组件库，勾选全选，点击安装选中组件开始下载安装，等待全部下载安装完成。任务实现任务6边缘网关管理任务6边缘网关管理2.网关配置软件介绍下载完成后，可以看到文件夹内文件增多了，IDEV2.EXE为配置软件，NMCV2.EXE为监视软件。任务实现任务6边缘网关管理任务6边缘网关管理3.工程配置打开“IDEV2.exe”配置客户端，在左侧空白处右键新建项目。新建项目及工程任务实现任务6边缘网关管理任务6边缘网关管理3.工程配置名称：自定义创建的项目名称。描述：对项目进行情况描述，可以填写相关说明信息。路径：选择项目文件的保存路径。点击“更多参数”按钮，可以进行项目地点、人员以及项目时间信息的登记。新建项目及工程点击新建项目后弹出一个对话框，配置项目名称及描述。任务实现任务6边缘网关管理任务6边缘网关管理3.工程配置项目创建好后，在项目上点击右键，在下拉菜单选择新建工程。新建项目及工程任务实现任务6边缘网关管理任务6边缘网关管理3.工程配置点击新建工程后，在弹出的对话框中，配置名称和描述。新建项目及工程任务实现任务6边缘网关管理任务6边缘网关管理3.工程配置工程创建完成后，可以在工程管理栏看到该工程。配置完成后，是将工程下载到网关内运行。新建项目及工程任务实现任务6边缘网关管理任务6边缘网关管理3.工程配置采集服务主要分3个步骤：建立通道：映射实际通讯连接的各种通讯链路和通讯协议，需配置通讯协议和接口参数，一个通道可以连接多台设备，同一通道连接的设备接口参数需相同；连接设备：定义与设备通讯的相关参数，如ModbusRTU协议的设备地址，以太网连接设备的IP地址和端口号；定义IO点：按需求定义采集的信号。任务实现任务6边缘网关管理任务6边缘网关管理3.工程配置新建采集通道，在新建好的工程下面的采集服务点击右键选择新建通道（以温湿度送变器，ModbusRTU协议为例）。采集服务任务实现任务6边缘网关管理任务6边缘网关管理3.工程配置在弹出的对话框中选择协议驱动采集服务任务实现任务6边缘网关管理任务6边缘网关管理3.工程配置网关连接的温湿度变送器为ModbusRTU协议，网关选择“行业标准”->ModbusRTU协议，配置通道的名称、描述、以及端口参数。温湿度变送器可通过按键操作。采集服务任务实现任务6边缘网关管理任务6边缘网关管理3.工程配置温湿度变送器可通过按键操作，查看端口参数，网关配置需与连接设备的端口参数一致，才能实现与设备的通讯。此处端口设置为波特率9600bps，8位数据位，无校验位，1位停止位。采集服务任务实现任务6边缘网关管理任务6边缘网关管理3.工程配置新建设备，在刚创建好的通道下右键选择新建设备。采集服务任务实现任务6边缘网关管理任务6边缘网关管理3.工程配置设置设备地址、名称和描述，点击确定。配置温湿度变送器的参数，温湿度变送器的设备地址为1。采集服务任务实现任务6边缘网关管理任务6边缘网关管理3.工程配置点击刚创建好的设备，选择IO点参数，在灰色处右键新建IO点。采集服务任务实现任务6边缘网关管理任务6边缘网关管理3.工程配置在弹出的对话框中，配置点参数。名称、描述可自定义，保证和平台的产品属性一致。根据温湿度变送器说明书，功能选择码选择03，读保持寄存区。采集服务任务实现任务6边缘网关管理任务6边缘网关管理3.工程配置根据温湿度变送器的协议说明，温度的数据地址为1，为有符号短整形，湿度的数据地址为0，为无符号短整形，且两个采集数值都比实际值大10倍，此处需还原实际数值。采集服务任务实现任务6边缘网关管理任务6边缘网关管理3.工程配置还原实际数值，IO点参数配置界面，点击扩展参数选项卡，在系数前打勾，并将倍率改为0.1，即可将采集的数据还原为实际数值，上传至IOT平台。采集服务任务实现任务6边缘网关管理任务6边缘网关管理3.工程配置设置完成后，可看到配置好的点位信息。采集服务感谢聆听敬请指导主讲：周海飞工业互联网网络运维任务实现任务6边缘网关管理任务6边缘网关管理3.工程配置数据转发服务配置数据转发服务，是将采集的设备数据，经过协议解析，数据转换后转发到其它设备或上传至云平台，配置过程主要分为2个步骤：建立转发通道：定义对外提供数据服务的通讯链路和通讯协议参数，如转发至其它设备，需设置设备的协议，如上传至云平台，需设置云平台协议，一般使用MQTT协议；映射IO点：从IO采集点中选择需要映射的点并转发。任务实现任务6边缘网关管理任务6边缘网关管理3.工程配置数据转发服务配置新建转发通道：在数据服务点击右键选择新建通道。任务实现任务6边缘网关管理任务6边缘网关管理3.工程配置数据转发服务配置在弹出的对话框中选择协议驱动。任务实现任务6边缘网关管理任务6边缘网关管理3.工程配置数据转发服务配置连接IOT平台所用协议系统成套->海尔COSMOPlatV1。任务实现任务6边缘网关管理任务6边缘网关管理3.工程配置数据转发服务配置配置通道，选择新建好的通道，基本信息中，点击高级配置。任务实现任务6边缘网关管理任务6边缘网关管理3.工程配置数据转发服务配置在弹出的对话框中进行配置，deviceid为网关上贴的编码，直接输入数字即可。网关编码(companyid)和平台证书均为IOT平台提供，其中网关编码(companyid)为物联网平台上的公司编码，这个编码也是Topic的第一部分。任务实现任务6边缘网关管理任务6边缘网关管理3.工程配置数据转发服务配置在网关上标贴上编码任务实现任务6边缘网关管理任务6边缘网关管理3.工程配置数据转发服务配置加载采集点，点击创建好的通道点击DS点参数，在通道(根点表)处右键新建虚拟设备。该虚拟设备与物联网平台数字镜像->设备管理所创建的设备关联。任务实现任务6边缘网关管理任务6边缘网关管理3.工程配置数据转发服务配置在弹出的对话框中，配置名称、描述及编码，虚拟设备名称为Topic的第二部分，此处为NanJing_Test1。任务实现任务6边缘网关管理任务6边缘网关管理3.工程配置数据转发服务配置点击选中创建好的虚拟设备，在灰色处点击右键选择加载采集信息。任务实现任务6边缘网关管理任务6边缘网关管理3.工程配置数据转发服务配置在弹出的对话框中，勾选要映射的设备点表，将保留通道名、保留设备名、保留组名前的勾全部去掉，将下面的全部选择勾选，完成后点击确定。任务实现任务6边缘网关管理任务6边缘网关管理3.工程配置数据转发服务配置加载采集信息的名称对应物联网平台数字镜像->产品属性->属性名称。任务实现任务6边缘网关管理任务6边缘网关管理3.工程配置数据转发服务配置所有配置完成后，需点击工具栏保存按钮，保存工程。如果工程名称旁边有“*”，说明工程有更改，需保存后才可以下载到网关。感谢聆听敬请指导主讲：周海飞工业互联网网络运维任务实现任务6边缘网关管理任务6边缘网关管理4.网关工程下载在左下角选择设备维护，右键点击设备列表新建。任务实现任务6边缘网关管理任务6边缘网关管理在弹出的对话框里面，填写IP地址，这里的IP地址为网关与电脑连接的网口IP，网关网口1默认IP为45。名称可自定义，端口默认9200。在设备维护前，需要通过网线连接IOT网关与电脑，并设置电脑与IOT网关在同一网段内，即电脑IP地址为192.168.0.XX，其中XX不能为245。4.网关工程下载任务实现任务6边缘网关管理任务6边缘网关管理设备创建后，双击新建的设备，在弹出对话框中，直接点击登录就即可。4.网关工程下载任务实现任务6边缘网关管理任务6边缘网关管理登录成功后，点击更新工程。4.网关工程下载任务实现任务6边缘网关管理任务6边缘网关管理在弹出的对话框中，选择需要下载的工程。4.网关工程下载任务实现任务6边缘网关管理任务6边缘网关管理选择好下载的工程后点击确定，弹出的提示对话框点击是，下载开始。4.网关工程下载任务实现任务6边缘网关管理任务6边缘网关管理选择好下载的工程后点击确定，弹出的提示对话框点击是，下载开始。4.网关工程下载任务实现任务6边缘网关管理任务6边缘网关管理工程下载过程中，