物联网项目安装调试综合实训 教案 项目六 智能生产线运行管理系统安装与调试

PAGE第32页共34页物联网项目安装调试综合实训参考教案项目六智能生产线运行管理系统安装与调试项目项目六智能生产线运行管理系统安装与调试授课方式讲授、演示、实操、问答、讨论课程内容分析本项目围绕智能生产线运行管理系统的安装与调试展开，针对制造业智能化转型需求，设计了三个核心任务：智能生产线控制系统安装与调试、生产线环境数据采集系统安装与调试、生产线生产平台监控系统搭建。学生将掌握工业自动化设备的安装、通信配置及远程监控能力，培养解决智能制造场景问题的综合技能，同时强化创新意识与工程素养。学情分析已具备较丰富的物联网安装调试的相关知识，但对工业控制系统（如自锁/互锁技术）和物联网云平台（如ThingsBoard）较为陌生。部分学生对RS485通信协议、Modbus配置及信号转换/隔离技术缺乏实践经验，动手能力参差不齐。教学目标知识目标1．熟悉设备接线图识读技巧。2．了解自锁和互锁控制技术。3．认识噪声传感器、人体红外传感器、模拟量采集器、信号转换器、信号隔离器。4．熟悉物联网云平台的类型和功能。5．了解ThingsBoard云平台的组成。技能目标1．会调试RS485网络。2．能安装和调试感知设备、信号转换器、模拟量采集器。3．能配置物联网中心网关对接云平台。4．会配置ThingsBoard云平台监控设备。素养目标1．具备主动学习、积极探索的意识。2．培养专业技能，提升创新能力。教学重点1.自锁和互锁控制技术2.数据采集系统调试3.云平台远程监控教学难点1.调试RS485网络2.安装和调试感知设备、信号转换器、模拟量采集器3.配置物联网中心网关对接云平台4.配置ThingsBoard云平台监控设备教学过程一、激发兴趣，导入新课通过任务描述导入新课，引导学生了解接下来要学习的知识内容和任务要求，激发学生的学习兴趣。二、讲授新知，层层深入任务一智能生产线控制系统安装与调试一、识读设备接线图要读懂设备接线图，首先需要知道每个符号代表的意思，完整的电气符号有上百种，其中有很多是平时很少会使用到的。（一）图纸的组成结构一张完整的设备接线图由标题栏、会签栏、图框栏、边框线等组成。（二）设备接线图识读技巧绘图者在绘制设备接线图时会遵循一定的规范，这样便于识图者理解图纸中所绘制的内容，下面列举了一些识读的技巧。（1）通常图纸中电路或元件的位置是按功能和工作顺序进行布置的。（2）在设备接线图中，通常同一种电器一般用相同的字母表示，但在字母的后边加上数码或其他字母以示区别。例如，两个继电器分别用KM1、KM2表示，或用KMF、KMR表示。（3）设备的状态通常都是按常态给出的，常态是指设备未通电时的状态，对于按钮、行程开关等，常态则是指未受外力作用时的状态。（4）在原理图中，若两条交叉导线有直接联系，则交叉导线连接点用黑圆点表示；若无直接联系，则不用黑圆点表示，或用半圆弧跨越连接。（5）设备接线图较为复杂时，建议采用分功能识图。二、执行设备性能检测在智能生产线中，安装有很多的执行设备，如风扇、三色警示灯、显示屏等。在工程施工中，设备性能检测通常采用直接供电的方式进行。只要为设备提供相应的电源，观察设备的运行效果是否符合说明书要求即可。常用的物联网设备供电检测方法如表6-2所示。三、了解自锁和互锁控制技术在工业控制中，有时为了满足电气安全和电气功能需要，会使用到自锁和互锁控制技术。而要实现自锁和互锁功能，就需要用到继电器的辅助触点来完成，首先需要明白什么是自锁和互锁。（一）自锁技术（二）互锁技术任务实施一、配置数字量采集器步骤1搭建硬件环境。步骤2配置数字量采集器。二、配置物联网中心网关步骤1配置连接器。步骤2新增执行器。任务二生产线环境数据采集系统安装与调试一、噪声传感器噪声传感器是一种可以用来对生产车间的噪声进行检测的装置。不同厂家生产的噪声传感器的外观和信号输出接口是不一样的，目前噪声传感器的信号输出接口有RS485、4～20mA、0～5V和以太网4种方式。二、人体红外传感器人体红外传感器是一种可用于探测指定区域内是否有人存在的传感器，属于热释电传感器，其工作原理是通过检测区域内的红外线变化情况判断区域内是否有人存在。三、模拟量采集器工业应用中，有很多传感器输出的信号都采用4～20mA电流信号。例如，要接收噪声传感器的信号，通常使用模拟量采集器。模拟量采集器就是能够采集模拟量传感器数据的设备。模拟量采集器的接口类型主要有两种：数据采集接口和通信接口。有些厂家生产的模拟量采集器还会带有一些控制接口。（一）数据采集接口（二）通信接口（三）控制接口四、信号转换器如果使用的传感器和信号采集器不是同一个厂家生产的，那么会出现传感器和信号采集器之间的信号传输接口不符的问题，这时需要增加信号转换器。信号转换器也称信号变换器，它是将一种信号转换成另一种信号的装置。信号是信息存在的形式或载体，在自动控制系统中，常将一种信号转换成另一种标准量信号，以便将两种仪表（或装置）连接起来，信号转换器常常处在两个仪表（或装置）之间。五、信号隔离器在构成系统后，往往会发现在仪表和设备之间的信号传输互相干扰，造成系统不稳定甚至误操作，这时就需要用到信号隔离器。信号隔离器的主要功能如下。（1）信号隔离器能够将输入信号和输出信号隔离开来。（2）信号隔离器能够有效避免电源之间的冲突。（3）信号隔离器可以对一些设备进行信号隔离分配。任务实施一、配置DAM-T0222步骤1搭建硬件环境。步骤2打开端口。步骤3地址和波特率配置。二、配置物联网中心网关步骤1配置连接器。步骤2添加传感器。任务三生产线生产平台监控系统搭建一、物联网云平台类型物联网云平台是物联网应用中至关重要的环节，按照逻辑可以分为设备管理平台、连接管理平台、应用使能平台、业务分析平台。（一）设备管理平台物联网云平台中的设备管理平台的功能主要是对物联网终端进行远程监控、设置调整、软件升级、系统升级、故障排查、生命周期管理等。（二）连接管理平台连接管理平台通常应用于运营商网络，用于实现物联网连接的配置和故障管理，确保终端联网通道的稳定性，进行网络资源使用和资费管理，包括账单管理、套餐变更，以及号码/IP地址/Mac资源的管理，从而帮助移动运营商更好地管理物联网SIM卡。（三）应用使能平台应用使能平台是一个提供应用开发和统一数据存储功能的PaaS平台，架构基于CMP平台之上。（四）业务分析平台业务分析平台包含基础大数据分析服务和机器学习两大功能。二、物联网云平台功能物联网云平台的三个基本功能为设备接入、规则引擎和应用场景展示。（一）设备接入设备接入指的是将设备注册至云平台并通信，需要设备与云端之间有安全可靠的双向连接。设备接入配置通常涉及设备入网传输协议和身份认证选择。1．设备入网传输协议2．身份认证选择（二）规则引擎规则引擎是物联网云平台的一个重要功能模块，是处理复杂逻辑的引擎，主要对感知层搜集的数据进行筛选、解析、转发、操作等，实现数据逻辑和上层业务的解耦。（三）应用场景展示应用场景展示是物联网云平台提供给用户的一个可视化设备监控界面，通常允许用户根据实际需求设计场景界面。三、ThingsBoard云平台的组成（一）云平台系统的组成结构ThingsBoard云平台有社区版和专业版两种。（二）云平台界面的组成ThingsBoard云平台的界面由规则链库、客户、资产、设备、设备配置、实体视图、部件库、仪表板库等组成。1．规则链库2．客户3．资产4．设备5．设备配置6．实体视图7．部件库8．仪表板库任务实施一、配置RGB控制器步骤1RGB控制器连接计算机。步骤2完成对RGB控制器地址的设置。步骤3搭建硬件环境。二、配置物联网中心网关步骤1添加RGB控制器设备。步骤2验证物联网中心网关配置结果。三、配置云平台对接设备步骤1登录ThingsBoard云平台。步骤2创建物联网中心网关设备。步骤3配置物联网中心网关与云平台对接。步骤4查看设备列表。四、导入云平台仪表板并测试步骤1导入云平台仪表板。步骤2测试功能。三、课堂练习，巩固创新通过课堂练习培养学生团结协作、相互交流、相互学习的意识，同时也培养学生的创新的能力和创新意识。四、归纳总结，梳理知识本项目介绍了智能生产线运行管理系统安装与调试，