物联网项目安装调试综合实训 课件 项目六 智能生产线运行管理系统安装与调试

项目六智能生产线运行管理系统安装与调试物联网项目安装调试综合实训目录智能生产线控制系统安装与调试01生产线环境数据采集系统安装与调试02生产线生产平台监控系统搭建03任务一智能生产线控制系统安装与调试任务导入知识准备01一、识读设备接线图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。标题栏：用来确定图纸的名称、图号、张次、更改和有关人员签名等内容，一般位于图纸的下方或右下方。（一）图纸的组成结构01一、识读设备接线图会签栏：图纸上由会签人员填写所代表的有关专业、姓名、日期等的表格，不需要会签的图纸可不设会签栏。图框栏：用于标明接线图的大小，接线图必须在图框栏的范围内。边框线：整张图纸的边界。（一）图纸的组成结构（二）设备接线图识读技巧ABCDE（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。（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。01一、识读设备接线图（二）设备接线图识读技巧（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。（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。01一、识读设备接线图二、执行设备性能检测01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。01三、了解自锁和互锁控制技术（一）自锁技术自锁：实现在按下启动按钮后，继电器的接触器执行动作，当松开启动按钮后，继电器的接触器不会失电断开，而会继续处于执行状态。那么要如何实现呢？图6-2所示为继电器自锁接线图。当启动按钮被按下后，灯泡点亮，这时断开启动按钮，灯泡还会继续点亮，除非断开停止按钮。互锁：实现2个回路在同一时刻只有一个回路能正常工作，另一个回路无法工作，从而保证电路安全。图6-3所示为继电器互锁接线图。当开关1被按下后，负载1灯亮，此时按下开关2，负载2灯不亮，除非开关1断开，开关2才能控制负载2灯亮。（二）互锁技术01三、了解自锁和互锁控制技术同样，当开关2被按下后，负载2灯亮，这时开关1不起作用。互锁就是通过控制对方线圈的供电方式以防止两个电器元件同时动作造成故障或危险，如继电器2的线圈是通过继电器1的常闭触点后才接通电源的，如果继电器1一旦动作，那么继电器2的常闭触点就断开，这时继电器2的线圈就无法供电，继电器2也就永远不会动作，除非继电器1的动作取消，这就是互锁。（二）互锁技术01三、了解自锁和互锁控制技术任务实施01（1）搭建生产线控制系统的硬件环境时，需要使用到的数字量采集器为ADAM-4150设备（见图6-4）。（2）认真识读如图6-5所示的设备接线图，完成设备的安装和接线，保证设备接线正确。步骤1搭建硬件环境。一、配置数字量采集器（1）设备接线完成后，需要对数字量采集器进行配置。（2）运行ADAM-4150配置工具“AdamNET.exe”，首先需要搜索设备连接的串口号，右击“Serial”按钮，选择“RefreshSubnode”选项，完成串口号搜索，如图6-6所示，搜索到的串口号为COM8。步骤2配置数字量采集器。01一、配置数字量采集器（3）右击“COM8”选项，选择“Search”选项进行搜索设备，默认从0地址开始搜索，如图6-7、图6-8和图6-9所示，在COM8下搜索到4150设备。步骤2配置数字量采集器。01一、配置数字量采集器（4）配置4150设备，如图6-10所示，先单击4150设备中的“Modulesetting”（模块设置）选项卡，设置“Address”（地址）为“1”、“Baudrate”（波特率）为“9600bit/s”、“Protocol”（协议）为“Modbus”，再单击“Applychange”（应用更改）按钮，完成配置。（5）配置完成后，需要将拨码开关拨回Normal位置，并将USB转RS232线接回物联网中心网关。步骤2配置数字量采集器。01一、配置数字量采集器01（1）进入物联网中心网关界面后，依次单击“配”→“新增连接器”按钮，进入连接器配置界面，如图6-11所示。（2）完成连接器的新增，其中连接器名称可自行定义。步骤1配置连接器。二、配置物联网中心网关（1）打开连接器中新建的“4150采集控制器”项目，在右侧单击“新增”按钮，如图6-12所示。按照图6-13所示完成4150设备的新增，其中设备名称可自行定义。步骤2新增执行器。01二、配置物联网中心网关（2）在4150设备下新增执行器（见图6-14）。随后完成三色灯（见图6-15～图6-17）、电动推杆（见图6-18）和报警灯（见图6-19）的新增，其中传感名称和标识名称可自行定义。步骤2新增执行器。01二、配置物联网中心网关（3）最终效果要求是能在物联网中心网关的“数据监控”界面中显示以上设备，单击对应的设备开关按钮，可以看到真实设备发生对应的变化，如图6-20所示。步骤2新增执行器。01二、配置物联网中心网关任务二生产线环境数据采集系统安装与调试任务导入知识准备02车间噪声会严重危害人体健康，其危害程度与人体处于噪声环境下时间的长短，以及所处环境噪声的大小有密切的关系。根据国家标准《工业企业噪声卫生标准》第五条，工业企业的生产车间和作业场所的噪声标准为85分贝（A）。对于现有工业企业，如果经过努力暂时达不到上述标准，那么可适当放宽，但噪声水平不得超过90分贝（A）。表6-5所示为分贝对照表。一、噪声传感器02车间通常人员较多，管理起来也较为复杂。经常会发生人们都离开了，但车间的灯光、机器、空调等设备还处于运转状态的情况。粗略估算，一个280m2的电子厂生产车间，中央空调的功率为42kW，即1h仅空调耗电量就是42kW·h，因此节能操作非常重要。要如何做到节能呢？首先，需要获取人员的活动信息。二、人体红外传感器三、模拟量采集器02（二）通信接口（一）数据采集接口模拟量采集器采集的是模拟量传感器的数据，通常支持采集4～20mA、0～5V、0～10V、1～10V这4种信号。大多数模拟量采集器只支持1种类型的信号采集，有些性能较强的模拟量采集器能支持多种类型的信号采集。模拟量采集器的通信接口和数字量采集器的通信接口一样，通常有以太网接口、RS485接口、RS232接口等，有些甚至采用WiFi通信接口。三、模拟量采集器02（三）控制接口有些模拟量采集器还会有控制接口，控制接口的功能和数字量采集器的控制接口的功能是一样的，都采用开关信号，即输出空载和低电平两种信号，当然有些控制接口的输出还具有继电器的功能。02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。四、信号转换器02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。目前，信号转换器的类型有很多，这在很大程度上扩展了各种仪器仪表的使用范围，使自动控制系统具备了更高的灵活性和更广泛的适应性。四、信号转换器02五、信号隔离器（1）信号隔离器能够将输入信号和输出信号隔离开来。将输入信号和输出信号隔离开来是信号隔离器的一个主要功能，使用信号隔离器之后，一方面能够很好地解决环路和设备之间的相互干扰。（2）信号隔离器能够有效避免电源之间的冲突。在工业生产中往往会用到很多设备，而一般的机械设备都需要在有电源的环境下工作。02五、信号隔离器（3）信号隔离器可以对一些设备进行信号隔离分配。很多设备常常会带有一些负载，这就不可避免地要使用到电阻和导线等，可是一般情况下导线长度往往会影响设备的电阻阻值。任务实施02（1）使用到的模拟量采集器为DAM-T0222。表6-7所示为DAM-T0222的接口说明。（2）认真识读图6-23中的设备接线图，完成设备的安装和接线，保证设备接线正确。一、配置DAM-T0222步骤1搭建硬件环境。步骤1搭建硬件环境。（1）运行DMA-T0222厂家提供的“JYDAM调试软件”，如图6-24所示，单击“高级设置”按钮，将通信方式从“TCP”改成“串口”方式，单击“保存”按钮。（2）如图6-25所示，将串口号选择为USB转RS232线对应的串口号，将波特率设置为“9600”，单击“打开端口”按钮。步骤2打开端口。02一、配置DAM-T0222（1）打开端口完成后，如图6-26所示，在“配置参数”选项卡中单击“读取”按钮。（2）将“COM1波特率”改成“默认（9600）”，将“偏移地址”改成“2”，最后单击“设定”按钮。步骤3地址和波特率配置。02一、配置DAM-T022202步骤1配置连接器。（1）在物联网中心网关配置界面中，如图6-27所示，完成连接器的添加，其中“连接器设备类型”要选择为“NLEMODBUS-RTUSERVER”，该类型可用于任何支持Modbus通信的设备。（2）完成配置后，建议重新打开端口，查看数据是否修改成功，养成做事严谨的习惯。二、配置物联网中心网关（1）打开新建的“T0222采集控制器”项目，在右边单击“新增传感器”按钮，如图6-28所示。（2）按图6-29所示完成噪声传感器的添加。（3）按图6-30所示完成人体红外传感器的添加。步骤2添加传感器。02二、配置物联网中心网关步骤3功能测试。最终效果要能在物联网中心网关的“数据监控”界面中显示，如图6-31所示，在T0222采集控制器界面中可以看到噪声传感器和人体红外传感器的数值，噪声传感器的数值为0～10000（对应电压为0～10V），人体红外传感器的数值为0～1。02二、配置物联网中心网关任务三生产线生产平台监控系统搭建任务导入知识准备一、物联网云平台类型03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。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。（一）设备管理平台一、物联网云平台类型03例如，在物联网中心网关的配置界面中，可以通过选择连接CloudClient方式连接上NLECloud云平台，进行设备功能升级，如图6-32所示。（一）设备管理平台03一、智能路灯控制系统的构成（二）连接管理平台（三）应用使能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。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。03一、智能路灯控制系统的构成（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。其中，基础大数据分析服务主要是指平台在集合各类相关数据后。03二、物联网云平台功能（一）设备接入1．设备入网传输协议（1）HTTP适合使用在性能好一些的终端上，相对于MQTT和CoAP，HTTP的工作方式更复杂，对设备要求相对更高一些。（2）CoAP基本上是一个在Client和Server之间传递状态信息的单对单协议。（3）MQTT是多个客户端通过一个中央代理传递消息的多对多协议。BA03二、物联网云平台功能2．身份认证选择云平台要求连接的设备必须配置密钥，该密钥用于设备接入云平台时的身份认证，类似于人的身份证。BA（一）设备接入03二、物联网云平台功能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。例如，通过规则引擎可以设置“当红外设备感应到有人移动时，开启所有灯”场景，实现了红外传感器和灯的规则联动。

（二）规则引擎03二、物联网云平台功能

（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。应用场景的设计一般采用控件拖曳的方式，便于用户使用。三、ThingsBoard云平台的组成03（1）ThingsBoard云平台支持三种设备接入的方式，分别为HTTP、MQTT、CoAP。（2）ThingsBoard云平台支持设备直接接入，也支持通过网关设备接入。（一）云平台系统的组成结构三、ThingsBoard云平台的组成03（3）ThingsBoard云平台包含物联网云平台的三大功能：设备接入、规则引擎和应用场景展示（ThingsBoard中称为仪表板库）。（一）云平台系统的组成结构ThingsBoard是一个物联网管理云平台，它允许其他企业入驻进来，这些入驻的企业或个人称为租户，他们使用该云平台的服务，可以对资源、设备进行管理。2．客户规则链库用于配置规则链，规则链也称策略，是关联在一起的一组规则节点的简称。策略通常是为了实现某种控制逻辑加入规则链库中的。1．规则链库（二）云平台界面的组成三、ThingsBoard云平台的组成03资产是关联物联网设备或其他资产的一种抽象实体。例如，温室是资产，温室内设置有温湿度传感器或风扇等物联网设备。ThingsBoard的设备实体是基本的物联网实体，如温湿度传感器、开关设备，设备可以上报遥测数据或属性值给物联网云平台，也可以接收处理从物联网云平台下来的RPC（远程过程调用）协议。4．设备3．资产三、ThingsBoard云平台的组成03（二）云平台界面的组成设备配置用于配置设备的通信协议，支持HTTP、MQTT、CoAP可选。5．设备配置实体视图可以用来设置每个设备或资产遥测和属性暴露给客户的程度，可以设置多个，从而分配给不同的客户。6．实体视图三、ThingsBoard云平台的组成03部件库用于管理和创建仪表板库中的显示控件。7．部件库仪表板库是一种实时监控界面，它可以显示物联网设备产生的实时数据或图表数据，或者通过界面上的控制按钮控制执行器设备。8．仪表板库三、ThingsBoard云平台的组成03任务实施03（1）将RGB控制器的RS485接口连接至计算机，如图6-36所示。（2）由于RGB控制器使用RS485通信方式，因此这里需要设置其通信地址和波特率（设备的波特率默认为9600，因此不用设置置，本次实验将RGB控制器的通信地址设置为3），RGB控制器的通信协议指令。一、配置RGB控制器步骤1RGB控制器连接计算机。03一、配置RGB控制器（1）正确配置串口参数，并打开端口。（2）“接收设置”为HEX格式。（3）“发送设置”为HEX格式。（4）取消勾选“自动发送附加位”复选框。（5）发送查询地址指令A503FFB1B35A，其中FF代表广播，B3代表校验和。步骤2完成对RGB控制器地址的设置。03一、配置RGB控制器（6）返回查询结果指令A50300B2B55A，其中00代表返回的设备地址信息。（7）发送设置地址指令A50400B003B75A，其中00代表原地址，03代表新地址，B7代表校验和。（8）返回指令A50300B2B55A，其中B2代表命令设置成功。03一、配置RGB控制器（9）重新发送查询地址指令A503FFB1B35A，目的是确认地址设置是否成功。（10）返回查询结果A50303B2B85A，其中第3个字节03代表设备地址信息。03一、配置RGB控制器（1）完成搭建产线生产平台监控系统的硬件环境，本次实验的硬件环境是在任务一和任务二的硬件环境基础上，再进一步增加下列线路接线。（2）认真识读图6-38中的设备接线图，完成设备的安装和接线，保证设备接线正确。步骤3搭建硬件环境。03一、配置RGB控制器03（1）在物联网中心网关配置界面中，如图6-39所示，完成连接器的添加，其中“连接器设备类型”要选择“NLESERIAL-BUS”，该类型支持RGB控制器。（2）打开新建的连接器“RGB控制器”项目，新增一个设备，如图6-40所示。二、配置物联网中心网关步骤1添加RGB控制器设备。（1）在任务一中的4150采集控制器的连接器基础上，新增一个限位开关设备，如图6-41所示。步骤2验证物联网中心网关配置结果。03二、配置物联网中心网关（2）在“数据监控”界面中设置RGB控制器的颜色为蓝色，如图6-42所示。这时，RGB灯条的颜色也会显示为蓝色。步骤2验证物联网中心网关配置结果。03二、配置物联网中心网关（3）当触发限位开关时，在“数据监控”界面的4150采集控制器界面中可以看到限位开关发生相应的变化，如图6-43所示。步骤2验证物联网中心网关配置结果。03二、配置物联网中心网关03（1）选用一台可以上网的计算机，使用浏览器登录AIoT在线工程实训平台，如图6-44所示，使用用户名和密码登录平台。（2）在平台中单击“实验中心”按钮，进入实验中心，如图6-45所示。三、配置云平台对接设备步骤1登录ThingsBoard云平台。03（3）在“实验中心”界面中打开对应的实验环境，并在实验环境中单击“ThingsBoard”图标，即可进入ThingsBoard云平台，如图6-46所示。三、配置云平台对接设备步骤1登录ThingsBoard云平台。（1）进入ThingsBoard云平台后，选择左侧列表中的“设备”选项，在设备界面中单击“+”号，选择“添加新设备”选项，如图6-47所示。（2）在“添加新设备”界面中，如图6-48所示，填写设备信息，其中“名称”和“标签”可任意填写，勾选“是网关”复选框，完成物联网中心网关设备添加。步骤2创建物联网中心网关设备。03三、配置云平台对接设备（1）单击创建好的物联网中心网关设备“IoTGateWay”，在弹出的设备详细信息界面中单击“管理凭据”按钮，复制“设备凭据”界面中的“访问令牌”信息，如图6-49所示。步骤3配置物联网中心网关与云平台对接。03三、配置云平台对接设备（2）打开物联网中心网关配置界面中的TBClient连接配置（路径：配置→设备连接方式→TBClient），将“MQTT服务端IP”填写为ThingsBoard云服务的IP：6，将“MQTT服务端端口”填写为“1883”，“Token”必须填写为ThingsBoard云平台上物联网中心网关的“访问令牌”信息，如图6-50所示。完成配置后，需要启动TBClient连接方式。步骤3配置物联网中心网关与云平台对接。03三、配置云平台对接设备（1）准备