目录
第一部分 竞赛须知
一、竞赛要求
1.正确使用工具，操作安全规范；
2.竞赛过程中如有异议，可向裁判员反映，不得扰乱赛场秩序；
3.遵守赛场纪律，尊重裁判，服从安排。
二、职业素养与安全意识
1.完成竞赛任务所有操作符合安全操作规范，注意用电安全。
2.遵守赛场纪律，尊重赛场工作人员；爱惜赛场设备、器材。
三、扣分项
1.在竞赛过程中，因操作不当导致设备破坏性损坏或造成事故，视情节扣
10〜20 分，情况严重者取消比赛资格。
2.衣着不整、污染赛场环境、扰乱赛场秩序、干扰裁判工作等不符合职业规范的行为，在模块3中扣除相应职业素养分，情节严重者取消竞赛资格。
四、选手须知
1.任务书如出现缺页、字迹不清等问题，请及时向裁判示意，并进行更换；
比赛结束后，比赛提供的所有纸质材料、U 盘等不得带离赛场。
2.设备的安装配置请严格按照任务书的要求及工艺规范进行操作。
3.参赛团队应在规定时间内完成任务书要求的内容，任务实现过程中形成的文件资料必须存储到 U 盘的指定位置，同时拷贝一份“提交资料”副本至服务器的“D 盘”根目录下，未存储到指定位置的文件均不得分。
4.比赛过程中，选手认定设备或器件有故障可向裁判员提出更换；如器件或设备经测定完好属误判时，器件或设备的认定时间计入比赛时间；如果器件或设备经测定确有故障，则当场更换设备，此过程中（从设备检测开始到更换完成）造成的时间损失，在比赛时间结束后，对该小组进行等量时间延迟补偿。
5.比赛过程中由于人为操作失误造成器件损坏，器件不予更换。
6.在裁判组宣布竞赛结束后，参赛选手应立即停止对竞赛设备与计算机的任
何操作。
第二部分 竞赛任务
一、任务背景
某公司为了实现生产车间从上料、灌装、封装、检测、产品分拣、机器人搬运合格产品装箱入库的自动生产全过程，需要升级网络结构、采集产线信号，开发新的标识系统以对各个环节进行管理，利用边缘计算技术提升信息处理的实时性，另外设计工业互联网平台应用软件实现数据可视化及服务应用。
二、任务环境
硬件资源：计算机、工业互联网集成应用工作站、工业互联网平台、工具箱、耗材等。
软件资源：见U盘中“竞赛资料”文件夹。
三、任务实施
模块一 工业互联网设备安装与调试
任务描述
选手需要利用客户采购回来的器件及材料，完成工业互联网竞赛平台工业网络系统的组网安装与调试，保证机构能够正确运行和电路无误能够正确运行，系统符合专业技术规范。
任务1-1工业互联网设备安装
1.设备安装
选手采用现场提供的网络部件及工具，完成交换机、无线路由器、MODBUS网关、边缘计算网关、工业互联网网关等联网设备的安装。
2.线路连接
按照系统网络架构图及工艺要求完成工业控制网络的连接。
任务1-2工业互联网设备调试
任务描述：参赛选手根据赛场提供的技术资料，完成各网关及串口服务器的网络参数设置。
工业互联网设备设置要求
| 序号 |
联网设备名称 |
IP Address |
Subnet Mask |
Gateway |
| 1 |
工业互联网网关 |
192.168.3.99 |
255.255.255.0 |
192.168.0.1 |
| 2 |
边缘计算网关 |
192.168.3.98 |
255.255.255.0 |
192.168.0.1 |
| 3 |
MODBUS网关 |
192.168.3.97 |
255.255.255.0 |
192.168.0.1 |
| 4 |
串口服务器 |
192.168.3.96 |
255.255.255.0 |
192.168.0.1 |
模块二 工业互联网平台开发应用
任务2-1数据采集系统及应用
(一)任务描述
现需要团队负责完成成品入库工作站的PLC程序编写与机器人参数设置，触摸屏组态与调试，整机联调、运行及程序优化。实现从上料、灌装、封装、检测、产品分拣、机器人搬运合格产品装箱入库等工序的全流程自动化生产，保证能够进行正确运行，系统符合专业技术规范。在规定时间内完成整套生产线的编程与调试，以便生产线后期能够实现生产过程自动化和工业互联网数据采集。
（二）任务目的
基于工业互联网数据采集网关，读取PLC中与设备相关的数据，实现上料、灌装工段数据采集至网关。
（三）任务要求
1.网关数据采集工程创建
（1）在网关配置软件中新建工程，具体要求如下：
| 序号 |
设计要求 |
截图 |
|
| 1 |
名称 |
上料灌装工段数据采集上云工程 |
截图，保存在U:\工业互联网集成应用赛项（高职）\第*场\第*号工位\工业互联网网关数据采集，命名为：01新建工程.jpg |
| 2 |
路径 |
U:\工业互联网集成应用赛项（高职） |
|
| 3 |
其他参数 |
默认 |
|
（2）在“数据采集上云工程”中添加设备，具体要求如下：
| 序号 |
设计要求 |
截图 |
|
| 1 |
名称 |
网关设备 |
截图，保存在U:\工业互联网集成应用赛项（高职）\第*场\第*号工位\工业互联网网关数据采集，命名为：02添加网关设备.jpg |
| 2 |
设备类型 |
主流品牌网关 |
|
| 3 |
识别方式 |
IP地址/域名 |
|
| 4 |
IP地址/域名 |
根据实际地址配置填写 |
|
| 5 |
其他参数 |
默认 |
|
（3）在“网关设备”/“数据中心”/“I/O点”/“TCP”中设置基本信息，具体要求如下：
| 序号 |
设计要求 |
截图 |
|
| 1 |
扫描时间（ms） |
1000 |
截图，保存在U:\工业互联网集成应用赛项（高职）\第*场\第*号工位\工业互联网网关数据采集，命名为：03TCP基本信息.jpg |
| 2 |
超时（ms） |
3000 |
|
| 3 |
重试次数 |
3 |
|
| 4 |
自动恢复时间（s） |
10 |
|
| 5 |
其他参数 |
默认 |
|
2.网关数据采集节点添加
（1）在“网关设备”/“数据中心”/“I/O点”/“TCP”中添加设备，具体要求如下：
| 序号 |
设计要求 |
截图 |
|
| 1 |
名称 |
PLC设备 |
截图，保存在U:\工业互联网集成应用赛项（高职）\第*场\第*号工位\工业互联网网关数据采集，命名为：04添加PLC设备.jpg |
| 2 |
设备类型 |
主流PLC品牌 |
|
| 3 |
单元号 |
1 |
|
| 4 |
IP/域名 |
上料灌装工段PLC的IP |
|
| 5 |
端口号 |
3001 |
|
| 6 |
其他参数 |
默认 |
|
（2）参照“PLC的数据点表”分别在“I/O点”中添加设备数据对PLC设备数据截图，保存在U:\工业互联网集成应用赛项（高职）\第*场\第*号工位\工业互联网网关数据采集，命名为：05添加上料灌装工段采集数据.jpg
（3）在“网关设备”/“数据中心”/“计算点”中添加数据，具体要求如下：
| 序号 |
点名称 |
缺省值 |
表达式 |
周期 |
其他参数 |
| 1 |
最大压强 |
0.0 |
4000 |
1S |
默认 |
截图，保存在U:\工业互联网集成应用赛项（高职）\第*场\第*号工位\工业互联网网关数据采集，命名为：06添加计算点数据.jpg
3.网关数据采集工程运行与维护
（1）在“数据采集上云工程”/“系统设置”/“网络和Internet”/“网络设置”中设置网关IP地址和子网掩码，具体要求如下：
| 序号 |
设计要求 |
截图 |
|
| 1 |
IP地址 |
192.168.3.99 |
截图，保存在U:\工业互联网集成应用赛项（高职）\第*场\第*号工位\工业互联网网关数据采集，命名为：07网关网络设置.jpg |
| 2 |
子网掩码 |
255.255.255.0 |
|
| 3 |
其他参数 |
默认 |
|
（2）保存工程并下载到网关中，并在“在线设备”中查看13个数据点是否采集正常。用录屏软件录制“网关设备”在线设备的采集状态，具体要求如下：
在线监控账号：admin，密码：00000000
录制视频时长1分钟以内，录制界面需包含13个数据点；视频命名成“工作站数据采集本地在线监测.mp4”；保存在“U:\工业互联网集成应用赛项（高职）\第*场\第*号工位\工业互联网网关数据采集”中。
任务2-2 标识解析系统集成应用
（一）任务目的
基于产品属性监测实训案例，融入标识解析技术，体验标识解析的标识定义、标识二维码生成、标识注册、标识解析二级节点平台登录、标识解析等功能。
（二）任务要求
运用工业互联网标识解析一物一码功能，以二维码为信息载体，对产线上产品的信息进行编码，一品一码，建立商品信息管理数据链，通过手机终端中安装的识读软件轻松扫码，即可实时方便地查询商品信息，有效辨识真假。
截图：选手需对任务实施过程中的标识定义界面、生成的标识二维码、标识注册界面、标识解析二级节点平台登录界面、扫码解析结果的界面进行保存，保存在U:\工业互联网集成应用赛项（高职）\第*场\第*号工位\标识解析服务应用。
任务2-3边缘计算及数据可视化应用
（一）任务目的
基于工业互联网边缘端数据的采集，对数据进行计算分析，完成数据过滤及预警，作出边缘端应急处理，并完成预警信息及处理结果的上报。
（二）任务要求
1.边缘采集功能应用开发
| 序号 |
设计要求 |
截图 |
|
|
启动边缘端数据库服务 |
截图，保存在U:\工业互联网集成应用赛项（高职）\第*场\第*号工位\工业互联网边缘服务开发，命名为：启动数据库.jpg |
|
|
启动开发工具，导入项目工程文件，文件存储位置“U:\工业互联网集成应用赛项（高职）\参考资料\模块B\任务5：工业互联网边缘服务开发”。 |
截图，保存在U:\工业互联网集成应用赛项（高职）\第*场\第*号工位\工业互联网边缘服务开发，命名为：导入工程文件.jpg |
|
|
编写数据采集程序，并正确调用程序，实现对数据（位置、数值、时间）的读取。 |
截图，保存在U:\工业互联网集成应用赛项（高职）\第*场\第*号工位\工业互联网边缘服务开发，命名为：数据读取程序.jpg和调用数据读取函数.jpg |
|
|
编写数据显示程序，在界面视图中添加显示控件，在函数中添加数据绑定，将读取的实时数据显示在控件中。 |
截图，保存在U:\工业互联网集成应用赛项（高职）\第*场\第*号工位\工业互联网边缘服务开发，命名为：实时数据显示.jpg |
2.边缘计算功能应用开发
| 序号 |
设计要求 |
截图 |
|
|
|
编写计算分析程序，分别实现数据异常信息、超阀值报警信息 |
实现对数据的过滤，找出异常数据值的信息（位置、数值、时间）。 |
截图，保存在U:\工业互联网集成应用赛项（高职）\第*场\第*号工位\工业互联网边缘服务开发，命名为：异常数据计算分析程序.jpg |
|
|
实现对数据的过滤，找出超阈值数据值的信息（位置、数值、时间）。 |
截图，保存在U:\工业互联网集成应用赛项（高职）\第*场\第*号工位\工业互联网边缘服务开发，命名为：超阈值数据计算分析程序.jpg |
|
|
|
编写分析结果显示程序 |
截图，保存在U:\工业互联网集成应用赛项（高职）\第*场\第*号工位\工业互联网边缘服务开发，命名为：异常数据信息显示.jpg |
|
3.边缘采集主动上报功能应用开发
| 序号 |
设计要求 |
截图 |
|
|
建立数据库连接并创建数据库及数据表 |
截图，保存在U:\工业互联网集成应用赛项（高职）\第*场\第*号工位\工业互联网边缘服务开发，命名为：建立数据库连接.jpg和创建数据库及数据表.jpg |
|
|
正确编写现场应急处理程序并正确调用程序 |
截图，保存在U:\工业互联网集成应用赛项（高职）\第*场\第*号工位\工业互联网边缘服务开发，命名为：设备停机程序.jpg和调用设备停机函数.jpg |
|
|
编写数据上报程序并正确调用程序 |
截图，保存在U:\工业互联网集成应用赛项（高职）\第*场\第*号工位\工业互联网边缘服务开发，命名为：异常上报程序.jpg和调用异常上报函数.jpg |
任务2-4 工业互联网平台服务应用
（一）任务目的
通过采集上料灌装工段每个节拍的开始和结束时间计算出每个节拍时长，实现数据实时显示并根据节拍时间优化产线生产效率提高产能。
（二）任务要求
可实时显示上料环节、输送环节、罐装环节的开始时间、结束时间和工序耗时，还可显示系统当前日期和时间，另外还设有“复位”按键，双击可初始化所有数据。
1.低代码开发平台的数据采集
（1）节点安装
节点路径：U:\工业互联网集成应用赛项（高职）\参考资料\模块二\任务2-4 工业互联网平台服务应用\
| 序号 |
要求 |
截图 |
|
| 1 |
node-red-contrib-mcprotoco |
完成MC Read和MC Write两个节点的安装 |
截图，保存在U:\工业互联网集成应用赛项（高职）\第*场\第*号工位\生产节拍分析APP，命名为：01节点安装.jpg |
（2）虚拟机IP配置
| 序号 |
要求 |
截图 |
|
| 1 |
IP地址 |
192.168.3.100 |
截图，保存在U:\工业互联网集成应用赛项（高职）\第*场\第*号工位\生产节拍分析APP，命名为：02虚拟机以太网配置.jpg |
| 2 |
子网掩码 |
255.255.255.0 |
|
| 3 |
默认网关 |
192.168.3.254 |
|
| 4 |
DNS |
192.168.3.15 |
|
（3）节点添加及连接
MC Read 节点添加
| 序号 |
节拍内容 |
PLC IP地址和端口号 |
地址 |
| 1 |
上料 |
192.168.3.10：3000 |
M50 |
| 2 |
输送 |
M51 |
|
| 3 |
罐装 |
M52 |
将“上料”节点配置截图，保存在U:\工业互联网集成应用赛项（高职）\第*场\第*号工位\生产节拍分析APP，命名为：03MC Read 节点1.jpg
将“罐装”节点配置截图，保存在U:\工业互联网集成应用赛项（高职）\第*场\第*号工位\生产节拍分析APP，命名为：04MC Read 节点2.jpg
| 节拍起/止时间标志位说明表 |
|||
| 序号 |
节拍内容 |
起始点 |
终止点 |
| 1 |
料瓶上料 |
M50=1(PLC1) |
M50=0(PLC1) |
| 2 |
料瓶输送 |
M51=1(PLC1) |
M51=0(PLC1) |
| 3 |
料瓶罐装 |
M52=1(PLC1) |
M52=0(PLC1) |
2.低代码开发平台的组件开发
（1）组件开发要求
开发一个计时组件，实现任意两个数据时间差的计算。
（2）组件开发过程
a.创建时间节点文件
在C:\Users\Administrator\.node-red\node_modules下创建一个“node-red-contrib-loading”文件夹，并按下表要求完成文件创建。将创建的文件截图，保存在U:\工业互联网集成应用赛项（高职）\第*场\第*号工位\生产节拍分析APP，命名为：05创建文件.jpg
| 序号 |
文件名称 |
备注 |
| 1 |
node-red-contrib-time-difference.html |
|
| 2 |
node-red-contrib-time-difference.js |
|
| 3 |
package.json |
b. “node-red-contrib-loading.html”代码编写
参考U:\工业互联网集成应用赛项（高职）\参考资料\模块二\任务2-4 工业互联网平台服务应用\node-red-contrib-time-difference\node-red-contrib-loading.html完成代码编写，具体要求如下
| 序号 |
属性 |
属性值 |
| 1 |
节点分类 |
function |
| 2 |
颜色 |
#a6bbcf |
| 3 |
属性 |
Name{value} |
| 4 |
输入个数 |
1 |
| 5 |
输出个数 |
1 |
| 6 |
图标 |
File.png（在线图片，导入文件名就可以使用） |
| 7 |
节点名称 |
loading |
将编写好的代码截图，保存在U:\工业互联网集成应用赛项（高职）\第*场\第*号工位\生产节拍分析APP，命名为：06html代码.jpg
c. “node-red-contrib-loading.js”代码编写
参考U:\工业互联网集成应用赛项（高职）\参考资料\模块二\任务2-4 工业互联网平台服务应用\node-red-contrib-loading\node-red-contrib-loading.js完成代码编写，具体要求如下
| 序号 |
要求 |
|
| 1 |
代码工作流程 |
1.收到reset指令，将“firsttime”清空； 2.收到第1个信号输入，将当前时间存入“firsttime”； 3.收到第2个信号输入，用当前时间减去“firsttime”里的时间，计算出时间差，单位毫秒； |
| 2 |
状态显示流程 |
1.在节点下方显示一个方形图标； 2.没有信号时，不显示； 3.有信号输入且没有计算时间差时，显示为黄色；同时在方形图标右侧显示：时间差缺失 4.有信号输入且有计算时间差时，显示为绿色；同时在方形图标右侧显示：时间差****ms |
将编写好的代码截图，保存在U:\工业互联网集成应用赛项（高职）\第*场\第*号工位\生产节拍分析APP，命名为：07js代码.jpg
d. “package.json”代码编写
参考U:\工业互联网集成应用赛项（高职）\参考资料\模块二\任务2-4 工业互联网平台服务应用\node-red-contrib-loading\package.json完成代码编写，使“node-red-contrib-loading.html”和“node-red-contrib-loading.js”关联在一起。
将编写好的代码截图，保存在U:\工业互联网集成应用赛项（高职）\第*场\第*号工位\生产节拍分析APP，命名为：08json代码.jpg。
e.测试“node-red-contrib-loading”节点功能
- 安装部署“node-red-contrib-loading”节点。
- 添加节点“inject”和“debug”，并与“node-red-contrib-loading”节点完成连接和调试；调试好后录制视频时长1-2分钟，录制内容详见下表；视频命名成“09节点测试.mp4”，保存在“U:\工业互联网集成应用赛项（高职）\第*场\第*号工位\生产节拍分析APP。
节点测试录制内容要求
| 序号 |
内容 |
备注 |
|
| 1 |
注入消息 |
计算出时间差，时间差为最后一次注入的消息和第一次注入消息的时间差 |
|
| 2 |
清空数据 |
清空所有数据 |
|
3.生产节拍分析APP开发设计
（1）function节点添加要求
| 序号 |
function节点名称 |
备注 |
序号 |
function节点名称 |
备注 |
| 1 |
输出信号1 |
4 |
计时 |
||
| 2 |
输出信号2 |
5 |
复位 |
||
| 3 |
输出信号3 |
截图，保存在U:\工业互联网集成应用赛项（高职）\第*场\第*号工位\生产节拍分析APP，命名为：10function节点添加.jpg
（2）其他节点添加要求
| 序号 |
节点类型 |
节点名称 |
备注 |
| 1 |
uibuilder |
loading |
|
| 2 |
Link in |
||
| 3 |
Link out |
截图，保存在U:\工业互联网集成应用赛项（高职）\第*场\第*号工位\生产节拍分析APP，命名为：11其他节点添加.jpg
（3）节点连接
按照任务要求，将添加好的节点按逻辑规则连接起来，并将连接好的界面截图，保存在U:\工业互联网集成应用赛项（高职）\第*场\第*号工位\生产节拍分析APP，命名为：12节点连接.jpg
（4）节点代码导入
- function节点代码导入
function节点代码路径：U:\工业互联网集成应用赛项（高职）\参考资料\模块二\任务2-4 工业互联网平台服务应用\function节点代码
| 序号 |
function节点 |
导入脚本 |
序号 |
function节点 |
导入脚本 |
| 1 |
输出信号1 |
输出信号1.txt |
4 |
计时 |
计时.txt |
| 2 |
输出信号2 |
输出信号2.txt |
5 |
复位 |
复位.txt |
| 3 |
输出信号3 |
输出信号3.txt |
将“输出信号1”节点代码导入截图，保存在U:\工业互联网集成应用赛项（高职）\第*场\第*号工位\生产节拍分析APP，命名为：13function节点代码导入1.jpg
将“复位”节点代码导入截图，保存在U:\工业互联网集成应用赛项（高职）\第*场\第*号工位\生产节拍分析APP，命名为：14function节点代码导入2.jpg
- uibuilder节点代码导入
将U:\工业互联网集成应用赛项（高职）\参考资料\模块二\任务2-4 工业互联网平台服务应用\uibuilder界面文件\loading，复制粘贴到Node-red安装目录下的对应文件夹中（替换原来文件夹），完成后截图，保存在U:\工业互联网集成应用赛项（高职）\第*场\第*号工位\生产节拍分析APP，命名为：15uibuilder节点代码导入.jpg
（5）界面修改及虚拟运行
- 添加“模拟开始时间”节点和“模拟结束时间”节点，替代MC Read 节点的信号输入，部署并打开loading，点击“模拟开始时间”观察loading的界面变化并截图，保存在U:\工业互联网集成应用赛项（高职）\第*场\第*号工位\生产节拍分析APP，命名为：16模拟开始时间界面.jpg
- 点击“模拟结束时间”观察loading的界面变化并截图，保存在U:\工业互联网集成应用赛项（高职）\第*场\第*号工位\生产节拍分析APP，命名为：17模拟结束时间界面.jpg
- 修改脚本调整loading的界面显示及功能，符合下列要求，脚本修改完成后，录制视频时长1-2分钟，录制内容需包括数据注入过程和loading界面变化情况；视频命名成“18APP虚拟运行.mp4”，保存在“U:\工业互联网集成应用赛项（高职）\第*场\第*号工位\生产节拍分析APP。
| 序号 |
内容 |
属性 |
属性值 |
| 1 |
一级标题 |
文本 |
生产节拍分析APP |
| 颜色 |
Red |
||
| 大小 |
H1标签默认大小 |
||
| 2 |
二级标题 |
文本 |
实时数据监控 |
| 颜色 |
aliceblue |
||
| 大小 |
20px |
||
| 3 |
指示灯 |
大小 |
100px*100px |
| 形状 |
圆 |
||
| 未运行颜色 |
#c1ce83 |
||
| 运行中颜色 |
#0dd30d |
||
| 运行结束颜色 |
#003c00 |
||
| 4 |
第一个单元标题 |
内容 |
空瓶上料 |
| 颜色 |
aliceblue |
||
| 大小 |
默认值 |
||
| 5 |
第二个单元标题 |
内容 |
空瓶输送 |
| 颜色 |
aliceblue |
||
| 大小 |
默认值 |
||
| 6 |
第三个单元标题 |
内容 |
液体罐装 |
| 颜色 |
aliceblue |
||
| 大小 |
默认值 |
||
| 7 |
第十个单元标题 |
内容 |
总时长 |
| 颜色 |
aliceblue |
||
| 大小 |
默认值 |
||
| 8 |
单元文本要求 |
内容 |
开始时间：12：34：55 结束时间：12：34：58 工序耗时：3.216秒 |
| 要求 |
三行文本不能再同一行显示，没有时间时，就只显示文字 |
||
| 颜色 |
aliceblue |
||
| 大小 |
默认值 |
||
| 行高 |
34px |
||
| 9 |
系统时间 |
内容 |
2022/10/23 14:23:45 |
| 颜色 |
Orange |
||
| 大小 |
25px |
||
| 10 |
复位功能 |
内容 |
复位 |
| 点击效果 |
点击后弹窗提示复位中 |
||
| 字体颜色 |
默认 |
||
| 大小 |
默认 |
||
| 11 |
全局属性 |
大小 |
1600px*900px |
| 背景颜色 |
Rgb(15,15,64) |
4.生产节拍分析APP服务应用及运行监测
（1）部署运行
部署，并打开loading，将显示界面截图，保存在U:\工业互联网集成应用赛项（高职）\第*场\第*号工位\生产节拍分析APP，命名为：19部署运行.jpg
（2）接真实设备运行监测
将上料、灌装工段的真实数据接入，调试好后录制视频时长3-5分钟，录制内容需包括数据注入过程和loading界面变化情况；视频命名成“20APP真实运行.mp4”，保存在“U:\工业互联网集成应用赛项（高职）\第*场\第*号工位\生产节拍分析APP。