工業(yè)數據采集技術 課件 項目5 采集智能裝配線設備運行數據（工業(yè)網關）

采集智能裝配線設備運行數據（工業(yè)網關）任務1工業(yè)網關選型及軟硬件安裝項目5

CONTENTS02任務認知03任務資訊04任務實施05任務小結01項目導入/01項目導入引導案例目標知曉知識目標技能目標專業(yè)素養(yǎng)1.掌握工業(yè)網關的技術參數；2.掌握工業(yè)網關的硬件原理；3.掌握工業(yè)網關的系統(tǒng)運行環(huán)境。1.能夠完成設備運行數據采集的需求分析；2.能夠根據實際項目需要完成工業(yè)網關選型并完成硬件連接；3.能夠正確安裝工業(yè)網關軟件及其系統(tǒng)環(huán)境并準確配置設備運行數據采集的網關工程。素質目標：1.主動溝通的工作方法；2.嚴謹扎實的工作作風；3.分析解決問題的基本能力。/02任務認知任務描述與要求重慶某企業(yè)計劃進一步提升其裝配生產線系統(tǒng)的智能化水平，為數字孿生、預測性維護等先進生產方向蓄能。作為項目承接方公司的項目經理，顧客提出系統(tǒng)兼顧當前已有運行設備數據采集基礎及后期智能化應用改進的要求，請你充分了解客戶需求，提出合適的工業(yè)網關采集方案，并完成工業(yè)網關軟硬件安裝準備。123熟悉工業(yè)網關的基礎知識；熟悉工業(yè)網關的選型依據；掌握工業(yè)網關的軟硬件安裝方法。/03任務資訊初識工業(yè)網關工業(yè)網關是連接工業(yè)設備和工業(yè)互聯(lián)網的核心設備，在工業(yè)互聯(lián)網中起著承上啟下的作用。工業(yè)網關的分類轉發(fā)協(xié)議邊緣計算能力應用行業(yè)轉發(fā)通信方式采集對象采集接口安全能力工業(yè)網關的關鍵指標數據采集能力斷點續(xù)傳能力邊緣計算能力互聯(lián)接入能力可靠傳輸能力遠程控制能力就地報警能力工業(yè)網關軟件EdgeLinkStudioAdvantechEdgeLinkStudio作為連接感知層與網絡層的紐帶，智能物聯(lián)網關可以實現感知網絡與通信網絡，以及不同類型感知網絡之間的協(xié)議轉換。針對不同的客戶場景，支持多種通訊方式，如網口、串口、WIFI、3G、4G等；支持IT平臺連接，滿足多種PLC、儀表、行業(yè)協(xié)議；同時，其開放式的物聯(lián)網架構，可以實現客戶二次開發(fā)的需求。EdgeLinkStudio的特點020103資料上云，設置簡易遠程運維，節(jié)省成本設備聯(lián)網，優(yōu)化效率認識智能網關硬件接口/04任務實施任務實施1.列出小組分工按任務要成完成小組分工表。2.工業(yè)網關的選型查詢對比研華ECU-1000系列三款網關，分析各型號主要優(yōu)勢特點。3.EdgeLinkStudio軟件安裝安裝EdgeLinkStudio軟件。4.網關工程創(chuàng)建及網絡設置完成網關工程創(chuàng)建及網絡設置/05任務小結自我反思與總結在本次任務中遇到了什么難題，是如何攻克的？能力思考本次任務中，你學到了什么？掌握了什么技能或方法？技能思考如果去應聘相關崗位，你認為自己還有哪方面的不足？崗位思考教師總結在實際項目中這些問題會延伸出什么事情？同學們普遍存在的問題是什么？任務拓展嘗試采用WiFi接入方式完成網關與外網連接并測試。采集智能裝配線設備運行數據（工業(yè)網關）任務2工業(yè)網關以太網口數據采集項目5

CONTENTS01任務認知02任務資訊03任務實施04任務小結/01任務認知任務描述與要求工業(yè)設備運行數據來源多樣，可根據設備和現場需求，借助智能網關實現基于多種通信鏈路、多種工業(yè)設備協(xié)議的組合數據采集方案。本任務基于智能裝配生產線系統(tǒng)實訓裝置（包含SDPDM100和SDPDM200兩部分），運行數據經傳感器檢測送至IO模塊或者PLC采集，再利用工業(yè)網關的以太網口采集連接的IO模塊和PLC設備，請完成相關網關工程配置。123熟悉工業(yè)網關數據采集系統(tǒng)組成；熟悉工業(yè)網關采集網口IO模塊數據；掌握工業(yè)網關采集PLC數據。/02任務資訊工業(yè)網關數據采集系統(tǒng)組網SDPDM100平臺內置接線示意/03任務實施任務實施1——工業(yè)網關采集網口IO模塊數據傳感器將檢測到的運行數據送至IO模塊ADAM6024進行采集，具體步驟參見項目二的任務5。1.

IO模塊采集傳感器數據任務實施1——工業(yè)網關采集網口IO模塊數據2.網關工程配置（ECU-1051采集IO模塊數據的軟件配置）1）建立工程建立網關工程，建立新節(jié)點，類型選擇對應網關型號，節(jié)點IP填寫為網關IP地址。任務實施1——工業(yè)網關采集網口IO模塊數據2.網關工程配置（ECU-1051采集IO模塊數據的軟件配置）2）添加IO模塊設備

右鍵TCP網口，可選擇“編輯”功能，編輯具體網口信息。任務實施1——工業(yè)網關采集網口IO模塊數據2.網關工程配置（ECU-1051采集IO模塊數據的軟件配置）2）添加IO模塊設備

右鍵TCP網口，可選擇“添加設備”功能，該功能支持配置以太網設備具體設備信息。任務實施1——工業(yè)網關采集網口IO模塊數據2.網關工程配置（ECU-1051采集IO模塊數據的軟件配置）3）添加I/O點新建設備后需要配置IO點，雙擊I/O點或者右鍵編輯，添加設備后會自動打開I/O點頁面。任務實施1——工業(yè)網關采集網口IO模塊數據2.網關工程配置（ECU-1051采集IO模塊數據的軟件配置）點擊“添加”按鈕添加一個新點。選中一個或多個點，點擊“刪除”、“修改”按鈕可以進行刪除、修改操作；填入點名稱、選擇數據類型、轉換類型、選擇點地址、設置最高和最低量程、缺省值、掃描倍率填寫描述信息；任務實施1——工業(yè)網關采集網口IO模塊數據2.網關工程配置（ECU-1051采集IO模塊數據的軟件配置）任務實施1——工業(yè)網關采集網口IO模塊數據2.網關工程配置（ECU-1051采集IO模塊數據的軟件配置）4）確認網絡設置并下載工程建議LAN1的IP地址與建立工程時的節(jié)點IP地址一致，與交換機連接的網口是設備在同一網段；LAN2或Wi-Fi為鏈接外網的網段，可以采用DHCP模式自動獲取。任務實施1——工業(yè)網關采集網口IO模塊數據2.網關工程配置（ECU-1051采集IO模塊數據的軟件配置）5）遠程登陸通過SSHConsole直接登錄到在線設備上。研華網關底層系統(tǒng)是Linux，用戶可以通過點擊SSHConsole，進入Putty軟件，然后根據需要鍵入Linux指令就可以對設備進行操作。點擊在線->搜索設備，在搜索到的設備上右鍵，選擇SSHConsole。任務實施1——工業(yè)網關采集網口IO模塊數據2.網關工程配置（ECU-1051采集IO模塊數據的軟件配置）5）遠程登陸輸入用戶輸入用戶名和密碼后可遠程登錄到設備的系統(tǒng)。網關默認輸入用戶名：root，密碼：無。常用的一些Linux指令包括有：ping+IP地址（查看網絡連接狀態(tài)，按ctrl+c停止），ifconfig（查看網絡配置）等，如下圖所示為輸入ping8.8.8.8，驗證網絡是否連接正常。任務實施1——工業(yè)網關采集網口IO模塊數據2.網關工程配置（ECU-1051采集IO模塊數據的軟件配置）6）數據監(jiān)控搜索到網關設備之后，雙擊在線設備的IP地址進入登錄界面，輸入密碼：00000000，進入在線監(jiān)控。任務實施1——工業(yè)網關采集網口IO模塊數據2.網關工程配置（ECU-1051采集IO模塊數據的軟件配置）6）數據監(jiān)控選擇“點”->“IO點”，驗證數據是否傳送到網關。有數值且質量顯示Good表示網關采集I/O模塊數據成功。質量顯示為DeviceError表示設備沒有與網關連接成功。任務實施2——工業(yè)網關采集PLC數據1.

PLC采集運行數據項目三已通過PLC利用OPC通信將SDPDM200的電機運行參數上傳到KEPServer，本節(jié)在此基礎上進一步完成工業(yè)網關ECU-1051利用OPCUA通信完成運行數據采集，期間需要安裝工具UaExpert連接KepServers獲取數據地址。。任務實施2——工業(yè)網關采集PLC數據2.網關工程配置1）添加PLC設備打開網關工程，右鍵TCP網口，選擇“添加設備”功能，該功能支持配置以太網設備具體設備信息。任務實施2——工業(yè)網關采集PLC數據2.網關工程配置2）添加I/O點新建設備后需要配置IO點，雙擊I/O點或者右鍵編輯，添加設備后會自動打開I/O點頁面。任務實施2——工業(yè)網關采集PLC數據2.網關工程配置2）添加I/O點獲取PLC采集數據的地址，需采用UaExpert工具連接KepServers。打開UaExpert，在項目左側，右鍵點擊“Servers”添加服務器。任務實施2——工業(yè)網關采集PLC數據2.網關工程配置2）添加I/O點打開“AddServer”對話框，在“CustomDiscovey”下點擊“DoubleclicktoAddServer”，在彈出的“EnterURL”對話框內輸入S7-1200的OPCUA的服務器地址，該地址需與PLC在運行的工程設置一致，如：192.168.0.25:4840，點擊OK確定。任務實施2——工業(yè)網關采集PLC數據2.網關工程配置2）添加I/O點添加成功后可以瀏覽到S7-1200的OPCUAServer，選擇對應的安全策略，本文以None-None（uatcp-uasc-uabinary）---無安全設置以及“Anonymous”匿名訪問---訪客權限登陸，然后點擊“OK”。任務實施2——工業(yè)網關采集PLC數據2.網關工程配置2）添加I/O點S7-1200OPCUAServer添加成功后右鍵選中點擊“Connect”，連接服務器，首次連接需要通信雙方進行證書驗證，UaExpert會彈出證書驗證的窗口，點擊“TrustServerCertificate”-“Continue”。任務實施2——工業(yè)網關采集PLC數據2.網關工程配置2）添加I/O點證書驗證成功之后，就可以在地址空間窗口瀏覽S7-1200OPCUA支持的信息。單獨選擇某個節(jié)點可以在“Attributes”窗口查看該節(jié)點的屬性，如下圖所示，其中NodeID對應的value值“ns=4;i=2”就是網關工程需填寫的數據地址。還可將節(jié)點變量拖拽到DataAccessView中查看數值和狀態(tài)，通信正常，顯示Good。任務實施2——工業(yè)網關采集PLC數據2.網關工程配置2）添加I/O點任務實施2——工業(yè)網關采集PLC數據2.網關工程配置2）添加I/O點繼續(xù)設置最高和最低量程、缺省值、掃描倍率、讀寫屬性、描述等信息。任務實施2——工業(yè)網關采集PLC數據2.網關工程配置（5）數據轉發(fā)/云服務設置

如有數據轉發(fā)需求，可通過云服務實現。研華網關支持接入云服務，可根據云平臺開發(fā)情況進行配置。任務實施2——工業(yè)網關采集PLC數據2.網關工程配置（6）下載工程并查看數據/04任務小結自我反思與總結在本次任務中遇到了什么難題，是如何攻克的？能力思考本次任務中，你學到了什么？掌握了什么技能或方法？技能思考如果去應聘相關崗位，你認為自己還有哪方面的不足？崗位思考教師總結在實際項目中這些問題會延伸出什么事情？同學們普遍存在的問題是什么？任務拓展同一個網關采集不同類型設備，例如本節(jié)IO模塊和PLC設備的設備單元號可以一樣嗎？請動手實踐驗證一下吧。采集智能裝配線設備運行數據（工業(yè)網關）任務3工業(yè)網關串口數據采集項目5

CONTENTS01任務認知02任務資訊03任務實施04任務小結/01任務認知任務描述與要求工業(yè)設備運行數據來源多樣，可根據設備和現場需求，借助智能網關實現基于多種通信鏈路、多種工業(yè)設備協(xié)議的組合數據采集方案。本節(jié)利用工業(yè)網關的串口直接連接具有串口的運行設備進行數據采集，例如智能電表、IO模塊等，請完成相關網關工程配置。123熟悉工業(yè)網關串口通信；熟悉工業(yè)網關采集電能表數據；掌握工業(yè)網關采集串口IO模塊數據。/02任務資訊認識串口通信串行接口（SerialInterface）簡稱串口，也稱串行通信接口或串行通訊接口，采用串行通信方式的擴展接口，多用于工控和測量設備以及部分通信設備中。波特率停止位起始位數據位奇偶校驗位串口通信協(xié)議串口設備由于通信速率、抗干擾能力等方面的原因，一般采用相對輕量的通信協(xié)議。在工控領域，串口通信協(xié)議多采用Modbus，也有采用自定義的通信協(xié)議。Modbus是使用串行方式進行通信的應用層協(xié)議標準，免費使用、無需知識產權授權，已成為工業(yè)領域廣受歡迎的通信協(xié)議。Modbus家族分為：ModbusRTU協(xié)議、ModbusASCII協(xié)議和ModbusTCP協(xié)議，三個協(xié)議都活躍在工業(yè)通信領域。ModbusRTU和ModbusASCII常用在基于RS-485或者RS-232的串口通信，而ModbusTCP則常用在基于以太網的通信。串口通信協(xié)議Modbus采用主/從（Master/Slave）方式通信，從機不主動發(fā)送命令或數據，按主設備查詢-從設備回應的一問一答形式通信。工業(yè)網關采集電能表數據4017ADAM-4017+是一款16位、8通道的模擬量輸入模塊，具有RS-485數字通信功能。配置網關工程前，首先初始化IO模塊ADAM-4017+并配置其通信參數，協(xié)議（Protocol）選擇modbus，地址號（Address）設為2；配置完成后，將AD