2023年全國職業院校技能大賽高職組

“工業網絡智能控制與維護”賽項（學生賽）

賽題B

選手須知：

1.任務書共17頁，如出現任務書缺頁、字跡不清等問題，請

及時向裁判申請更換任務書。

2.參賽隊應在6小時內完成任務書規定內容。

3.競賽過程配有兩臺編程計算機，參考資料（使用手冊、使用

說明書、IO變量表）以.pdf格式放置在“E:\參考資料”文件夾下。

4.選手在競賽過程中創建的錄屏文件、源程序、表格、圖片等

文件必須存儲到“E:\GZ016+XS+賽位號\”文件夾下，未存儲到指定

位置的文件均不予給分。文件夾需要自己新建，例：賽位號：1號，

文件夾名稱為：GZ016XS01；評價時只評價對應文件夾下的文件。

5.選手提交的試卷不得出現學校、姓名等與身份有關的信息，

否則成績無效。

6.每一個任務的初始狀態和具體測試要求根據評判要求在開賽

時、任務評分前或任務評分時給定。

7.在完成任務過程中，選手需開啟錄屏軟件，全程錄制視頻。

因選手原因造成無視頻文件或視頻文件不全者，取消競賽成績。

競賽場次：第場賽位號：第號

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基于工業網絡控制的鋼珠罐裝生產線

一、平臺概述

本比賽項目通過物理平臺達成賽項考核目標，該平臺有多個部分構成：工業

網絡、控制、檢測、執行和信息管理等單元，每個單元均配有通信接口，通過組

網能夠實現對整個鋼珠罐裝生產線系統的工業網絡智能控制與維護。

工業網絡單元利用以太網通信接口實現整個生產線系統的網絡通信，能夠實

現與其它單元的網絡通信與數據傳輸。

控制單元包括PLC、伺服控制器、遠程I/O等電氣部件，用于接收來自檢測

單元的傳感數據，發送控制指令，實現執行單元的動作執行，以及和信息管理單

元實現數據可視化、信息化管理等功能。

檢測單元主要包括條碼/二維碼檢測、稱重檢測等產品檢測裝置，以及對整

個生產線系統的設備狀態、環境參數實時監測的各類傳感裝置，包括溫度、濕度、

電能、電量等動力環境監測。

執行單元包括機械手、傳輸帶、氣缸等執行元件，能夠實現整個生產線系統

的物料入庫、物料組裝、物料搬運等生產執行環節。

信息管理單元配置觸摸屏（HMI）、顯示屏等人機交互硬件，同時也配置基

于工業網絡仿真測試和生產管理系統（MES）等軟件，能夠實現工業網絡與生產

線系統的設計分析、仿真優化，以及整個生產線系統生產狀態、生產數據、工藝

工序的數字化、信息化管理等功能。

二、任務要求

總體任務是設計并利用現場物理平臺，組網完成對鋼珠罐裝生產線的智能控

制。分項任務如下：

1.采用工業網絡控制架構設計軟件實現對工業網絡的設計規劃；

2.采用工業網絡各類通信接口、通信協議實現生產線系統的組網、聯網；

3.采用工業網絡控制仿真軟件實現對生產線系統的調試仿真設計；

4.采用現場給定的傳感器、可編程控制器、執行器，通過操作、編程、調試

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等手段實現對生產線系統各功能單元、部件裝置的全流程自動化控制，實現對鋼

珠罐裝生產線的模擬；

5.采用生產管理系統（MES）軟件實現對整個生產線系統各類生產信息、物

料狀態、環境數據的實時監測及信息化管理。

具體要求如下：

1.參賽選手以操作人員身份（以下簡稱“操作人員”）啟動整個系統，系統自

檢以后，進入待命狀態；

2.操作人員現場操作工業網絡設計規劃軟件，實現工業互聯網絡的規劃與設

計；

3.根據任務書要求進行系統方案設計，完成系統主要電氣元器件選型；

4.操作人員根據生產任務，可以借助生產管理系統（MES）軟件實現在線生

成訂單、在線派發訂單、訂單跟蹤管理等功能；

5.操作人員可以現場對控制單元進行操作、編程與調試，完成整個裝配生產

線系統的自動運行、自動監測和自動管理，并經過工業網絡單元與生產管理系統

（MES）軟件實現數據互聯互通及對生產過程的數字化和信息化管理功能；

6.物料在生產全流程過程中，檢測單元的各類傳感器裝置、檢測裝置能夠實

現對物料生產全流程的數據采集與感知；

7.物料在生產全流程過程中所采集的傳感數據、控制指令，能夠通過工業網

絡單元傳輸至執行單元、信息管理單元等終端，實現生產過程的網絡化傳輸和信

息化管理；

8.整個裝配生產線系統的生產數據、狀態數據、環境數據，均可以通過工業

網絡單元實現與生產管理系統（MES）軟件的信息交互，所有數據信息能夠顯示

于大屏之上等。

三、比賽內容

鋼珠罐裝生產線工藝流程參考系統工藝流程如圖1所示。

通過生產管理系統（MES）軟件，完成訂單下達；由“供料A”實現瓶體供料，

瓶體需由RFID讀寫器寫入訂單信息，訂單信息可在“供料A”工序前或工序后寫

入；依據訂單信息，依次完成瓶底高度合格檢測、鋼珠填裝、質量檢測（鋼珠有

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無視覺檢測），檢測“不合格”的瓶體送至“廢料滑槽”（在影響其它機構運行時可

從“廢品滑槽”中手動取出“不合格”瓶體），檢測“合格”的瓶體經盒蓋裝配、稱重、

RFID成品信息寫入后送至指定倉位。

圖1系統工藝流程示意圖（參考）

訂單所需原料包括同一材質、顏色的瓶體4個，其中高度檢測“不合格”瓶體

2個，瓶蓋4個；大鋼珠4顆。

模塊一：工業網絡智能控制與維護系統設計、仿真和

物理系統的安裝、接線、組網與參數設置

※提示：模塊一建議完成時長180分鐘。

任務一：工業網絡智能控制與維護工業網絡設計

1.系統方案設計

根據任務書要求設計系統方案，補充并填寫“系統主要電氣元器件選型表（表

1）”的選用型號。將填寫的文件存儲為pdf格式文件，文件名為“1系統主要電

氣元器件選型表.pdf”，文件存放在“E:\GZ016+XS+賽位號\”文件夾內。

表1系統主要電氣元器件選型表

序號設備名稱選用型號功能描述（參考）

采集設備端傳感器數據，上傳數據至云平臺、

1主站PLC

下發數據至執行設備

從站PLC#1

2采集設備端傳感器數據；接收主站信息；控

從站PLC#2

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從站PLC#3制執行器動作

3防火墻（FW）配置不同端口，設置安全策略，安全攔截

三層交換機

#1(SW1)

三層交換機組建環網，劃分VLAN網段，實現不同網段

4

#2(SW2)互通

三層交換機

#3(SW3)

實現有線設備和無線設備的數據交換；連接

5無線AP

外部網絡

6邊緣網關采集邊緣端數據，協議轉換，上傳至云端

7智能電表用于采集設備用電信息

8變頻器控制交流三相異步電動機的動作

RFID#1寫入訂單信息

9

RFID#2寫入合格品信息

10視覺傳感器顏色檢測，缺陷檢測，大小檢測

2.繪制工業網絡系統拓撲圖

根據圖2所示的工業網絡系統結構，繪制拓撲圖。該拓撲圖采用環形組網結

構，通過三層交換機（SW1、SW2、SW3）和防火墻（FW）進行子網劃分與隔

離，將云服務器、計算機#1（PC1）、計算機#2（PC2）、主站PLC、無線AP、

邊緣網關分別配置在不同網段，具體工業網絡系統結構示意圖如圖2所示。

防火墻（FW）服務器

設計網絡（PC1）

三層交換機（SW1）

環網冗余

三層交換機（SW2）三層交換機（SW3）

邊緣網絡數據管理網絡產線網絡

維護網絡（PC2）（邊緣計算網關）（S7-1500PLC）（S7-1200PLC）無線AP

圖2工業網絡系統結構示意圖

使用賽位提供軟件設計并繪制系統網絡架構拓撲圖，完成鋼珠罐裝生產

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線系統邊緣層、網絡層、應用層的劃分。在網絡架構拓撲圖中應標注：設備

名稱、地址、通訊方式、組網結構。拓撲圖應包含使用Profinet（綠色）通訊

協議的所有元件，Profibus-DP（紫色）通訊協議的遠程I/O元件、Modbus-RTU

（藍色）通訊協議的環境數據檢測元件、Modbus-TCP（紅色）通訊協議的2

個RFID元件、TCP/IP（黑色）通訊協議的視覺傳感器元件，其它未選用元件

無需繪制，各元件之間所采用的各類工業網絡通訊協議用不同顏色線條標注。

將繪制的文件存儲為.pdf格式文件，文件名為“2網絡架構拓撲圖.pdf”，文件

存放在“E:\GZ016+XS+賽位號\”文件夾內。

3.配置IP地址表

對系統進行網絡規劃（VLAN劃分），VLAN劃分及網關IP地址分配表

如表2所示。結合表2內容，完成網絡單元設備的IP地址分配，填寫系統IP

地址分配表，如表3所示。將填寫的文件存儲為.pdf格式文件，文件名為“3

系統IP地址分配表.pdf”，文件存放在“E:\GZ016+XS+賽位號\”文件夾內。

表2VLAN劃分及網關IP地址分配表

網絡單元

設備名稱VLAN

（符號）

名稱網關端口號名稱IP地址

主干網絡192.168.0.201/247，8環網（結果填入表3）

三層交換機

（）

#1SW1設計網絡192.168.2.1/24自定義計算機#1(PC1)

主干網絡192.168.0.202/247，8環網

維護網絡192.168.10.1/24自定義計算機#2(PC2)

三層交換機

#2（SW2）邊緣網絡192.168.20.1/24自定義邊緣計算網關

數據管理網絡

192.168.30.1/24自定義主站PLC

（S7-1500PLC）

主干網絡192.168.0.203/247，8環網

三層交換機產線網絡

192.168.40.1/24自定義產線

#3（SW3）（S7-1200PLC）

無線AP192.168.50.1/24自定義—

防火墻內網192.168.0.254/24GE2SW1

（FW）

服務網絡192.168.200.254/24GE3服務器

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※提示：服務器相關信息：

設備型號IP地址計算機名用戶名密碼

YL-15A192.168.200.100DESKTOP-4FUHS4Syalongyalong

DLDS-532192.168.200.100WIN-D73HHC9H3AFAdministratorAa1

表3系統IP地址分配表

序號設備/元器件名稱IP地址

1服務器

2計算機#1(PC1)

3計算機#2(PC2)

4主站PLC

5防火墻（FW）GE2端口

6防火墻（FW）GE3端口

7三層交換機#1(SW1)（7，8端口）

8三層交換機#2(SW2)（7，8端口）

9三層交換機#3(SW3)（7，8端口）

10邊緣計算網關

任務二：工業網絡智能控制系統虛擬仿真與調試

采用軟件進行虛擬仿真設計，結合系統實際功能，對各個部件進行屬性定義，

包括剛體、碰撞體、運動副等機械屬性和電氣屬性的設置，建立動作信號，與虛

擬PLC變量建立映射連接，完成的裝配任務；編寫虛擬PLC調試程序和虛擬

HMI調試程序，并將裝配調試好的“4仿真模型”、“5虛擬PLC調試程序”和“6

虛擬HMI調試程序”保存，文件存放在“E:\GZ016+XS+賽位號\”文件夾內。

具體任務要求如下：

※提示：評分過程中，參賽選手通過虛擬HMI發出指令，完成以下“3.機構

虛擬手動調試”、“4.單元仿真自動運行”的仿真動作，允許選手點擊運行，禁止

選手做任何修改。

1.單元模型裝配

根據競賽平臺的實物布局完成供料A、高度檢測機構、輸送帶變頻電動機、

稱重搬運單元的裝配工作，并定義機電對象、信號。

2.部件虛擬點動測試

對系統的各單元模型進行仿真測試，在相關軟件內使用“運行時察看器”，采

取點動方式實現擋料1、擋料2、稱重氣缸頂升、供料A推出、供料B推出動作

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的虛擬手動測試。

3.機構虛擬手動調試

圖3虛擬手動調試界面示意圖（參考）

通過操作虛擬HMI實現擋停料、加蓋、三軸線性搬運水平控制等機構的虛

擬手動調試。

（1）擋停料機構

點擊“擋料1”按鈕，小鋼珠擋料機構伸出，對應“到位”信號指示燈點亮；

再次點擊“擋料1”按鈕，小鋼珠擋料機構縮回，對應到位“原點”信號指示燈點

亮；點擊“擋料2”按鈕，大鋼珠擋料機構伸出，對應“到位”信號指示燈點亮；

再次點擊“擋料2”按鈕，大鋼珠擋料機構縮回，對應“原點”信號指示燈點亮。

（2）加蓋機構

點擊“供料B”按鈕，推料氣缸推出，對應“到位”信號指示燈點亮；再次點

擊“供料B”按鈕，推料氣缸縮回，對應“原點”信號指示燈點亮。

（3）三軸線性搬運水平控制機構

點擊“X軸正”按鈕，X軸正方向運動，位置數據實時變化，松開按鈕停止

運動，位置數據不再實時變化；點擊“X軸負”按鈕，X軸負方向運動，位置數

據實時變化，松開按鈕停止運動，位置數據不再實時變化；點擊“Y軸正”按鈕，

Y軸正方向運動，位置數據實時變化，松開按鈕停止運動，位置數據不再實時

變化；點擊“Y軸負”按鈕，Y軸負方向運動，位置數據實時變化，松開按鈕停

止運動，位置數據不再實時變化。

4.單元仿真自動運行

對系統的單元模型分別進行單站虛擬調試（非系統聯調仿真），使其按照工

藝要求仿真自動運行。

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（1）供料A單元：點擊虛擬HMI“供料A單元運行”，完成供料A單元

由供料氣缸推出，瓶體到位。

（2）鋼珠裝填單元：點擊虛擬HMI“鋼珠裝填單元運行”，瓶體運輸到

鋼珠裝填模塊，對應的擋料機構動作，進行鋼珠裝配，由推料氣缸把掉落的鋼珠

進行裝瓶，裝瓶完成后再次移動。

（3）高度檢測單元：點擊虛擬HMI“高度檢測單元運行”，瓶體在高度檢

測位置，完成對瓶體高度檢測的動作。

（4）稱重搬運單元：點擊虛擬HMI“稱重單元運行”，瓶體在取料位置，

稱重搬運機構伸出取瓶體，完成對瓶體稱重檢測的動作。

（5）倉儲單元：點擊虛擬HMI“倉儲單元運行”，三軸線性搬運裝置將物料

搬運至A倉位，搬運流程完成。

任務三：工業網絡組網搭建與測試

1.工業網絡關鍵設備安裝與接線

將相關設備采用對應的通信接口和線纜進行連接，包括工業以太網連接、現

場總線設備連接、無線通信設備連接，完成系統組網。安裝過程中，元器件、

設備安裝工藝均應符合國家和行業規范、標準。

（1）設備安裝、氣路連接與電氣接線

①完成高度檢測裝置的設備安裝、氣路連接與電氣接線；

②完成機器視覺設備安裝、電氣接線與調試。

（2）根據任務要求按照T568B標準，完成以下網線制作

①完成服務器到防火墻GE3口的網線制作并連接；

②完成SW2對應端口到計算機#2（PC2）的網線制作并連接。

※提示：未完成網線制作需啟用備用網線的，該技能點不得分，備用網

線啟用時間為自比賽開始2小時后。

2.工業網絡關鍵設備參數設置與測試

（1）網絡層設置與測試

根據“VLAN劃分及網關IP地址分配表（表2）”和“系統IP地址分配表（表

3）”完成三層交換機、防火墻、無線AP等設備設置，滿足系統設計要求和使

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用功能。

使用現場提供的工業網絡測試軟件，對設置的網絡參數進行測試，并將測試

結果保存為圖片格式，文件名為“7網絡測試.jpg”（指示線全綠），文件存放在

“E:\GZ016+XS+賽位號\”文件夾內。修改網絡設備的IP地址，點擊測試，指示線

“由綠變紅”；恢復后，指示線“由紅變綠”。

（2）邊緣層網絡組態

采用ProfiNet、ProfibusDP的通訊方式，使用軟件，完成PLC與人機界面、

遠程I/O、伺服驅動器及其它PLC之間的通信組態，并截圖保存為圖片格式（如

圖4所示），文件名為“8系統組態.jpg”（在線監控時，全通），文件存放在

“E:\GZ016+XS+賽位號\”文件夾內。

圖4系統組態截圖(參考)

（3）環網冗余測試

設置計算機#2（PC2）的IP地址如表3所設定，使用連續ping命令，ping

通“產線網絡網關”192.168.40.1；拔掉SW1、SW2、SW3的任意一個環網端口

網線，仍然能ping通“產線網絡網關”192.168.40.1；使用連續ping命令，ping

通“產線網絡網關”192.168.40.1；拔掉同一個三層交換機的另外一個環網端口網

線，不能ping通“產線網絡網關”192.168.40.1。

模塊二：工業網絡智能控制系統調試與智能運維

※提示：模塊二建議完成時長180分鐘。

任務四：工業網絡智能控制系統調試

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編寫PLC調試程序和觸摸屏（HMI）虛實調試程序，完成虛實聯動，即虛

擬模型與真實設備動作一致。并將“9PLC調試程序”、“10觸摸屏（HMI）虛實

調試程序”保存，文件存放在“E:\GZ016+XS+賽位號\”文件夾內。

系統包括手動調試、自動調試和系統聯調，各工序手、自動調試由轉換開關

來切換控制。在手動調試模式下，通過點擊觸摸屏（HMI）調試總界面的“手動

調試”按鈕完成手動調試（后續界面需自行設計）；在自動調試模式下，通過點

擊觸摸屏（HMI）調試總界面的“自動調試”按鈕完成自動調試（后續界面需自行

設計）；在系統聯調模式下，通過點擊觸摸屏（HMI）調試總界面的“系統聯調”

按鈕完成系統聯調（后續界面需自行設計）。觸摸屏（HMI）手動調試、自動調

試及系統聯調界面根據任務要求自行設計，觸摸屏（HMI）調試總界面（參考）

如圖5所示。

圖5觸摸屏（HMI）調試總界面（參考）

1.手動調試

圖6觸摸屏（HMI）手動調試界面（參考）

（1）供料A

①按下觸摸屏（HMI）“供料A”按鈕，供料A推料氣缸推出，觸摸屏對

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應“到位”信號指示燈點亮；

②再次按下觸摸屏（HMI）“供料A”按鈕，供料A推料氣缸縮回，觸摸

屏對應“原點”信號指示燈點亮。

（2）RFID讀寫

①在RFID檢測區域放置帶有芯片的瓶體。

②在觸摸屏上輸入框中寫入待寫數據，按下“RFID寫入”按鈕，將數據寫

入到RFID芯片中。待寫數據內容從“訂單號”文本框至“生產日期”文本框，依

次輸入“1、2、3、4、5、6、7、8”。

③在觸摸屏上按下“RFID讀取”按鈕，觸摸屏上顯示讀取數據。讀取數據

內容從“訂單號”文本框至“生產日期”文本框，依次顯示“1、2、3、4、5、6、7、

8”。

（3）高度檢測

①在高度檢測區域放置瓶體；

②按下觸摸屏（HMI）“伸出或夾緊”按鈕，“伸出或夾緊”氣缸動作，觸摸

屏對應“到位”信號指示燈點亮；

③再次按下觸摸屏（HMI）“伸出或夾緊”按鈕，“伸出或夾緊”氣缸復位，

觸摸屏對應“原點”信號指示燈點亮；

④按下觸摸屏（HMI）“升降”按鈕，升降氣缸動作，觸摸屏對應“到位”信

號指示燈點亮；

⑤再次按下觸摸屏（HMI）“升降”按鈕，升降氣缸復位，觸摸屏對應“原

點”信號指示燈點亮。

（4）大鋼珠裝配

①按下觸摸屏（HMI）“擋料2”按鈕，大鋼珠擋料機構伸出，觸摸屏對應

“到位”指示燈點亮；

②再次按下觸摸屏（HMI）“擋料2”按鈕，大鋼珠擋料機構縮回，觸摸屏

對應“原點”指示燈點亮；

③按下觸摸屏（HMI）“大鋼珠推料”按鈕，大鋼珠推料氣缸推出，觸摸屏

對應“到位”指示燈點亮；

④再次按下觸摸屏（HMI）“大鋼珠推料”按鈕，大鋼珠推料氣缸縮回，觸

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摸屏對應“原點”指示燈點亮。

（5）視覺檢測

①在視覺識別區域分別放置有鋼珠瓶體和無鋼珠瓶體；

②點擊觸摸屏“拍照測試1”按鈕，視覺判斷瓶體有無鋼珠，已裝入鋼珠的瓶

體，在觸摸屏上顯示“合格，有鋼珠”；沒有裝入鋼珠的瓶體在觸摸屏上顯示“不

合格，無鋼珠”。

測試前，選手準備好有鋼珠瓶體和無鋼珠瓶體；測試時，選手將瓶體放

置到視覺識別區，再點擊“拍照測試1”按鈕；由裁判指定瓶體放入的先后順

序。

（6）變頻電動機皮帶運動

變頻電動機皮帶機構手動調試前，首先在觸摸屏（HMI）“變頻器設定頻率

（Hz）”文本框中輸入頻率值，再按住“正轉”或“反轉”按鈕，實現變頻電動機皮

帶機構的正轉或反轉運動控制，并能實時顯示皮帶當前速度值（單位mm/s）。

松開按鈕，皮帶停止。

（7）入庫前稱重檢測

①點擊觸摸屏“頂升”按鈕，頂升氣缸抬升，觸摸屏對應“到位”指示燈點亮；

②再次點擊觸摸屏“頂升”按鈕，頂升氣缸下降，觸摸屏對應“原點”指示燈點

亮。

（8）合格品搬移入庫

①點擊觸摸屏“X軸正”按鈕，X軸正方向運動，觸摸屏位置數據實時增加，

松開按鈕X軸停止運動。

②點擊觸摸屏“X軸負”按鈕，X軸負方向運動，觸摸屏位置數據實時減小，

松開按鈕X軸停止運動。

③點擊觸摸屏“Y軸正”按鈕，Y軸正方向運動，觸摸屏位置數據實時增加，

松開按鈕Y軸停止運動。

④點擊觸摸屏“Y軸負”按鈕，Y軸負方向運動，觸摸屏位置數據實時減小，

松開按鈕Y軸停止運動。

2.自動調試

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圖7觸摸屏（HMI）自動調試界面（參考）

（1）供料A

流程開始，點擊觸摸屏（HMI）“供料A自動運行”按鈕，供料A氣缸將

瓶體從料倉中推出，瓶體到位。

（2）高度檢測

※提示：請參賽選手正確標定“合格”瓶底的高度測量值。

點擊觸摸屏（HMI）上的“高度檢測”按鈕，相應氣缸依次動作，完成高度

檢測，在觸摸屏上顯示高度檢測數值，3秒后，相應氣缸依次復位。

（3）大鋼珠裝配

流程開始，在大鋼珠裝配位置前放置瓶體，點擊觸摸屏（HMI）“大鋼珠

裝配自動運行”按鈕，大鋼珠裝配位的擋停2伸出，物料傳輸系統將瓶體運送

到大鋼珠裝配位，物料傳送系統停止；裝配大鋼珠2顆；裝配完成后，擋停2

縮回，物料傳送系統再次啟動；瓶體離開大鋼珠裝配位，傳送帶停止，流程

結束。

※提示：自動運行前，選手需要在料倉裝填適量大鋼珠，在運行起始位放

置瓶體。

（4）盒蓋裝配

流程開始，在稱重平臺上放置瓶體（無蓋），點擊觸摸屏（HMI）“盒蓋

裝配自動運行”按鈕，推料氣缸將盒蓋推出，盒蓋裝配機構完成瓶體裝蓋，盒

蓋裝配機構回到初始位，流程結束。

（5）入庫前稱重檢測

流程開始，在稱重平臺上放置瓶體（有蓋），點擊觸摸屏“稱重自動運行”

按鈕，頂升氣缸抬升，觸摸屏顯示稱重數據（單位：g），3秒后，頂升氣缸

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下降，流程結束。

測試時，選手將準備好瓶體（有蓋）放置在稱重平臺上。

（6）合格品搬移入庫

流程開始，在稱重平臺放置瓶體（有蓋），在觸摸屏上選擇入庫倉位，

點擊觸摸屏上“入庫自動運行”按鈕，三軸線性搬移裝置抓取瓶體，并將瓶體放

置到指定的九宮格庫位中，三軸線性搬移裝置回到初始位，流程結束。

3.系統聯調

在完成單元模塊手動、自動調試基礎上，按著工藝系統設計，逐級實現

前后單元模塊的連接。在連接過程當中，應確認前一個單元模塊輸出信號、

數據等是否正常，如存在異常，需排除異常，再繼續聯調，直至完成所有單

元模塊的軟、硬件連接，開始一個完整的產品生產周期的試運行；當系統能

夠平穩的完成一個生產周期工作時，系統的聯合調試完成。以截圖的方式保

存第一次平穩完成一個生產周期的運行時間（以PLC的DB塊數據為準），

文件名為“11第一次平穩完成一個生產周期的運行時間.jpg”圖片文件必須存

儲到“E:\GZ016+XS+賽位號\”文件夾下。具體系統聯調流程如下：

※提示：系統聯調過程中，虛擬模型與真實設備動作一致。

（1）通過RFID讀寫器向瓶體芯片寫入初始訂單數據，包括訂單號、訂單

內容和入庫倉位。

瓶體RFID信息定義如下：

表4瓶體RFID信息定義

瓶體RFID信息定義：（存放4組數據）

①訂單號：

②小鋼珠數量：

③大鋼珠數量：

④入庫倉位：

（2）瓶體由供料A推出后，開始下一工序。

（3）利用伺服搬運機械手將瓶體搬運至下一工序。

（4）進行瓶體高度檢測；標識“不合格”的瓶體經高度檢測判定為“不合格”，

然后將“不合格”瓶體由傳送系統運送至廢料滑槽；體經高度檢測判定為“合格”，

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然后將“合格”瓶體由傳輸系統運送至下一工序起始位置。

（5）輸送帶將瓶體運送至大鋼珠擋料位置，根據用戶定制的大鋼珠數量進

行裝配；裝配完成后，擋料機構縮回。

（6）輸送帶將瓶體運送到視覺檢測位置，視覺系統檢測瓶體內有無鋼珠；

若未檢測到鋼珠，在觸摸屏上顯示結果為“不合格”，分揀氣缸將“不合格”瓶體“推

料”或“擋料”至廢料倉庫；若檢測到已裝入鋼珠，則在觸摸屏上顯示結果為“合格”，

稱重搬運機構將瓶體運送到稱重位置。

（7）“合格”瓶體到達稱重位置后，供料B將盒蓋推出，裝配機構完成盒蓋

與瓶體的裝配；然后進行成品稱重；由三軸線性搬移裝置抓取成品移動至RFID

讀寫位置；先讀取芯片數據信息，再將瓶體RFID信息更新（見表5）；更新完

成后，三軸線性搬移裝置將成品放置到指定的九宮格倉庫位中，流程結束。

表5瓶體RFID信息定義

瓶體RFID信息定義：（存放8組數據）

①訂單號：⑤稱重數據:

①②小鋼珠數量：⑥生產設備號：

②③大鋼珠數量：⑦操作員:

④入庫倉位：⑧生產日期:

系統聯調過程中，若觸發安全光柵，系統暫停運行并進行聲光報警。

※提示：系統聯調評分開始前，由裁判預先指定入庫倉位。

4.工業網絡智能控制系統優化

根據工業網絡智能控制系統的工藝要求，在訂單生產過程中，對各單元設備

運行參數、控制程序和生產節拍進行優化，實現系統整體生產效率比“第一次平

穩完成一個生產周期的運行時間”提高10%以上。在系統優化完成后，以截圖的

方式保存文件名為“12優化后平穩完成一個生產周期的運行時間.jpg”（以PLC

的DB塊數據為準），圖片文件必須存儲到“E:\GZ016+XS+賽位號\”文件夾下。

5.工業網絡智能控制系統MES應用

根據工業網絡智能控制系統的工藝要求，實現PLC控制程序與MES系統通

訊，通過MES系統下發訂單，實現系統訂單自動生產。在訂單生產過程中，采

集各單元設備運行參數，記錄運行時間、單件產品的加工時間、訂單信息，顯示

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生產狀態、庫位信息。訂單完成后，系統自動停止。

授權操作者根據用戶訂單，在MES系統創建訂單并下發（可同時下多條訂

單），下單后系統自動運行，完成訂單所有裝配任務。

任務五工業網絡智能控制與維護系統智能運維

1.系統數據采集與分析

(1)設備能耗統計和分析

通過配置邊緣網關和云平臺參數，采集數據管理單元的“能耗數據”和“環境

數據”展示到云平臺的web界面上。

①能耗數據包括：當前電壓、當前電流、總電能、功率因數；

②環境數據包括：CO2、大氣壓力、噪聲、溫度值、濕度值數據。

(2)生產過程數據采集

在云平臺web上顯示以下數據：

①搬運機械手位置、速度數據；

②視覺檢測用柱狀圖、變頻電動機輸送帶速度用時間連續圖表示、X軸實

時位置、物料RFID數據、條碼/二維碼檢測值；

③稱重檢測重量數據。

2.系統的報警優化

系統自動運行時，云端遠程設置溫度、濕度、CO2傳感器閾值。當超過閾值

時，云平臺能夠讓系統報警，并通過云平臺進行處理，解除報警，恢復正常。

任務六競賽總結

參賽選手梳理整個比賽過程，撰寫競賽總結，內容從以下兩個方面敘述：

（1）收獲（從工業網絡智能控制系統設計與實現的流程認知、工程素養、

安全意識、技能報國等方面）

（2）改進（從軟件能力、系統搭建、新工具的應用、運維管理等方面）

字數要求500字以上，文件以PDF格式提交，命名為“13競賽總結.pdf”，

存放在“E:\GZ016+XS+賽位號\”文件夾內。

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2023年全國職業院校技能大賽高職組

“工業網絡智能控制與維護”賽項（學生賽）

賽題B

選手須知：

1.任務書共17頁，如出現任務書缺頁、字跡不清等問題，請

及時向裁判申請更換任務書。

2.參賽隊應在6小時內完成任務書規定內容。

3.競賽過程配有兩臺編程計算機，參考資料（使用手冊、使用

說明書、IO變量表）以.pdf格式放置在“E:\參考資料”文件夾下。

4.選手在競賽過程中創建的錄屏文件、源程序、表格、圖片等

文件必須存儲到“E:\GZ016+XS+賽位號\”文件夾下，未存儲到指定

位置的文件均不予給分。文件夾需要自己新建，例：賽位號：1號，

文件夾名稱為：GZ016XS0