2016年全國(guó)大學(xué)生西門(mén)子杯工業(yè)自動(dòng)化挑戰(zhàn)賽ITEM6工業(yè)網(wǎng)絡(luò)賽項(xiàng)(試)樣題

2016年全國(guó)大學(xué)生西門(mén)子杯工業(yè)自動(dòng)化挑戰(zhàn)賽ITEM6工業(yè)網(wǎng)絡(luò)賽項(xiàng)(試)賽題2016年全國(guó)大學(xué)生西門(mén)子杯工業(yè)自動(dòng)化挑戰(zhàn)賽ITEM6工業(yè)網(wǎng)絡(luò)賽項(xiàng)(試)賽題工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)連接現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、控制器、人機(jī)界面HM中信息的傳輸通道，是生產(chǎn)系統(tǒng)穩(wěn)定安全運(yùn)行的重要基礎(chǔ)。工業(yè)網(wǎng)絡(luò)賽項(xiàng)題目以西門(mén)子實(shí)際項(xiàng)目為背景，要求根據(jù)所提供的工廠(chǎng)描述和技術(shù)需求，完成工程設(shè)計(jì)方案及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施、調(diào)試任務(wù)，培養(yǎng)工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)的需求分析能力、設(shè)計(jì)能力、實(shí)施能力和調(diào)試能力。一、工廠(chǎng)描述某工廠(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò)主要由控制中心和生產(chǎn)線(xiàn)兩個(gè)層次構(gòu)成。該工廠(chǎng)共6條生產(chǎn)線(xiàn)，每條為直線(xiàn)形，長(zhǎng)約300米左右，各條生產(chǎn)線(xiàn)之間首尾相接。各條生產(chǎn)線(xiàn)與控制中心之間通過(guò)有線(xiàn)方式進(jìn)行通信AGV(AutomatedGuided5AGV16沿環(huán)形軌道運(yùn)行。AGV小車(chē)均以無(wú)線(xiàn)方式與各條生產(chǎn)線(xiàn)進(jìn)行通信?？刂浦行牡囊曨l服務(wù)器需要對(duì)每輛AGVIPPROFINETI/O控制器AGVPROFINETI/O設(shè)備之間進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換?？刂浦行牧碓O(shè)綜合監(jiān)控系統(tǒng)，能夠同時(shí)訪(fǎng)問(wèn)視頻及控制數(shù)據(jù)。工廠(chǎng)布置示意圖如圖1所示?？刂浦行囊曨l服務(wù)器 綜合監(jiān)控系PLCPNIO控制器200米20米

生產(chǎn)線(xiàn)1

生產(chǎn)2 生產(chǎn)3 生產(chǎn)4 生產(chǎn)5 生產(chǎn)6（AGV小車(chē)軌道寬度）

AGV300米

AGV米

AGV米

AGV300米

AGV米 米圖1工廠(chǎng)布置示意圖12016年全國(guó)大學(xué)生西門(mén)子杯工業(yè)自動(dòng)化挑戰(zhàn)賽ITEM6工業(yè)網(wǎng)絡(luò)賽項(xiàng)(試)賽題工廠(chǎng)網(wǎng)絡(luò)可劃分為，匯聚層網(wǎng)絡(luò)（包含控制中心、生產(chǎn)線(xiàn)主交換機(jī)、接入層網(wǎng)絡(luò)（AP設(shè)備AGV小車(chē)內(nèi)終端網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)如圖2所示，圖2工廠(chǎng)網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖AGV3IP（PROFINETI/O設(shè)備、交換機(jī)和無(wú)線(xiàn)客戶(hù)端，通過(guò)無(wú)線(xiàn)客戶(hù)端接入生產(chǎn)線(xiàn)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)。圖3AGV小車(chē)基本結(jié)構(gòu)示意圖二、上機(jī)設(shè)備配置西門(mén)子交換機(jī)：SCALANCE西門(mén)子無(wú)線(xiàn)模塊（無(wú)線(xiàn)接入點(diǎn)AP及客戶(hù)端）：SCALANCE、SCALANCE西門(mén)子PLCS7-1200，作為PROFINETI/O控制器；西門(mén)子PLCS7-1200，作為PROFINETI/O設(shè)備；IP攝像頭；22016年全國(guó)大學(xué)生西門(mén)子杯工業(yè)自動(dòng)化挑戰(zhàn)賽2016年全國(guó)大學(xué)生西門(mén)子杯工業(yè)自動(dòng)化挑戰(zhàn)賽ITEM6工業(yè)網(wǎng)絡(luò)賽項(xiàng)(試)賽題PAGEPAGE3視頻服務(wù)器和綜合監(jiān)控系統(tǒng)可采用普通計(jì)算機(jī)。三、初賽要求以一個(gè)實(shí)際的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)工程項(xiàng)目為背景，大賽組委會(huì)作為甲方發(fā)布工業(yè)網(wǎng)絡(luò)工程項(xiàng)目的工廠(chǎng)描述（上第一部分?jǐn)⑹觯┎靺①愡x手的工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)需求分析能力和設(shè)計(jì)能力。初賽僅進(jìn)行方案評(píng)審，沒(méi)有現(xiàn)場(chǎng)操作環(huán)節(jié)。（一）工業(yè)網(wǎng)絡(luò)工程項(xiàng)目的技術(shù)需求：、視頻服務(wù)器和綜合監(jiān)控系統(tǒng)；有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中交換機(jī)可區(qū)分為匯聚層交換機(jī)和接入層交換機(jī)；控制中心靠近首個(gè)生產(chǎn)線(xiàn)起點(diǎn)處，距離200米；3層交換機(jī)外，其他匯聚層交換機(jī)全部采用二層交換機(jī)；APRJ45AP直接接入接入層交換機(jī)；100AP，采用全向天線(xiàn)；IEEE802.11nAGV小車(chē)運(yùn)行軌跡全線(xiàn)完成無(wú)線(xiàn)網(wǎng)AGV小車(chē)高速移動(dòng)（不高于30公里/小時(shí)）情況下的無(wú)縫切換。AGV小車(chē)內(nèi)安裝工業(yè)無(wú)線(xiàn)客戶(hù)端，可選擇PROFINETI/OPROFINETI/OPROFINETI/O256毫秒；需考慮從最底層小車(chē)內(nèi)）將視頻信號(hào)與控制數(shù)據(jù)子網(wǎng)隔離；考慮整體系統(tǒng)的P規(guī)劃（包括所有終端P地址和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備代理P地址；1000Mbit/s多模光纖通信，接入層與匯聚層之間選擇100Mbit/s多模光纖通信；在現(xiàn)有設(shè)備的基礎(chǔ)之上，充分考慮網(wǎng)絡(luò)的冗余度。匯聚層交換機(jī)間的冗余協(xié)議采用HRP或接入層交換機(jī)的冗余協(xié)議自行選擇。（二）參賽選手在理解甲方需求的基礎(chǔ)上，完成工程方案設(shè)計(jì)，工程方案設(shè)計(jì)主要內(nèi)容包括：系統(tǒng)分析（廠(chǎng)區(qū)布局分析、通信需求分析等）；網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖并說(shuō)明設(shè)計(jì)理由）；系統(tǒng)設(shè)備選型（能實(shí)現(xiàn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系）；工程實(shí)施方案（網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)實(shí)施方案、網(wǎng)絡(luò)功能實(shí)現(xiàn)步驟、通信驗(yàn)證方法等）。注意：無(wú)需考慮S7-1200的相關(guān)編程，大賽組委會(huì)技術(shù)人員提供調(diào)試好可正常通信的PROFINETI/O制器及PROFINETI/O設(shè)備。無(wú)需考慮生產(chǎn)線(xiàn)的具體生產(chǎn)流程；AGVAGV提下將移動(dòng)AGV小車(chē)內(nèi)的視頻信號(hào)與控制數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂浦行?。四、決賽要求決賽由設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)、上機(jī)比賽與方案答辯三部分組成（具體內(nèi)容參見(jiàn)《2016年全國(guó)大學(xué)生西門(mén)子杯工業(yè)自動(dòng)化挑戰(zhàn)賽ITEM6工業(yè)網(wǎng)絡(luò)賽項(xiàng)(試)競(jìng)賽規(guī)則》）。設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)以驗(yàn)證每位參賽隊(duì)員均具有工業(yè)網(wǎng)絡(luò)分析和設(shè)計(jì)能力。上機(jī)比賽參賽隊(duì)伍需依照初賽設(shè)計(jì)方案，根據(jù)決賽現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，實(shí)現(xiàn)滿(mǎn)足甲方要求的所有功能。上機(jī)比賽主要包括以下幾部分內(nèi)容：制作工業(yè)以太網(wǎng)線(xiàn)，完成硬件連接；對(duì)交換機(jī)、無(wú)線(xiàn)模塊等進(jìn)行配置；系統(tǒng)調(diào)試，完成設(shè)計(jì)方案中各項(xiàng)功能；分表》逐一驗(yàn)證調(diào)試后的網(wǎng)絡(luò)功能，每通過(guò)一個(gè)任務(wù)的驗(yàn)證（如通過(guò)了環(huán)形冗余功能的驗(yàn)證），便得到對(duì)應(yīng)的分?jǐn)?shù)。方案答辯分。五、其他賽題無(wú)標(biāo)準(zhǔn)答案