《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)》 課件 任務(wù)4.2 實(shí)施工業(yè)網(wǎng)絡(luò)集成

任務(wù)2實(shí)施工業(yè)網(wǎng)絡(luò)集成工業(yè)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)完成之后，將工業(yè)網(wǎng)絡(luò)軟硬件系統(tǒng)，通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行整合，使之各部分之間能彼此協(xié)調(diào)工作，稱為工業(yè)網(wǎng)絡(luò)集成。一般將工業(yè)網(wǎng)絡(luò)集成分為兩類：硬件集成和軟件集成，硬件集成是基礎(chǔ)，軟件集成是硬件集成的功能提升和實(shí)現(xiàn)。本任務(wù)主要圍繞工業(yè)網(wǎng)絡(luò)硬件集成、軟件集成等進(jìn)行介紹，為讀者具備后續(xù)建設(shè)小型工業(yè)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)提供軟硬件系統(tǒng)集成的能力。任務(wù)2實(shí)施工業(yè)網(wǎng)絡(luò)集成1.硬件集成根據(jù)工業(yè)企業(yè)規(guī)劃的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D或網(wǎng)絡(luò)施工設(shè)計(jì)圖，將工業(yè)網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備（包括工業(yè)網(wǎng)關(guān)、工業(yè)交換機(jī)、接口轉(zhuǎn)換設(shè)備等），按照合理的地理位置，部署到工業(yè)企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。硬件集成的一般過程包括以下幾個(gè)方面。任務(wù)2實(shí)施工業(yè)網(wǎng)絡(luò)集成①需求分析明確業(yè)務(wù)需求和集成目標(biāo)，確定被集成的設(shè)備和系統(tǒng)。了解相關(guān)設(shè)備和系統(tǒng)之間的通信協(xié)議要求，以便進(jìn)行后續(xù)集成工作。任務(wù)2實(shí)施工業(yè)網(wǎng)絡(luò)集成②設(shè)備選型選擇適合的設(shè)備和組件，包括傳感器、控制器、轉(zhuǎn)換器、網(wǎng)關(guān)等。重點(diǎn)考慮相關(guān)設(shè)備和系統(tǒng)之間的兼容性和互操作性，以確保被集成對(duì)象能夠順利地進(jìn)行集成。任務(wù)2實(shí)施工業(yè)網(wǎng)絡(luò)集成③網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和布線整合工業(yè)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，確定設(shè)備的布置和連接方式。注意設(shè)備之間的距離、帶寬需求、容錯(cuò)能力等因素，以確保網(wǎng)絡(luò)的可靠性和穩(wěn)定性。任務(wù)2實(shí)施工業(yè)網(wǎng)絡(luò)集成④網(wǎng)絡(luò)協(xié)議處理在硬件集成過程中，不同設(shè)備可能使用不同的通信協(xié)議和數(shù)據(jù)格式，因此處理協(xié)議轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換是關(guān)鍵步驟之一，確保設(shè)備能夠相互通信和交換數(shù)據(jù)。任務(wù)2實(shí)施工業(yè)網(wǎng)絡(luò)集成⑤參數(shù)配置和調(diào)試根據(jù)設(shè)備手冊(cè)和要求，進(jìn)行參數(shù)配置和調(diào)試工作。確保設(shè)備的通信參數(shù)、數(shù)據(jù)采集和控制參數(shù)等設(shè)置正確，并進(jìn)行測(cè)試和調(diào)試，以確保設(shè)備正常工作。任務(wù)2實(shí)施工業(yè)網(wǎng)絡(luò)集成⑥安全和保護(hù)措施在硬件集成過程中，還要考慮數(shù)據(jù)安全和網(wǎng)絡(luò)保護(hù)的需求。采取適當(dāng)?shù)陌踩胧?，如加密通信、訪問控制和防火墻設(shè)置，以保護(hù)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)免受潛在的安全威脅。任務(wù)2實(shí)施工業(yè)網(wǎng)絡(luò)集成需要注意的是：硬件集成過程中要與設(shè)備廠家進(jìn)行緊密合作和溝通，了解設(shè)備的技術(shù)特性和支持情況；要優(yōu)先選擇符合通信標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備和組件，以確保不同廠家的設(shè)備能夠無縫集成；要及時(shí)記錄設(shè)備配置和集成過程中的重要信息和設(shè)置；要定期進(jìn)行設(shè)備的維護(hù)和更新，保持設(shè)備的性能和安全性。任務(wù)2實(shí)施工業(yè)網(wǎng)絡(luò)集成硬件集成是一個(gè)復(fù)雜的過程，需要綜合考慮設(shè)備的技術(shù)特性、通信要求、安全性等因素。合理的規(guī)劃、選型和管理能夠確保硬件集成的順利進(jìn)行和穩(wěn)定運(yùn)行。任務(wù)2實(shí)施工業(yè)網(wǎng)絡(luò)集成2.軟件集成在完成工業(yè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備集成后，運(yùn)用各類型設(shè)備對(duì)應(yīng)的配置軟件，進(jìn)行軟件系統(tǒng)的接口對(duì)接、數(shù)據(jù)整合和處理、系統(tǒng)配置和調(diào)試等工作，軟件集成是將不同廠家的軟件系統(tǒng)整合到一個(gè)統(tǒng)一的平臺(tái)中，以實(shí)現(xiàn)設(shè)備數(shù)據(jù)采集、處理和控制的功能提升和實(shí)現(xiàn)。軟件集成的一般過程包括以下幾個(gè)方面。任務(wù)2實(shí)施工業(yè)網(wǎng)絡(luò)集成①需求分析明確業(yè)務(wù)需求和集成目標(biāo)，確定需要集成的軟件系統(tǒng)。了解系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交互和接口需求，以便后續(xù)集成工作。②軟件選型選擇適合的軟件系統(tǒng)和平臺(tái)，包括監(jiān)控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、分析工具等。重要的是考慮軟件的兼容性和互操作性，以確保各個(gè)系統(tǒng)能夠順利地進(jìn)行數(shù)據(jù)交互和集成。任務(wù)2實(shí)施工業(yè)網(wǎng)絡(luò)集成③接口對(duì)接根據(jù)軟件系統(tǒng)提供的接口和API，進(jìn)行數(shù)據(jù)交互和對(duì)接工作。此過程可能涉及數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、協(xié)議適配和接口開發(fā)等，以確保不同系統(tǒng)之間能夠正確地交換數(shù)據(jù)。任務(wù)2實(shí)施工業(yè)網(wǎng)絡(luò)集成④數(shù)據(jù)流整合和處理將不同系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)整合到統(tǒng)一的數(shù)據(jù)流中。通過數(shù)據(jù)采集、處理和轉(zhuǎn)換操作，確保數(shù)據(jù)的一致性和準(zhǔn)確性，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)、批處理和歷史存儲(chǔ)功能。⑤系統(tǒng)配置和調(diào)試根據(jù)需求和系統(tǒng)要求，進(jìn)行配置和調(diào)試工作。調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)和設(shè)置，確保系統(tǒng)功能和性能達(dá)到預(yù)期，并進(jìn)行系統(tǒng)級(jí)測(cè)試和驗(yàn)證。任務(wù)2實(shí)施工業(yè)網(wǎng)絡(luò)集成需要注意的是：軟件集成過程中要選擇符合通信協(xié)議和數(shù)據(jù)格式標(biāo)準(zhǔn)的軟件系統(tǒng)，以確保各個(gè)系統(tǒng)能夠無縫集成和交互；要選擇提供開放接口和API的軟件系統(tǒng)，以便靈活地進(jìn)行集成和定制開發(fā)；要重視數(shù)據(jù)安全和隱私保護(hù)的需求，確保集成的軟件系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)質(zhì)量和一致性；要定期進(jìn)行軟件系統(tǒng)的版本管理和升級(jí)。任務(wù)2實(shí)施工業(yè)網(wǎng)絡(luò)集成軟件集成是一個(gè)涉及多個(gè)系統(tǒng)和組件的過程，需要綜合考慮需求、技術(shù)、安全和性能等因素。合理的規(guī)劃、選型和測(cè)試能夠確保軟件集成的順利進(jìn)行和可靠運(yùn)行。課程結(jié)束Endofcourse工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫(kù)IndustrialInternetTechnologySpecialtyTeachingResourceLibrary任務(wù)實(shí)踐：集成小型工業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)①實(shí)踐目的掌握小型工業(yè)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)集成的基本方法，具備小型工業(yè)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)軟硬件系統(tǒng)集成的能力。②實(shí)踐環(huán)境參考本項(xiàng)目

任務(wù)1實(shí)踐案例。③實(shí)踐內(nèi)容接續(xù)完成任務(wù)1實(shí)踐教學(xué)案例內(nèi)容，實(shí)施食品加工廠工業(yè)網(wǎng)絡(luò)集成工作。任務(wù)實(shí)踐：工業(yè)無線路由基本配置第一步，綜合布線將案例企業(yè)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備,包括工業(yè)網(wǎng)關(guān)、工業(yè)交換機(jī)、防火墻等合理部署到4個(gè)車間中，在部署設(shè)備或設(shè)計(jì)施工圖時(shí)，應(yīng)注意各類工業(yè)總線、網(wǎng)線、光纜的通信距離。任務(wù)實(shí)踐：工業(yè)無線路由基本配置綜合布線要求：需要布設(shè)電纜包括工業(yè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的供電線路，工業(yè)網(wǎng)關(guān)與流量計(jì)、工業(yè)網(wǎng)關(guān)與烘干機(jī)之間的屏蔽雙絞線，工業(yè)網(wǎng)關(guān)與工業(yè)交換機(jī)之間的網(wǎng)線，工業(yè)交交換機(jī)與核心交換機(jī)之間的光纖等。任務(wù)實(shí)踐：工業(yè)無線路由基本配置線路到位后，將屏蔽雙絞線接入工業(yè)網(wǎng)關(guān)、流量計(jì)、烘干機(jī)的RS-485接口；將網(wǎng)線插入工業(yè)交換機(jī)和工業(yè)網(wǎng)關(guān)的網(wǎng)口，將光纖跳線插入工業(yè)交換機(jī)的光口，將設(shè)備電源線接通后上電，并觀察所有連接端口的指示燈情況，調(diào)整至所有物理接口指示燈正常。任務(wù)實(shí)踐：工業(yè)無線路由基本配置第二步，配置工業(yè)網(wǎng)關(guān)參數(shù)對(duì)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行參數(shù)配置，按照表4.5中“企業(yè)網(wǎng)絡(luò)IP地址規(guī)劃表”對(duì)設(shè)備IP地址規(guī)劃表進(jìn)行，防止IP地址、VLAN號(hào)出現(xiàn)重復(fù)，實(shí)際配置與規(guī)劃不符等錯(cuò)誤。任務(wù)實(shí)踐：工業(yè)無線路由基本配置以精油車間為例，首先登錄YZ-G8406工業(yè)網(wǎng)關(guān)，配置工業(yè)網(wǎng)關(guān)WAN口IP地址為192.168.12.2，子網(wǎng)掩碼255.255.255.0，網(wǎng)關(guān)192.168.12.1(登錄配置參見項(xiàng)目二任務(wù)3實(shí)踐內(nèi)容)。任務(wù)實(shí)踐：工業(yè)無線路由基本配置接著開啟YZ-G8406工業(yè)網(wǎng)關(guān)的邊緣計(jì)算功能。添加采集設(shè)備流量計(jì)1，進(jìn)入“邊緣計(jì)算→設(shè)備監(jiān)控→監(jiān)控列表”頁(yè)面，在設(shè)備列表中點(diǎn)擊“添加”按鈕，通訊參數(shù)選擇“控制器協(xié)議→ModbusRTU”，并配置從站地址2、通訊方式以及端口參數(shù)（參見流量計(jì)說明書），同樣方式增加流量計(jì)2。任務(wù)實(shí)踐：工業(yè)無線路由基本配置再添加變量。在“監(jiān)控列表→測(cè)點(diǎn)列表”中點(diǎn)擊“添加”按鈕，配置變量參數(shù)，在“添加測(cè)點(diǎn)”對(duì)話框中，配置變量參數(shù)，其中地址前綴選擇“4X”（具體寄存器地址參見流量計(jì)1說明書）。最后配置云服務(wù)。進(jìn)入“邊緣計(jì)算→設(shè)備監(jiān)控→云服務(wù)”頁(yè)面，啟用云服務(wù)，對(duì)MQTT服務(wù)器信息進(jìn)行配置（參見一體機(jī)（平臺(tái)）說明）。任務(wù)實(shí)踐：工業(yè)無線路由基本配置按照前述配置方法，對(duì)剩余3臺(tái)YZ-G8406進(jìn)行參數(shù)配置。另外注意，冷庫(kù)車間的工業(yè)網(wǎng)關(guān)需連接蜂窩移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，需增加蜂窩網(wǎng)絡(luò)配置步驟，待給冷庫(kù)車間的YZ-G8406安裝SIM卡后，進(jìn)入“網(wǎng)絡(luò)→網(wǎng)絡(luò)接口→蜂窩網(wǎng)”頁(yè)面，勾選“啟用蜂窩網(wǎng)”并點(diǎn)擊提交，完成全部工業(yè)網(wǎng)關(guān)參數(shù)配置。任務(wù)實(shí)踐：工業(yè)無線路由基本配置第三步，配置工業(yè)交換機(jī)參數(shù)以烘干車間為例，首先登錄SI5020I-8TS-L工業(yè)交換機(jī)，進(jìn)入“以太網(wǎng)配置→VLAN配置”，增加VLAN210、VLAN213，并將1-8端口配置為Access模式，允許通過VLAN號(hào)配置為VLAN210；再將9-12口配置為TRUNK模式（上行連接至核心交換機(jī)），允許通過VLAN設(shè)置為VLAN210、VLAN213。把VLAN213的IP地址設(shè)置為192.168.13.2。(登錄配置參見項(xiàng)目二任務(wù)4實(shí)踐內(nèi)容)按照前述配置方法，依次完成凍干車間、精油車間工業(yè)交換機(jī)配置工作。任務(wù)實(shí)踐：工業(yè)無線路由基本配置第四步，配置核心交換機(jī)參數(shù)S6550E-48TS4X-C核心交換機(jī)屬于三層交換機(jī)，配置交換機(jī)的軟件常見的有secureCRT和XShell等，此處用XShell軟件進(jìn)行相關(guān)的交換機(jī)配置。首先，在PC上安裝Xshell軟件，安裝完成后打開軟件。任務(wù)實(shí)踐：工業(yè)無線路由基本配置然后，使用USB轉(zhuǎn)Console線（反轉(zhuǎn)線）將PC與交換機(jī)Console口進(jìn)行相連，查看PC中“我的電腦→管理→設(shè)備管理器→端口”，查看交換機(jī)與PC相連串口號(hào)（按實(shí)際情況選擇），此次連接交換機(jī)的串口為COM3。任務(wù)實(shí)踐：工業(yè)無線路由基本配置接著，打開Xshell軟件，點(diǎn)擊“文件→新建”，彈出新建會(huì)話對(duì)話框，修改名稱為核心交換機(jī)，選擇協(xié)議為SERIAL。任務(wù)實(shí)踐：工業(yè)無線路由基本配置點(diǎn)擊連接下的“SERIAL”菜單，選擇連接交換機(jī)的COM號(hào)（設(shè)備管理器里實(shí)際的端口號(hào)），選擇正確的波特率，此處應(yīng)選擇115200。任務(wù)實(shí)踐：工業(yè)無線路由基本配置配置完成后點(diǎn)擊確定，彈出COM3連接成功，輸入用戶名密碼（默認(rèn)用戶名：admin，默認(rèn)密碼：inspur123），進(jìn)入交換機(jī)用戶模式，至此已成功登錄交換機(jī)。任務(wù)實(shí)踐：工業(yè)無線路由基本配置第五步，劃分VLAN根據(jù)前述項(xiàng)目中規(guī)劃的VLAN號(hào)，在核心交換機(jī)上新建所需VLAN。首先輸入“enable”進(jìn)入交換機(jī)的特權(quán)模式，然后再輸入“configureterminal”進(jìn)入全局配置模式。任務(wù)實(shí)踐：工業(yè)無線路由基本配置在全局配置模式下，輸入“VLANdatabase”，進(jìn)入VLAN配置模式，然后輸入“VLAN208”，添加一體機(jī)虛擬局域網(wǎng)VLAN號(hào)。任務(wù)實(shí)踐：工業(yè)無線路由基本配置根據(jù)子網(wǎng)劃分規(guī)劃表，將烘干車間、凍干車間、精油車間、帶內(nèi)管理、工控出口的VLAN號(hào)分別在核心交換機(jī)內(nèi)新建完成后，輸入Exit退出VLAN配置模式，進(jìn)入特權(quán)模式，然后輸入“showvlanall”命令，檢查VLAN是否新建成功，若列表中顯示新建的VLAN號(hào)，即為新建成功。任務(wù)實(shí)踐：工業(yè)無線路由基本配置在新建VLAN完成后，需將相應(yīng)的物理端口劃分到虛擬局域網(wǎng)VLAN內(nèi)。首先應(yīng)確認(rèn)物理端口的工作模式，由網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可知，核心交換機(jī)連接的設(shè)備包括一體機(jī)、車間級(jí)工業(yè)交換機(jī)、防火墻等。任務(wù)實(shí)踐：工業(yè)無線路由基本配置連接車間級(jí)工業(yè)交換機(jī)的端口為25-35口，物理端口需配置為Trunk模式，核心交換機(jī)的25-35口也需配置為Trunk模式，并允許通過的VLAN號(hào)有210、211、212、213。任務(wù)實(shí)踐：工業(yè)無線路由基本配置首先進(jìn)入接口范圍模式，在全局配置模式下，輸入命令“interfacerangeeth-0-25-35”；接著輸入“switchportmodetrunk”命令，把端口25口-35口配置為Trunk模式，再輸入“switchporttrunkallowedvlanadd210,211,212,213”,設(shè)置允許通過的VLAN號(hào)。任務(wù)實(shí)踐：工業(yè)無線路由基本配置在全局配置模式下，輸入“interfacevlan210→IPaddress192.168.10.1255.255.255.0”，依照相同步驟，把VLAN211、212、213設(shè)置完成。任務(wù)實(shí)踐：工業(yè)無線路由基本配置進(jìn)入特權(quán)模式下，使用“showvlanall”“showinterfacestatus”“showrunning-config”檢查設(shè)置是否成功。任務(wù)實(shí)踐：工業(yè)無線路由基本配置連接一體機(jī)設(shè)備的端口劃分為1-10口，端口模式設(shè)置為Access模式，默認(rèn)VLAN設(shè)置為VLAN208，核心交換機(jī)的VLAN208IP設(shè)置為192.168.8.1，端口為Access模式。具體命令步驟：“interfacerangeeth-0-1–10→switchportmodeacce