
简介这份PDF是2024年上海高职院校学生技能大赛“工业互联网集成应用师生同赛”赛项的样题资料面向备战工业互联网相关赛项的高职师生及指导教师帮助其熟悉竞赛流程、任务结构与评分要点。内容围绕工业互联网集成应用展开涵盖竞赛须知、职业素养与安全规范、扣分项说明以及加盖拧盖单元、智能物流单元和工业互联网平台的工作过程与任务实施要求并涉及RFID读写器安装调试、PLC通讯编程、IP地址分配等具体技术环节。资源包共1个PDF文件约360KB轻量便携适合打印研读或课堂讲解。目前已有271人学习可作为赛前模拟训练与教学参考的实用材料帮助读者快速把握赛项全貌、明确备赛重点与操作规范。1. 从一份赛题样卷说起工业互联网集成应用到底考什么带过几届技能竞赛后我越来越觉得2024 年上海高职院校学生技能大赛“工业互联网集成应用师生同赛”这份样题价值不在“比赛”两个字而在于它把工业互联网集成应用拆成了一条能落地的技术链路底层是 PLC、智能阀岛/智能 IO、RFID 读写器、伺服驱动器的安装接线与网络组态中间是 PLC 与 RFID 的通讯编程、设备与平台的网关对接上层是工业互联网平台上的数字化建模、数据采集、边缘计算、可视化监控和标识解析告警规则。它解决的不是某个孤立知识点而是“一台设备从接线到上云、从数据采集到可视化告警”的完整闭环。适合谁正在做工业互联网、智能制造方向课程设计的学生需要一套完整实训案例的带队老师以及想补齐“设备层到平台层”链路的自动化工程师。这份样题就是一张能照着复现的工程地图下面我按实际动手顺序把它拆开。2. 设备层安装与网络组态RFID、智能阀岛和 IP 地址怎么落2.1 先理清三个单元的硬件边界这份样题把设备层拆成两个物理单元加盖拧盖单元和智能物流单元。加盖拧盖单元负责物料瓶的上料、加盖、拧盖核心执行机构是输送带电机、拧盖电机和四组气缸加盖伸缩、加盖升降、加盖定位、拧盖升降、拧盖定位智能物流单元负责分拣和存储执行机构是物流主电机、分拣 A/B 电机、伺服搬运机构以及升降、抓手、分拣气缸。两个单元各挂一套 PLC加盖拧盖单元 PLC 是 192.168.1.21智能物流单元 PLC 是 192.168.1.51RFID 读写头分别是 192.168.1.24 和 192.168.1.54端口号统一 9000。智能阀岛/智能 IO 在加盖拧盖单元是 192.168.1.22设备名 pn-dev2。这里第一个容易翻车的地方是很多人以为 RFID 读写器是走 IO 硬线接到 PLC 的其实这份样题里它是走以太网、用端口 9000 做 socket 通讯的。也就是说PLC 和 RFID 之间是网络通讯不是开关量。理解这一点后面写发送/接收程序才不会跑偏。2.2 网络接线与 IP 分配的实际操作接线顺序我一般建议先做物理层再做网络层。物理层按布局图和网络接线图把 RFID 读写器、智能阀岛/智能 IO、伺服驱动器的网线和电源接好注意 RFID 读写头供电和网口别插错。网络层按表 1-1、表 1-2 把 IP 配进去。以加盖拧盖单元为例配置逻辑如下# 加盖拧盖单元 IP 规划按样题表 1-1 PLC 192.168.1.21 智能阀岛/IO 192.168.1.22 设备名 pn-dev2 RFID 读写头 192.168.1.24 端口 9000 # 智能物流单元 IP 规划按样题表 1-2 PLC 192.168.1.51 RFID 读写头 192.168.1.54 端口 9000配置时要注意PLC 和 RFID 读写头必须在同一网段子网掩码一致否则 socket 连不上。智能阀岛/智能 IO 作为 PROFINET 从站设备名要和组态里一致样题里明确写了 pn-dev2设备名对不上PLC 就认不到这个从站。这一步没有捷径就是对着表一个一个填填完用 ping 验证连通性。2.3 智能阀岛/智能 IO 的组态与 IO 地址映射任务 1-2 要求完成智能阀岛/智能 IO 的组态、网络参数配置和 IO 地址配置。样题表 1-3 给了加盖拧盖单元的地址分配硬件接线 I0:0 对应软件地址 I2.0功能是瓶盖料筒检测I0:1 对应 I2.1 加盖位检测一直到 I1:1 对应 I3.1 拧盖上限输出侧 Q0:0 对应 Q2.0 输送带电机Q1:4 对应 Q4.4 拧盖定位气缸。硬件接线软件地址功能描述I0:0I2.0瓶盖料筒检测I0:1I2.1加盖位检测I0:2I2.2拧盖位检测I0:3I2.3加盖前限I0:4I2.4加盖后限I0:5I2.5加盖上限I0:6I2.6加盖下限I0:7I2.7加盖定位后限I1:0I3.0拧盖定位后限I1:1I3.1拧盖上限Q0:0Q2.0输送带电机Q0:1Q2.1拧盖电机Q1:0Q4.0加盖伸缩气缸Q1:1Q4.1加盖升降气缸Q1:2Q4.2加盖定位气缸Q1:3Q4.3拧盖升降气缸Q1:4Q4.4拧盖定位气缸智能物流单元的地址分配在表 1-4输入从 X100 分拣 A 位检测到 X114 搬运下限输出从 Y100 物流主电机到 Y36 分拣 B 气缸。这里有个细节智能物流单元用的是 X/Y 地址说明它的 PLC 编程环境和加盖拧盖单元可能不同组态时别把两套地址体系混在一起。组态完成后任务 1-3 还要求完成加盖拧盖单元 PLC 与工业互联网平台网关的通讯配置。平台登录地址是 192.168.1.100:30000用户名和密码都是 SHshengsai。PLC 端要配好与网关的通讯参数保证数据能往平台推。3. PLC 与 RFID 通讯编程发送接收流程和变量怎么设3.1 通讯程序的整体逻辑任务 1-1 的核心是补全“RFID”函数实现 PLC 控制 RFID 读写器读取标签数据。样题给的参考流程是判断触发读取标签 M21.1 为 true复位标签读取延时 M21.5然后 PLC 发送数据给 RFID 读写器判断发送成功则进入接收发送失败回到发送接收后判断接收数据16#C5 表示成功16#C8 表示失败成功则触发读取标签成功 M20.5失败回到发送。整个流程是一个带重试的请求-应答模型。变量方面样题已经建好了两个数组RFID 数据.发送是 Array[0..71] of ByteRFID 数据.接收也是 Array[0..71] of Byte接收数据要存到 DB1.DBX0.0。72 字节的长度说明 RFID 标签数据量不小别想着用单个 INT 或 DWORD 去接。3.2 发送与接收程序的写法下面用结构化文本示意发送和接收的核心逻辑实际编程时按你用的 PLC 平台西门子、汇川等调整语法// 发送流程示意结构化文本 IF 触发读取标签 M21.1 TRUE THEN 标签读取延时 M21.5 : FALSE; // 复位延时 // 组装发送缓冲区前若干字节放命令码 RFID 数据.发送[0] : 16#01; // 命令字按读写器手册定义 RFID 数据.发送[1] : 16#00; // 调用 socket 发送指令把 72 字节发到 192.168.1.24:9000 SEND_SOCKET(IP : 192.168.1.24, PORT : 9000, DATA : RFID 数据.发送, DONE 发送成功); END_IF; // 接收流程示意 IF 发送成功 THEN RECV_SOCKET(IP : 192.168.1.24, PORT : 9000, DATA : RFID 数据.接收, DONE 接收完成); IF RFID 数据.接收[0] 16#C5 THEN 读取标签成功 M20.5 : TRUE; // 接收成功 ELSIF RFID 数据.接收[0] 16#C8 THEN // 接收失败回到发送重试 END_IF; END_IF;逻辑说明发送前先复位延时变量是为了保证每次读取都是新的一轮不会被上一轮的延时状态卡住。发送缓冲区的前几个字节是命令码具体值要查 U 盘“参考资料”里的 RFID 读写器通讯手册样题没给死但 16#C5 和 16#C8 这两个应答码是明确的。接收判断只看第一个字节成功走 M20.5失败回发送这个重试机制在产线上很常见避免一次通讯抖动就丢数据。参数说明IP 和端口按表 1-1 填加盖拧盖单元是 192.168.1.24:9000智能物流单元是 192.168.1.54:9000。发送和接收数组长度都是 72 字节别截断。智能物流单元的接收数据要存到 rcv_buffer 变量和加盖拧盖单元的 DB1.DBX0.0 不同编程时注意区分。3.3 提交截图时容易忽略的点样题要求截图“PLC 发送 RFID 读写器数据程序”和“PLC 接收 RFID 读写器数据程序”。截图要能看清网络指令的 IP、端口、数据缓冲区以及判断分支。我见过有人只截了一行 SEND 指令裁判根本看不出你连的是哪个读写器这种截图等于白交。把发送、接收、判断三块放在一张图里标注清楚变量名才是有效提交。4. 平台侧开发数字化建模、边缘计算与可视化怎么串4.1 网关模型与设备创建任务 2-1 要求完成网关模型、网关设备创建加盖拧盖单元和智能物流单元的模型功能定义以及网关中 PLC、子设备、点位、通信配置。这一步的本质是把设备层的物理点位映射成平台能理解的数字化模型。操作顺序我一般是这样先建网关模型再建两个单元的设备模型然后在模型里定义功能属性比如温度、订单数量、运行状态接着创建设备实例最后在网关里配 PLC 和子设备的通信参数把点位一个个绑上去。点位配置是重头戏。加盖拧盖单元和智能物流单元的点位信息在 U 盘“参考资料”的“模块二资料”里你要把 PLC 的输入输出、RFID 读取的数据、设备状态都配成平台点位。配完后要能导出点位列表样题要求截图“网关导出的加盖拧盖单元点位”和“智能物流单元点位”还有“北向配置”页面。北向配置是网关往上层平台推数据的通道别漏了。4.2 生产排程与订单下发任务 2-2 给了一个具体场景药品生产订单 5 瓶钙片单瓶填装 2 粒分三批完成第一批 60%。你要在生产排程里配置药品种类、填装颗粒数和订单数量然后下发订单。这里有个关键规则下发控制指令时要发 3 个指令比如开机指令要设定停机为 0、复位为 0、开机为 13 个值为 1 的指令放最后指令之间延时 1 秒。这个规则不遵守设备状态机就切不过去。// 订单下发指令序列示意 const commands [ { tag: 停机, value: 0 }, { tag: 复位, value: 0 }, { tag: 开机, value: 1 } // 值为 1 的放最后 ]; for (let i 0; i commands.length; i) { await sendCommand(commands[i]); // 逐条下发 await sleep(1000); // 每条之间延时 1 秒 }逻辑说明设备状态机对指令顺序敏感先给停机 0 和复位 0 是为了清掉之前的状态最后给开机 1 才真正触发启动。延时 1 秒是给 PLC 扫描周期留时间太快了指令会丢。这个坑我在实际项目里踩过指令发太快设备纹丝不动查了半天以为是网络问题其实是状态机没来得及响应。4.3 可视化页面绘制与数据绑定可视化页面要分别给加盖拧盖单元和智能物流单元画画完后点击预览远程启动设备产生实时数据再把可视化元素和生产实时数据绑定。绑定的关键是点位要对上比如加盖拧盖单元的输送带电机状态绑到 Q2.0 对应的平台点位智能物流单元的分拣气缸绑到 Y34/Y36。绑错了页面不动或者显示的值和实际对不上。设备监控页面里还要把两个单元的可视化页面和设备绑定实现远程监控。样题要求截图“加盖拧盖单元设备可视化”和“智能物流单元设备可视化”截图时确保页面上有实时数据在跳静态截图裁判没法判断你是否真的绑定了数据。5. 避坑与排查标识解析告警和联机复位的五个血泪经验5.1 高温报警规则不触发现象设备温度超过 40 度但平台没有产生二级高温报警。原因规则里的温度点位绑错了或者阈值单位不一致PLC 传上来的是整数平台按浮点比较。解决先在网关点位里确认温度值的原始数据和缩放系数再在规则应用里把阈值设成 40比较条件用大于级别选二级。改完手动改一次温度值验证规则是否触发。5.2 停机告警级别和类型配错现象加盖拧盖单元未完成订单且停止生产告警出来了但级别不是 8 级类型也不是“其它”。原因规则创建时级别下拉框选错类型默认成了“设备故障”。解决编辑规则级别改成 8类型改成“其它”条件组合用“订单未完成 AND 设备停止”。样题对级别和类型有明确要求截图时这两项必须清晰可见。5.3 联机复位后订单下发无效现象下第二个订单前做了联机复位但再次下发订单设备不执行。原因复位后设备状态没回到停止态或者下发指令序列里值为 1 的指令没放最后。解决复位后先确认设备状态是停止再按“停机 0、复位 0、开机 1”的顺序下发每条延时 1 秒。联机模式下 1 号存储区放满 4 个成品需要人为拿走别忘了清空存储区再启动。5.4 RFID 读取失败一直重试现象PLC 发送数据后接收判断一直是 16#C8程序卡在发送-接收循环里。原因RFID 读写头 IP 或端口配错或者标签没贴好、不在读写范围内。解决先 ping 192.168.1.24 确认网络通再检查端口是不是 9000然后确认物料瓶上的 RFID 标签贴牢、经过读写头时距离够近。样题明确说了物料瓶要贴 RFID 标签标签贴歪了读不到。5.5 截图存错位置导致不给分现象程序跑通了但成绩无效。原因样题要求所有程序文件和答案存储到 U 盘“技能竞赛\竞赛编号”文件夹下截图放到“答案提交”文档中存错位置一律不给分。解决每完成一个任务就保存一次路径按竞赛编号建文件夹截图命名按样题要求如“1-1 模型列表页面”。这个坑最冤技术没问题输在文件管理上。6. 从样题到实战把 4 小时任务拆成可复用的调试节奏这份样题给的是 4 小时竞赛任务但真正有价值的是它背后的调试节奏。我自己的习惯是前 40 分钟只做硬件接线和 IP 配置不碰程序接下来 60 分钟做 PLC 与 RFID、智能阀岛/智能 IO 的通讯和组态每配完一个设备就用 ping 或在线监控验证一次然后 90 分钟做平台侧的建模、点位配置和可视化绑定最后 50 分钟做告警规则和联机测试留 20 分钟检查和保存文件。这个节奏的核心是“每层验证完再往上走”设备层没通就去做平台后面全是返工。验证方法上我一般用三个手段交叉确认PLC 在线监控看变量值平台网关看点位实时数据可视化页面看元素状态。三个地方数据一致才说明链路真的通了。如果平台有数据但可视化不动问题在绑定如果 PLC 有值但平台没数据问题在网关配置或北向通道如果 RFID 读不到先查网络再查标签。有个技巧值得单独说RFID 通讯的重试逻辑不要写成死循环加一个最大重试次数比如 3 次失败就报错并触发告警否则程序卡死后面的流程全停。样题参考流程里没写重试上限但实际产线上必须有这是我从一次产线停机事故里学到的——当时一个读写头故障程序无限重试整条线停了半小时。从那以后我每次做设备与平台对接都强制走一遍“单点验证→链路验证→联机验证”三步绝不跳步。这份样题的价值就在于它把这三步都设计进了任务里照着做一遍工业互联网集成应用的完整链路就摸清了。希望帮到你。本文还有配套的精品资源点击获取