2016年全國大學(xué)生西門子杯工業(yè)自動化挑戰(zhàn)賽ITEM6工業(yè)網(wǎng)絡(luò)賽項(試)樣題

2016年全國大學(xué)生西門子杯工業(yè)自動化挑戰(zhàn)賽ITEM6工業(yè)網(wǎng)絡(luò)賽項(試)賽題2016年全國大學(xué)生西門子杯工業(yè)自動化挑戰(zhàn)賽ITEM6工業(yè)網(wǎng)絡(luò)賽項(試)賽題工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)連接現(xiàn)場設(shè)備、控制器、人機界面HM中信息的傳輸通道，是生產(chǎn)系統(tǒng)穩(wěn)定安全運行的重要基礎(chǔ)。工業(yè)網(wǎng)絡(luò)賽項題目以西門子實際項目為背景，要求根據(jù)所提供的工廠描述和技術(shù)需求，完成工程設(shè)計方案及現(xiàn)場實施、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)計能力、實施能力和調(diào)試能力。一、工廠描述某工廠通信網(wǎng)絡(luò)主要由控制中心和生產(chǎn)線兩個層次構(gòu)成。該工廠共6條生產(chǎn)線，每條為直線形，長約300米左右，各條生產(chǎn)線之間首尾相接。各條生產(chǎn)線與控制中心之間通過有線方式進行通信AGV(AutomatedGuided5AGV16沿環(huán)形軌道運行。AGV小車均以無線方式與各條生產(chǎn)線進行通信?？刂浦行牡囊曨l服務(wù)器需要對每輛AGVIPPROFINETI/O控制器AGVPROFINETI/O設(shè)備之間進行實時數(shù)據(jù)交換?？刂浦行牧碓O(shè)綜合監(jiān)控系統(tǒng)，能夠同時訪問視頻及控制數(shù)據(jù)。工廠布置示意圖如圖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1

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

AGV300米

AGV米

AGV米

AGV300米

AGV米 米圖1工廠布置示意圖12016年全國大學(xué)生西門子杯工業(yè)自動化挑戰(zhàn)賽ITEM6工業(yè)網(wǎng)絡(luò)賽項(試)賽題工廠網(wǎng)絡(luò)可劃分為，匯聚層網(wǎng)絡(luò)（包含控制中心、生產(chǎn)線主交換機、接入層網(wǎng)絡(luò)（AP設(shè)備AGV小車內(nèi)終端網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)如圖2所示，圖2工廠網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)簡圖AGV3IP（PROFINETI/O設(shè)備、交換機和無線客戶端，通過無線客戶端接入生產(chǎn)線無線網(wǎng)絡(luò)。圖3AGV小車基本結(jié)構(gòu)示意圖二、上機設(shè)備配置西門子交換機：SCALANCE西門子無線模塊（無線接入點AP及客戶端）：SCALANCE、SCALANCE西門子PLCS7-1200，作為PROFINETI/O控制器；西門子PLCS7-1200，作為PROFINETI/O設(shè)備；IP攝像頭；22016年全國大學(xué)生西門子杯工業(yè)自動化挑戰(zhàn)賽2016年全國大學(xué)生西門子杯工業(yè)自動化挑戰(zhàn)賽ITEM6工業(yè)網(wǎng)絡(luò)賽項(試)賽題PAGEPAGE3視頻服務(wù)器和綜合監(jiān)控系統(tǒng)可采用普通計算機。三、初賽要求以一個實際的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)工程項目為背景，大賽組委會作為甲方發(fā)布工業(yè)網(wǎng)絡(luò)工程項目的工廠描述（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)計能力。初賽僅進行方案評審，沒有現(xiàn)場操作環(huán)節(jié)。（一）工業(yè)網(wǎng)絡(luò)工程項目的技術(shù)需求：、視頻服務(wù)器和綜合監(jiān)控系統(tǒng)；有線網(wǎng)絡(luò)中交換機可區(qū)分為匯聚層交換機和接入層交換機；控制中心靠近首個生產(chǎn)線起點處，距離200米；3層交換機外，其他匯聚層交換機全部采用二層交換機；APRJ45AP直接接入接入層交換機；100AP，采用全向天線；IEEE802.11nAGV小車運行軌跡全線完成無線網(wǎng)AGV小車高速移動（不高于30公里/小時）情況下的無縫切換。AGV小車內(nèi)安裝工業(yè)無線客戶端，可選擇PROFINETI/OPROFINETI/OPROFINETI/O256毫秒；需考慮從最底層小車內(nèi)）將視頻信號與控制數(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。匯聚層交換機間的冗余協(xié)議采用HRP或接入層交換機的冗余協(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，工程方案設(shè)計主要內(nèi)容包括：系統(tǒng)分析（廠區(qū)布局分析、通信需求分析等）；網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計（設(shè)計網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖并說明設(shè)計理由）；系統(tǒng)設(shè)備選型（能實現(xiàn)的對應(yīng)關(guān)系）；工程實施方案（網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)實施方案、網(wǎng)絡(luò)功能實現(xiàn)步驟、通信驗證方法等）。注意：無需考慮S7-1200的相關(guān)編程，大賽組委會技術(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。無需考慮生產(chǎn)線的具體生產(chǎn)流程；AGVAGV提下將移動AGV小車內(nèi)的視頻信號與控制數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂浦行?。四、決賽要求決賽由設(shè)計環(huán)節(jié)、上機比賽與方案答辯三部分組成（具體內(nèi)容參見《2016年全國大學(xué)生西門子杯工業(yè)自動化挑戰(zhàn)賽ITEM6工業(yè)網(wǎng)絡(luò)賽項(試)競賽規(guī)則》）。設(shè)計環(huán)節(jié)以驗證每位參賽隊員均具有工業(yè)網(wǎng)絡(luò)分析和設(shè)計能力。上機比賽參賽隊伍需依照初賽設(shè)計方案，根據(jù)決賽現(xiàn)場實際情況，實現(xiàn)滿足甲方要求的所有功能。上機比賽主要包括以下幾部分內(nèi)容：制作工業(yè)以太網(wǎng)線，完成硬件連接；對交換機、無線模塊等進行配置；系統(tǒng)調(diào)試，完成設(shè)計方案中各項功能；分表》逐一驗證調(diào)試后的網(wǎng)絡(luò)功能，每通過一個任務(wù)的驗證（如通過了環(huán)形冗余功能的驗證），便得到對應(yīng)的分?jǐn)?shù)。方案答辯分。五、其他賽題無標(biāo)準(zhǔn)答案