1. 賽項背景

??以智能工廠、智能車間、智能產線中實際工業通信網路為應用背景，重點考察參賽選手面向實際工業生產通信網路的技術需求分析、網路結構設計、工業資訊安全設計、實施及故障處理能力，鼓勵在滿足通信技術需求的條件下在網路結構設計與網路功能實作方面的創新，
??在工業4.0、中國制造2025這樣一個時期，工業網路是安裝在工業環境中的全數字化通訊系統，連接設備、控制器、人機界面、管理系統的工業神經系統，

2. 具備能力

??a) 網路系統需求分析能力
??b) 網路系統綜合設計的能力（結構、安全、可視化）
??c) 設備選型能力
??d) 利用TIA PORTAL STEP 7軟體對PLC組態的能力
??e) 工業網路除錯和配置的能力
注意：時間的合理搭配，每一個步驟要留有足夠的時間，特別是最后要注意下網線是不是插對了，

3. 使用到的軟體

西門子Primary Setup Tool（PST）V4.2 用于交換機IP配置
? (只是對于IP進行一個配置，沒必要用高版本)
西門子TIA Portal V14及其以上版本 完成S7-1200組態
?（15.1以下14以上，用于完成一些簡單的組態）
西門子PROFINET 網路除錯和診斷工具PRONETA

4. 學習路線（無設備情況下）

??a) 基礎學習：
????線上網路配置課程、線上實操課程；
??b) 深化學習：
????依據樣題，分步分點，完成方案設計；
??注意：真正比賽的時候題目不會和工廠的需求那樣復雜，但是在標書的方案設計的時候，必須要根據樣題的每一點設計相應的方案，盡量高吻合度的滿足工廠的需求，
??c) 擴展學習：
????通過網路學習解決疑難；尋找多種解決方案；
??d) 實踐訓練：
????賽前上機訓練；

5. 樣題分析

樣題：
??工廠布置示意圖如圖1所示，主要包含生產管理區、控制中心和產線3個部分，兩條產線不完全相同，每條產線包含6個按直線排列的工藝單元，廠各區域電氣干擾較弱，工藝單元1-3 各包含兩個PLC,工藝單元4-6各包含一個PLC,用于控制工藝單元內部生產加工操作，其中產線1工業單元4-6主要控制的是高速運行的設備，控制中心主要包含工程師站、操作員站和生產資料采集、存盤和資訊可視化系統，在控制中心操作員站上可以監視工廠網路的運行狀態，控制中心、產線及其之間的網路稱為生產控制層網路，生產管理區中安裝有生產管理系統，與控制中心進行通訊，生產管理區的網路稱為生產管理層網路，工廠預計兩年后會加入成本投資擴展更多產線，

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決議、注意點：

a) 3個部分：生產管理區、控制中心和產線要進行網路通訊，生產管理區能否訪問產線，控制中心能否訪問，兩者訪問之間會不會有什么干擾等問題，需要查閱一些資料，弄清楚生產管理區、控制中心以及產線一般是做什么的，需要進行一些分析，
b) 兩條產線不完全相同：所以在做方案的時，不能只是產線1和產線2的復制粘貼，該樣題中，兩條產線的區別就是4-6主要控制的是“高速”運行的設備，則其IO通訊的要求就會更高，
c) 工廠預計兩年后會加入成本投資擴展更多產線：從整體上，對產線1進行一個網路規劃，產線2進行一個網路規劃，如果工廠預計兩年后會加入成本投資，那么要為以后留足一定的網路空間和一定的IP地址，
d) 生產管理層網路：網路中是否需要做些防火墻，以及其他的一些控制，

專案的技術需求：

? 生產管理區、 控制中心、產線都需要網路進行資訊互動，考慮整體系統的IP規劃;
? 需要考慮 工業資訊安全，如工廠生產控制層網路與生產管理層網路的安全隔離手段（進行細致分析，優選隔離手段）,保護生產控制層網路中PLC、工程師站等設備不被惡意攻擊;
? 遠程維護作業站通過工廠intranet 與控制中心建立安全可靠連接，要求安全的加密傳輸資料，必要時對生產控制系統程式進行維護**（埠的通與不同是需要認真考慮的）;
? 由于產線 1和產線2內部的網路架構及IP規劃是一樣的，需考慮使用網路技術手段避免工廠網路中的IP沖突**;
? 充分考慮工廠網路的冗余度及自愈性;
? 對于工藝單元1-3， 要求每個工藝單元中的兩個PLC之間采用實時通訊（profinet IO通訊等）;
? 控制中心利用工業級邊緣網關，采集產線的生產資料,存盤到資料庫中,并能夠通過瀏覽器進行可視化顯示;可視化界面可監視工廠工業單元生產狀態（在比賽的時候不會考察這點，但是在標書中是需要考慮到的），
? 要求在控制中心操作員站中可以監視工廠網路的運行狀態，及時發現網路故障，并對故障做出及時處理（用什么工具進行監視），
? 生產管理區的資訊系統，不作為設計內容，
? 充分考慮工廠網路的可擴展性，方面后續工廠規模擴大（是否留有足夠的IP等），
? 廠車間可能需要考慮多種路由方式（每種路由方式的對比，得出優劣結論），靜態、動態（初賽不會考到動態路由，但是方案中要設計出來）、本地路由等，同時應保證路由設備能夠實作冗余備份，

結構、安全設計：

? IP規劃 大規模用動態DHCP規劃，小規模用靜態規劃（本地路由）
? 網路安全 網路隔離（VLAN ACL NAT）
? 相同IP規劃 對IP進行變化(利用什么方式)
? 網路冗余 冗余接線，冗余管理協議（如HRP）
? 實時通信 PLC間實時通信

資訊采集、可視化設計：

? 遠程維護
? OPC采集生產資料
? 控制中心監控資料
注意：在設計方案時每一步一定要進行詳細的規劃；

6. 競賽設備簡單說明

? 西門子交換機SCALANCE XM408-8C(支持路由功能，4個光口，8個電口，主要是用電口)；
? 西門子交換機SCALANCE XB208（支持VLAN的劃分）；
? 西門子交換機SCALANCE XB208；
? 西門子無線模塊（無線接入點AP及客戶端）SCALANCE W774、SCALANCE W734;
? 西門子無線設備功能卡K-PLUG;
? 西門子PLC S7-1200;
? 操作面板，配有按鈕、指示燈、旋鈕及溫度傳感器和變送器，模擬生產單元的數字量和模擬量資料，與PLC S7-1200的DI、DQ和AI端子連接；
? 西門子資訊安全模塊：SCALANCE S615（防火墻）;
? 全向天線；
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7. 競賽時間安排

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8. 初賽流程安排

a) 賽前

? 參賽隊伍劃分賽區
? 提前到初賽區賽點報道
? 預約進行上機訓練
? 按照賽區安排隨機比賽分組
? 全國統一時間進行初賽

b) 比賽

? 初賽前根據樣題完成初賽方案
? 初賽時當場發放題目，在規定時間內完成賽項要求
? 評委按評分表按照功能完成情況進行分步評分
? 賽后可離開，成績和決賽入選名單公布官網
? 比賽獲獎項會在比賽官網個人檔案生成電子檔案

b) 時間（賽程總時間內）

? 賽題分析
? 設計方案
? 分配任務
? 現場除錯
? 示意考官評分，結束比賽（不計入時間）
? 保存賽題資料（不計入時間）
注意：分數相同，用時短的隊伍排名高

9. 部分基礎知識講解

a) VLAN子網劃分

??1） 冗余：當一網線拔掉了之后，另外一根網線是否還能進行通訊；
??2） 標簽是否：區分M與U，M是打了標簽的，U是沒有打標簽的；
??3） 大小寫U：一定注意，

b) 本地路由——網關

不同的IP地址之間怎么通訊：通過一個物件的網關向另一個物件的網關發送請求，也就是要組態網關，只有組態了網關他們之間才能進行通訊，特別是在PLC 的配置中，使用路由器的選項就是配置網關的操作，
在不通的情況下檢查XM408（可能你的不帶三層）啟動三層是否！！！

c) 無線通訊信道

??注意無線信道的選擇，

d) ACL訪問控制串列(Acess Control Lists)

??配置順序：按照用戶配置規則的先后順序進行規則匹配，