电子工业出版社-网上书店

本书是一本基于远程I/O模块、PLC、标识载体、工业采集板卡和工业网关实现工业数据采集的项目任务化教程。项目1分析了装配生产线环境监测系统功能需求，介绍了环境监测传感器和远程I/O模块选型，实现基于远程I/O模块的装配生产线环境数据采集；项目2介绍了电机运行状态传感器选型，实现基于PLC的电机振动数据采集和电机运行状态上传（OPC通信）；项目3介绍了条码和RFID，实现基于条码和RFID的立体仓库管理数据采集；项目4介绍了电力变压器传感器、工业采集板卡选型，实现基于工业采集板卡的电力变压器数据采集；项目5介绍了工业网关选型及软硬件安装，实现基于以太网和串口的工业网关数据采集；项目6介绍了工业互联网技术应用平台数据采集，以及基于工业数据采集技术的创新创业。

项目1  采集生产线环境参数（远程I/O模块）	1
任务1.1  装配生产线环境监测系统功能需求分析	2
1.1.1  工业环境监测概述	3
1.1.2  装配生产线环境监测内容	5
1.1.3  装配生产线环境监测系统功能需求	6
任务1.2  环境监测传感器选型	10
1.2.1  传感器认知	10
1.2.2  传感器分类	11
1.2.3  常用工业环境监测传感器	12
1.2.4  传感器的选型依据	16
任务1.3  远程I/O模块选型	23
1.3.1  初识远程I/O模块	24
1.3.2  远程I/O模块发展现状	24
1.3.3  远程I/O模块的分类	25
1.3.4  远程I/O模块的工业通信协议	27
1.3.5  远程I/O模块的关键性能参数	43
任务1.4  装配生产线环境数据采集（远程I/O模块）	48
1.4.1  远程I/O模块与传感器接线	49
1.4.2  远程I/O模块工具软件安装	50
1.4.3  远程I/O模块数据采集操作	52
项目2  采集生产线电机运行数据（PLC）	58
任务2.1  电机运行状态传感器选型	59
2.1.1  转速传感器	60
2.1.2  振动传感器	63
任务2.2  电机振动数据采集	67
2.2.1  PLC概述	68
2.2.2  模拟量输入模块	71
2.2.3  信号隔离器	74
2.2.4  模拟量量程换算	74
2.2.5  模拟量量程换算指令	75
2.2.6  电机运行振动参数采集实现	78
任务2.3  电机运行状态上传（OPC通信）	83
2.3.1  OPC通信协议	84
2.3.2  安装KEPServerEX	85
2.3.3  通信硬件组态	88
2.3.4  通信编程设计	88
2.3.5  KEPServer配置	89
2.3.6  通信程序调试	90
项目3  采集生产线立体仓库管理数据（标识载体）	96
任务3.1  立体仓库管理数据采集（条码）	97
3.1.1  初识条码技术	98
3.1.2  条码数据采集系统分析	99
3.1.3  条码数据采集系统方案设计	101
3.1.4  条码数据采集系统构建	107
任务3.2  立体仓库管理数据采集（RFID）	116
3.2.1  初识RFID	117
3.2.2  RFID数据采集系统分析	119
3.2.3  RFID数据采集系统方案设计	121
3.2.4  RFID数据采集系统构建	125

项目4  采集电力变压器运行数据（工业采集板卡）	134
任务4.1  电力变压器传感器选型	135
4.1.1  电压传感器	136
4.1.2  电流传感器	138
4.1.3  氢气传感器	140
任务4.2  工业采集板卡选型	145
4.2.1  工业采集板卡基本原理	146
4.2.2  工业采集板卡的分类	149
4.2.3  工业采集板卡的选型	151
4.2.4  工业采集板卡的数据交互接口	154
任务4.3  电力变压器数据采集（工业采集板卡）	160
4.3.1  PCI-1710采集板卡接线	161
4.3.2  LabVIEW安装	164
4.3.3  LabVIEW与采集板卡通信	167
项目5  采集生产线设备运行数据（工业网关）	178
任务5.1  工业网关选型及软硬件安装	179
5.1.1  初识工业网关	179
5.1.2  工业网关选型	182
5.1.3  工业网关软硬件安装	184
任务5.2  以太网通信设备数据采集（工业网关）	193
5.2.1  工业网关数据采集系统组网	193
5.2.2  利用工业网关采集I/O模块（网口）数据	195
5.2.3  利用工业网关采集PLC数据	202
任务5.3  串口通信设备数据采集（工业网关）	210
5.3.1  认识串口通信	211
5.3.2  利用工业网关采集智能电表数据	213
5.3.3  利用工业网关采集串口I/O模块数据	216

项目6  工业数据采集达人挑战	223
任务6.1  工业互联网技术应用平台数据采集	224
6.1.1  工业互联网技术应用平台介绍	224
6.1.2  工业数据采集及处理	228
任务6.2  基于工业数据采集技术的创新创业	238
6.2.1  创新创业项目计划书	238
6.2.2  创新创业项目路演技巧	240
6.2.3  创新创业项目评审要点	241
参考文献	246

一、缘起
工业互联网是新一代信息通信技术与工业经济深度融合的新型基础设施、应用模式和工业生态，是IT（信息技术）和OT（操作技术）的全面融合与升级。工业互联网实现了工业生产过程中所有要素的泛在连接和整合，最终实现了工业的数字化、网络化、智能化，帮助工业企业降低成本、节省能源、提高生产效率，因此被认为是第四次工业革命的重要基石。
从2018年到2023年，我国已经连续6年将“工业互联网”写入政府工作报告中。2020年，中华人民共和国人力资源和社会保障部、国家市场监督管理总局、国家统计局三部门联合发布工业互联网工程技术人员新职业。2021年，中华人民共和国教育部在职业教育本科和专科增设工业互联网相关专业，对增加产业人才的有效供给、推动国家战略性新兴产业发展具有重要意义。
工业互联网是一门综合性学科，其专业知识涉及计算机、通信、物联网、自动化等，注重多学科交叉、融合创新。目前，市面上工业互联网的相关教材相对较少。鉴于此，重庆电子工程职业学院联合中国工业互联网研究院、重庆市树德科技有限公司，按照“能力本位、学生主体、项目载体”的先进理念，总结近几年国家“双高计划”专业群建设、国家级高技能人才培训基地建设、工业互联网技术专业（由“工业网络技术专业”调整而来）建设的项目成果，联合编写了本书，以使初学者能够尽快熟悉和掌握工业数据采集技术，并能独立完成中小型项目的工业数据采集工作。
二、内容
本书基于工业互联网产业的工业数据采集技术应用，选择工业互联网预测性维护（中级）实训设备——智能装配生产线作为载体，并根据学生职业能力发展需要，融入了自主学习、信息处理、与人交流、团队合作、职业通用核心能力等内容。按照初学者的认知规律和职业成长规律，确定本书的结构和内容，由易到难、由浅入深地安排技术和工程项目，并将全书内容划分为6个项目，分别是“采集生产线环境参数（远程I/O模块）”“采集生产线电机运行数据（PLC）”“采集生产线立体仓库管理数据（标识载体）”“采集电力变压器运行数据（工业采集板卡）”“采集生产线设备运行数据（工业网关）”“工业数据采集达人挑战”。其中，项目6 训练学生的综合职业能力和创新应用能力。
本书为每个项目安排了2～4个具体任务。项目以职业活动为导向，注重能力培养和课程思政内容渗透，项目内容包括“职业能力”“引导案例”“任务描述”“任务单”“任务资讯”“拓展阅读”“任务计划”“任务实施”“任务检查与评价”“任务练习”，有利于充分发挥学生的主体作用，实现项目教学。
三、特点
（1）本书是1+X“工业互联网预测性维护”职业技能等级证书（中级）的书证融通教材之一，为校企合作开发教材，遵循工业互联网专业教学标准，把1+X职业技能等级证书培训内容与工业互联网专业人才培养方案中的课程内容相结合，将专业目标（课程考试考核）和证书目标（证书能力评价）相结合，确保证书培训与专业教学同步实施。本书和《工业控制技术》《工业互联网预测性维护》共同支撑起了1+X“工业互联网预测性维护”职业技能等级证书（中级）要求的全部内容，实现了课程目标与证书要求的融合。
（2）本书描述的工业数据采集涉及远程I/O模块、PLC、标识载体、工业采集板卡、工业网关等多种方式，适用于国内和国外主流设备。
（3）本书为新型活页式教材，可针对不同学习需求，选择部分内容重点突破，以培养学生的个性化应用能力；同时在项目和任务中配有二维码，师生可由此获得新技术、新知识、新案例，弥补了传统活页式教材成本较高的不足。本书同步一体化开发了数字资源，可供师生使用。
（4）本书采用理论和实践一体化的教学模式，注重技术的实际应用和项目实施。本书把工业传感器选型、通信协议、工业数据采集的相关知识点融入一个个项目或任务中，通过案例引入、传感器选型、数据采集设备选型、工业数据采集，确保读者能够完全掌握整个项目或任务，并有效解决实训设备不足的问题，突出实践应用能力的培养。在理论学习方面，本书强调应用知识，并将其全部解构到每个项目的“任务资讯”中，易学易用。
四、对象
本书不仅可以作为高职院校、应用型本科院校工业互联网相关专业的教材，还可以作为对工业数据采集技术感兴趣的读者的参考用书。针对不同院校或专业的培养目标不同而导致的课程定位差异，编者建议工业互联网相关专业学生掌握本书全部内容，安排64学时；装备制造大类和电子信息大类等其余相关专业学生可根据需要选取相关项目或任务，适当调整学时数。
五、致谢
在本书的编写过程中，编写团队参考了研华科技（中国）有限公司和西门子公司等的产品资料、网络资源和技术资料，以及工业数据采集相关的论文和教材，在此一并致谢。同时，要感谢陈庆、陈小平等工业物联网工坊学员，他们参与了资料收集、程序调试工作。
工业互联网相关专业是一类新兴的专业，由于编者水平有限，书中难免有疏漏和不足之处，恳请广大读者批评指正。

编  者
2023年7月

本书配套资源下载

对不起，暂无音视频资源！