本次暑期，在创新创业学院开展了为期28天的四期智能制造大赛培训活动，8名机电学院学生与2名信息学院学生分别参与进了此次培训活动中。本次活动共分为3个模块进行，分别是：数字孪生与仿真技术、生产系统集成与调试、工业网络组网与网络安全。

通过本次培训，由机电学院董嘉伟老师带头，吴俊杰、罗尹宁等学生配合，一同完成了相关指导手册的编写工作，为以后工业4.0相关的竞赛打下了坚实的基础。学生在相关竞赛模块中也总结出了相当多的经验，收获颇丰，以下是由罗尹宁同学在指导书中编写的前言。

在智能制造大赛赛项“生产系统集成与调试”中的“智能仓储工站”，是由立体货架、堆垛机、出入库托盘输送机、通讯系统、自动控制系统、计算机监控系统以及其他如电线电缆桥架、托盘、钢结构平台等辅助设备组成的复杂的自动化系统，并运用一流的集成化物流理念，采用先进的控制、总线、通讯和信息技术，通过以上设备的协调动作进行出入库作业。对于多数人而言，关于智能仓储内的伺服驱动与控制、PLC组态与编程、仓储管理系统设计、自动化立体仓库系统集成与调试的内容及知识的了解并不多。因此，此指导书将系统性梳理了智能仓储工站的硬件组态、PLC程序设计、WinCC界面设计和程序调试等等。帮助大家更深层次的了解智能仓储工站。

关于智能仓储工站PLC程序示例，在设计过程中我们也会遇到许多问题：

一、下载设备失败，拓扑视图连接出现错误？

答：1.拓扑视图各设备连接与实体连接不符；2.IP冲突（通常下载设备时等待较长时间后失败）；3.添加驱动必须添加相应工艺对象才能上传成功；4.如果添加的驱动与设备原来的名字不同（原设备被人为改动过）会导致分配不到相应的驱动器，点击网络视图中的连接线，右键进入分配设备界面重新分配。

二、零点如何设置？

答：我们一般都将XYZ轴的硬限位位置设置为零点（按个人习惯），首先我们先通过点动将我们的各个轴移至零点位置，通过程序指令MC_Home，将其模式设置为7（绝对编码器调节（绝对）：将当前的轴位置设置为参数“Position”的值。计算出的偏移值保持性地保存在 CPU 内。执行该程序指令即可。

三、程序执行过程中遇到紧急情况怎么处理？

答：为了确保安全，我们应在在程序中设置好断电程序及各轴硬限位开关（断电程序开关可以绑定HMI上紧急按钮开关，方便在遇到紧急情况时制动），再在博途中重启CPU，使其程序不再运行，即可松开紧急按钮。

四、程序设计中应注意什么？

答：程序设计中，1.应该将各部分操作用不同的函数编写（避免在main函数中杂乱无章）；2.在函数中应该巧妙运用函数自带的input、output、temp、static等变量，这样可以使的函数较为简洁，程序的执行和故障检查也会比较方便；3.利用自锁解决线圈处于一直得电状态（需要变量常置位1情况）；4.如果需要程序多次执行，则需要在自锁的程序中添加一个常闭开关（变量一般选择该程序结束变量）。

五、如何实现将手动程序变为自动程序？

答：在main函数中，在手动程序后添加自动程序，为了避免手动与自动程序冲突，我们需在每个自动程序前面都加一个手自动切换开关（变量可设置为HMI上的手自动切换按钮的变量），通过每个部分函数的start、done实现程序自动运行。

因指导书内PLC程序设计是初代设计程序，存在许多非必要及复杂化操作，但基本能实现大赛的试题要求。例：库位信息可将XZ分开存放，即可省去计算库位坐标的程序。还可以使用博途顺序编程GRAPH来实现程序编写，编写时逻辑比较清晰,更适用于智能仓储。

以下是由吴俊杰同学在指导书中编写的前言。

未来，各行各业都将具备强大的数字能力，要能快速完成数据采集和应用，对此，网络应运而生。工业网络是智能制造的必备因素，为了推动新时代智能制造趋势，智能制造大赛也于2021年新增了工业组网赛项，主要比赛内容是针对工业自动化厂商MOXA的二层交换机和三层交换机来实现网络模型搭建、跨网段通讯以及网络加密等等。

工业组网赛项所用到的MOXA二层交换机设备使用自己开发的冗余协议实现了同网段通讯，而三层交换机与二层交换机相比多了路由功能，路由表根据路由选择协议提供的功能,自动学习和记忆网络运行情况,在需要时自动计算数据传输的最佳路径、规划网络包到各自目的地的线路从而实现了跨网段传输数据。它可以是由系统管理员固定设置好的静态路由表,也可以是根据网络系统的运行情况而自动调整的动态路由表。

由于网络流每单位时间传输数据的速度有限，所以当多台设备同时接入网络并同时发送大量数据时，就又可以能会导致网络延时甚至网络阻塞，而此时正在传输中的数据也有可能会丢失，因此就需要网络能够根据用户的要求分配和调度资源，对不同的数据流提供不同的服务质量。于是，就产生了流量优先级分级，以MOXA为例，MOXA提供了两种服务模式：权重型和严格性。在权重型模式下，可以通过管理端为各等级用户分配传输比例，不同等级的用户传输比例。在严格模式下，优先级最高的用户能够在网络阻塞时最先通过数据传输，下一级的用户等待优先级最高的用户数据传输结束后才开始传输。

网络丰富的信息资源给用户带来了极大的方便，但同时也带来了安全问题。网络之间的相互通讯难免会被恶意地导致破坏、更改、信息泄露，于是网络安全也逐渐被重视。就以使用公网访问局域网为例，三层交换机通过LAN网和WAN网的交互，可以实现不直连局域网端口，在任何地方都可以访问到局域网络。而为了保护数据安全，管理端就需要把与用户之间传输的数据进行加密，这就是VPN，外部人员在使用局域网之前，需要输入管理端提前设置好的密码登录VPN，当VPN连接成功后才能够正常访问。

网络与我们的生活息息相关，网络在工业控制中也起着重要的作用，它能使安装布线方便、设备模块化、易于诊断等等，PLC和PAC等自动化控制器都必须包含工业网络主控器功能，所以学习工业网络能够对大家之后的课程学习有所帮助，并且能够增强大家对智能控制的兴趣，增加自身的就业优势。