以下文章來源於:施家邦 工控邦
當前,智能製造在食品飲料行業是非常火熱的話題,許多(duō)企業致力於(yú)在智能製造的轉型道路上取得領先地位,通過建設數字化工廠以最終實現降本增效。構建以CPS為核心的智能製造不僅要實現各個係統間聯網數據的交換,還需要智能體係進行分(fèn)析、決策(cè)、指(zhǐ)令執行。互聯互通作為智能製(zhì)造(zào)中的先(xiān)決條(tiáo)件,對於信息(xī)采集與(yǔ)集中管理有著決定性的作用,是OT與IT匯聚與融合,實現實時化、可視化、智能化的基(jī)礎。
施耐德電氣(qì)食品飲料行業EcoStruxure IoT平台提供完善、靈活的設備接入、數據采集及強大的數據處理能力,提供從邊緣(yuán)采集、邊緣計算、數據處理到智能應用開發的端到端平台支撐,通過強集成性和高可擴展性,有力支撐企業數據中(zhōng)台建設,為企業實現智能化提供必要條件。
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施耐德電氣EcoStruxure物聯網平台
——食品飲料行業的專業物(wù)聯(lián)網平台
擁有即插即用開放架構的(de)食品(pǐn)飲料行業EcoStruxure IoT,清晰地界定了IoT平台的三層架構,即邊緣層、平(píng)台層和(hé)應用層,在每層(céng)中靈活配置對應的功能模塊,實現(xiàn)設(shè)備互聯、數(shù)據(jù)采集、數據清洗、數(shù)據存儲、應(yīng)用(yòng)集成和運營(yíng)管理應用,架構的合理性確保各係統邊(biān)界清晰可落地,降低實施的複雜度和難度。
施耐德電氣EcoStruxure IoT物聯網平台,具有以下特點:
●高可(kě)用(yòng)性:EcoStruxure IoT平台提供多種高可用性機製,其中包括:ioseserver冗餘,實時數據庫服務器分布式體係架構,實時數據(jù)庫服務器冗餘,曆史數據存儲轉發,曆史數據庫服務(wù)器冗餘等。
●可重用性:EcoStruxure IoT平台是按照最大限度的工程重用來設計工程開發方式的,采用了(le)真正麵向對象的(de)設計模式。任何(hé)應用功能組件都被設計為對象模板,並可生成多個(gè)的應用功能對(duì)象實(shí)例部署在不同工作節(jiē)點。可以(yǐ)極大的提高工程效率,並減少工程開發和調(diào)試的時間。
● 易於維護性:利用EcoStruxure IoT平台,監控係統是一個(gè)維護性很好的係統(tǒng)。EcoStruxure IoT所(suǒ)提供的(de)係統開發平台,為係統(tǒng)集成商(shāng)和業主提(tí)供功能強大(dà)的配置、開發、維(wéi)護平台,係統在線運行時進行局部的修改而不影(yǐng)響係(xì)統的整體運行。
● 開放性:EcoStruxure IoT平台軟(ruǎn)件具備開放的架構,允許用戶在係(xì)統平台上實現二次開發,擁有極強的擴展能力,為項目的應用以及未來(lái)係統的擴展提(tí)供(gòng)堅實的基礎。
● 完善的安全機製(zhì):EcoStruxure IoT平台軟件本身內建完(wán)善的安全機製,允許用戶定義用戶(hù)與其控製的(de)設備之(zhī)間的關係,允許定義用戶角色,賦予這些角色針對不同設備安全組的權限,這些權限非(fēi)常的全麵(miàn)和細致(zhì),包括:是否可以確認(rèn)報警;是否可以操作;是否可以在配置環(huán)境下操作等。
● 高性(xìng)能的運行時:在EcoStruxure IoT平台提供的(de)分布式架構下,能夠實現應用的高性能。包括:數據采集,數據運算,數據(jù)存儲,以及監控界麵的高效刷新。Wonderware 係統平台最大可支持單(dān)係統400個節點,100W點的IO控製,以及200W點的數據存儲。
● 數(shù)據采集:EcoStruxure IoT平台提(tí)供豐富的設備集成接(jiē)口,作為(wéi)數據客戶端和設備之間的中間模塊(kuài)。提供以不同類型通訊方式(以太網、串口等)、通(tōng)訊協議(Modbus、Profibus、IEC標準等)連接基礎(chǔ)設備(bèi)(PLC、DCS、OPC Server等)。為監控軟件(jiàn)、數(shù)據庫軟件、第三方數據客戶端等等提供實(shí)時數據的(de)訪問服務。數據訪(fǎng)問服務器(DA Server)提供DDE、Suitelink、OPC的(de)協議支持。
●支持Web Service、Web API、REST、MQTT、MODBUS、OPC UA技(jì)術應用,支持多種通(tōng)訊協議,具有對接其他係統的開放性
● 數據(jù)采集平台具有數據采集接口(kǒu)配置文件功能,可通過遠程登錄服務(wù)器方式或者遠程桌麵的方式進行遠(yuǎn)程部署,可導出或導入配置文件(jiàn),方便項目的調試和維護
● 提供在線監視功能,對采集接口性能、網路傳(chuán)輸性(xìng)能(néng)進行監測,對於(yú)需要(yào)緩(huǎn)存的關鍵數據如果出現采集中斷,可在(zài)邊緣層進行數據緩存,同時進行報警及報警信息的記錄(lù),采(cǎi)集恢複後自動上傳緩存數據。
● EcoStruxure平(píng)台連接(jiē)管理,管(guǎn)理所有連接至平台的邊(biān)緣服(fú)務器或通過(guò)認證(zhèng)的智能(néng)設備,連接(jiē)服務以(yǐ)MQTT消息服務的形式,提供連(lián)接、認證、點位數據傳輸等規(guī)範。
● 支持海量消(xiāo)息高吞吐、高並發的上下行消息處理,實現邊緣(yuán)端服務或廣域智能設備(bèi)的數據遠程接入及指令下發;
● 支持MQTT協議的接(jiē)入,提(tí)供SDK及終端發現及校驗機製,保障信息服務的安全可靠。
● 以流計算為核心,實現對接入數據的(de)實時處理、計算、分析的計算平台,提供在線設計、調試、運行(háng)監控的開發與運維管理能力, 實現從接入、計算(suàn)到存儲的端到端的處理,可根據實際需(xū)要基於SDK擴展開發功能組件。
● 通過組織(體現為分組)-設備-點位(體現為屬性/事件/方法)構成了平台的物(wù)聯數據結構。組織承載事業部-工廠-車間的層級結構,可以根據現場的情況快速的擴(kuò)展。
● 對於係統的關鍵操作進(jìn)行日誌集中管理,係統會(huì)進行日誌輸出,如用戶權限變更,用戶設備操作記錄等。工業物聯網平台會對所有係統、子係統的日誌進行聚合並提供日誌(zhì)平台進行查詢展示,讓係統管理人員技術運維人員,能即時進行日誌的查詢、統計、下(xià)載。
● 平台(tái)提供對外服(fú)務接口,滿足外部係統如MES、QMS、EMS的集成與調(diào)用,包括設備信(xìn)息查詢接口、數據模型查詢接口、事件信息(xī)查(chá)詢接口、告警(jǐng)信息查詢接口、設備控製接口等。
施耐德電氣食品飲料行業EcoStruxure IoT,在邊緣層和平台層實現數據接口標準化,完成數(shù)據采集、數據存儲,在應用層深度集成MES、QMS、EMS等係統,實現業務應用標準化定義,實現產線可視化,規範工藝下發到設備執(zhí)行的互聯集成,支持生(shēng)產執行自動化,推動工廠設備綜合運行效(xiào)率OEE提升,工藝質量在線監測(cè)與優化,實現遠程查看設(shè)備的實時運行狀況、訂單執行情況,實現實時監(jiān)測、可追(zhuī)溯和可視化(huà),對(duì)執(zhí)行過程進行統計(jì)分析,支持(chí)決策,從而提升設備綜合運行效率,提升精益化管理水平。
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精準把脈,食品飲料行業團隊
助力世界頂級食品飲料公司成就(jiù)萬物互聯的智能工廠(chǎng)
在建設數字化工廠的過程中,食品飲料行業(yè)領先的跨(kuà)國食品公司工廠遇到了一係列的數字化難題。現階段該工廠的痛(tòng)點具體包括:
● 該(gāi)工廠多(duō)年來構建(jiàn)了多個獨立的(de)業務功能係統,煙囪(cōng)式架構形成多個信息(xī)孤島,信息不能共享,業務不能協同;
● 現有產線中控係統與數采平台等各係統(tǒng)平(píng)台間相互獨立,數據不能互通,OT與IT之間並未實現(xiàn)互聯互通;
● 數據管理標準(zhǔn)不(bú)統一,與設(shè)備交互的接口及設備數據采集標準參差不齊,導致設備數(shù)據采(cǎi)集、傳輸、存儲(chǔ)與(yǔ)應用困難;
● 生產命令下發與執行仍需要人工在多個係統間操作切換,耗時耗力;
● 各設備相互獨立無法協同工作,設(shè)備運行狀態、異常報警信息與生(shēng)產執行情(qíng)況無(wú)法及時上傳到統一的平台進(jìn)行實時(shí)監視(shì)與調度(dù)協同;
● 設備與生產數(shù)據無法自動實時采集進而導致設備與產線的生產(chǎn)運行(háng)情況無(wú)法實時進行可視化管(guǎn)控;
● 各個平(píng)台(tái)和設備的數據無法互聯互通,沒有統一的數據庫進行數據(jù)收集清洗,從而進行後續的數據(jù)分析。
該工廠希望(wàng)通過搭建數據完整、準確、及時和數據共享的標準化數據(jù)中台,支撐智能一體化應用建設。針對該食品飲料工廠(chǎng)的(de)現狀,施耐德電氣食品飲料行業團隊基(jī)於(yú)食品飲(yǐn)料行業(yè)的特點(diǎn),為其定製了一套符合食品飲料行業使用需求的IoT平台,實現了以下(xià)諸(zhū)多功能:
● 基於EcoStruxure IoT平台構建數據中台;
● 實現(xiàn)各種PLC、DCS、傳感(gǎn)器(qì)和(hé)儀表設備的(de)接(jiē)入以及與多個上位(wèi)機及SCADA係統的(de)集成;
● 進行數據清洗、數據計算、數據統計和數據(jù)緩存;
● 實現實時計算、數據管理、模型組態和數據存儲;
● 構建應用分(fèn)析與服務,提供智能(néng)應(yīng)用。
通過部署食品飲料行業物聯網(wǎng)平台(IoT),施耐德(dé)電氣幫(bāng)助客戶實現了以下收益(yì):
● 實現11條產線所有主(zhǔ)機設備(bèi)信息的互聯互通;
● 實現200多台(tái)儀器儀表信息的收集與(yǔ)實時統(tǒng)計;
● 實現與(yǔ)各產線2套上位係統的無縫集成(chéng);
● 實現原有3套SCADA係統的集成,實現統一采集及監控,通過智能應用實現各工序控製(zhì)的協同;
● 實現了工藝參數和設備參數的實(shí)時分析與實時預警;
● 實現與現有ERP、MES、QMS係統(tǒng)的無縫集成,實現了高效生產協同(tóng);
● 依托強集成性和高擴展(zhǎn)性平台,實現實時統計分析,實現預測(cè)性維(wéi)護和SPC等智能應用,提升了效(xiào)率和質量,並麵向未來可擴展(zhǎn)。
施耐德電氣食品飲料行業EcoStruxure IOT解決方案已經成功(gōng)為多家(jiā)頭(tóu)部企業實現了工(gōng)廠設備的互聯互(hù)通(tōng),助力(lì)其實現智能製(zhì)造的轉型。如果您也想消(xiāo)除信息孤島(dǎo),讓全場信(xìn)息流充分打通得到有效利用,實現高效生產協同(tóng),那就快快聯係施耐德(dé)電氣(qì)食品飲料行業(yè)團隊吧!
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楊豔峰
16年製造業數字化信息化經驗。從事食品飲(yǐn)料、煙草、石化行業生產運營(yíng)管理、MES、生產管理(lǐ)、質量管理、設備管(guǎn)理、物料管理、SPC、能源管理項目的解決方案製定、項目的研發實施的管(guǎn)理(lǐ)。
長期從事智能工廠規劃方案與實施方案的研究與(yǔ)谘詢。