以下文(wen)章來(lai)源于:施家邦 工控邦
當(dang)前,智(zhi)能(neng)制(zhi)造(zao)在食(shi)品飲料(liao)行(xing)(xing)業是(shi)非常火熱(re)的(de)話題,許(xu)多(duo)企業致力于(yu)在智(zhi)能(neng)制(zhi)造(zao)的(de)轉型道路上取(qu)得領先地位,通(tong)過建設數(shu)字化(hua)工廠以最(zui)終實(shi)現(xian)(xian)降本增效。構建以CPS為(wei)核心的(de)智(zhi)能(neng)制(zhi)造(zao)不僅要(yao)實(shi)現(xian)(xian)各個(ge)系(xi)統間聯網(wang)數(shu)據的(de)交(jiao)換(huan),還需要(yao)智(zhi)能(neng)體系(xi)進行(xing)(xing)分析、決策(ce)、指令執行(xing)(xing)。互(hu)聯互(hu)通(tong)作為(wei)智(zhi)能(neng)制(zhi)造(zao)中的(de)先決條件,對于(yu)信(xin)息采(cai)集(ji)與(yu)集(ji)中管(guan)理有著決定(ding)性(xing)的(de)作用,是(shi)OT與(yu)IT匯聚與(yu)融(rong)合,實(shi)現(xian)(xian)實(shi)時化(hua)、可視化(hua)、智(zhi)能(neng)化(hua)的(de)基礎。
施耐德電氣食品飲(yin)料行業(ye)(ye)EcoStruxure IoT平(ping)臺提供完善、靈活(huo)的設(she)備接入、數(shu)據采(cai)集及強大的數(shu)據處理(li)能力,提供從(cong)邊(bian)緣采(cai)集、邊(bian)緣計算、數(shu)據處理(li)到智能應(ying)用開發的端到端平(ping)臺支撐,通(tong)過強集成性(xing)和高可擴展性(xing),有(you)力支撐企(qi)業(ye)(ye)數(shu)據中臺建(jian)設(she),為(wei)企(qi)業(ye)(ye)實(shi)現智能化(hua)提供必要條件。
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施耐德電氣EcoStruxure物聯網平臺
——食品飲料行業的專業物聯網平臺
擁有即(ji)插即(ji)用(yong)(yong)開放架(jia)構的食品飲料行業(ye)EcoStruxure IoT,清晰地界(jie)定了IoT平臺(tai)的三層(ceng)架(jia)構,即(ji)邊緣層(ceng)、平臺(tai)層(ceng)和應(ying)用(yong)(yong)層(ceng),在(zai)每層(ceng)中靈活配置對應(ying)的功能模(mo)塊,實現設備互聯、數據采集(ji)、數據清洗、數據存儲、應(ying)用(yong)(yong)集(ji)成和運營(ying)管理應(ying)用(yong)(yong),架(jia)構的合理性確保(bao)各系統邊界(jie)清晰可落地,降(jiang)低(di)實施的復雜度和難度。
施(shi)耐德電氣(qi)EcoStruxure IoT物聯網平臺,具有以下特點:
●高可用性:EcoStruxure IoT平臺提供多種高可用性機制,其中包括:IOServer冗余,實時數據庫服務器分布式體系架構,實時數據庫服務器冗余,歷史數據存儲轉發,歷史數據庫服務器冗余等。
●可重用性:EcoStruxure IoT平臺是按照最大限度的工程重用來設計工程開發方式的,采用了真正面向對象的設計模式。任何應用功能組件都被設計為對象模板,并可生成多個的應用功能對象實例部署在不同工作節點。可以極大的提高工程效率,并減少工程開發和調試的時間。
● 易于維護性:利用EcoStruxure IoT平臺,監控系統是一個維護性很好的系統。EcoStruxure IoT所提供的系統開發平臺,為系統集成商和業主提供功能強大的配置、開發、維護平臺,系統在線運行時進行局部的修改而不影響系統的整體運行。
● 開放性:EcoStruxure IoT平臺軟件具備開放的架構,允許用戶在系統平臺上實現二次開發,擁有極強的擴展能力,為項目的應用以及未來系統的擴展提供堅實的基礎。
● 完善的安全機制:EcoStruxure IoT平臺軟件本身內建完善的安全機制,允許用戶定義用戶與其控制的設備之間的關系,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,這些權限非常的全面和細致,包括:是否可以確認報警;是否可以操作;是否可以在配置環境下操作等。
● 高性能的運行時:在EcoStruxure IoT平臺提供的分布式架構下,能夠實現應用的高性能。包括:數據采集,數據運算,數據存儲,以及監控界面的高效刷新。Wonderware 系統平臺最大可支持單系統400個節點,100W點的IO控制,以及200W點的數據存儲。
● 數據采集:EcoStruxure IoT平臺提供豐富的設備集成接口,作為數據客戶端和設備之間的中間模塊。提供以不同類型通訊方式(以太網、串口等)、通訊協議(Modbus、Profibus、IEC標準等)連接基礎設備(PLC、DCS、OPC Server等)。為監控軟件、數據庫軟件、第三方數據客戶端等等提供實時數據的訪問服務。數據訪問服務器(DA Server)提供DDE、Suitelink、OPC的協議支持。
●支持Web Service、Web API、REST、MQTT、MODBUS、OPC UA技術應(ying)用(yong),支持多種通(tong)訊協(xie)議(yi),具有對接其他系統(tong)的開(kai)放性
● 數據采集平臺具有數據采集接口(kou)配置文件功能,可(ke)通過遠程(cheng)登錄服務器方式(shi)或者遠程(cheng)桌(zhuo)面的方式(shi)進(jin)行遠程(cheng)部(bu)署,可(ke)導(dao)出或導(dao)入配置文件,方便項目的調試和維護(hu)
● 提供(gong)在(zai)(zai)線監視功能(neng),對(dui)采集(ji)接口性能(neng)、網路傳(chuan)輸(shu)性能(neng)進(jin)行監測,對(dui)于(yu)需要(yao)緩(huan)存的(de)(de)關鍵數(shu)據如果出現采集(ji)中斷,可在(zai)(zai)邊緣層進(jin)行數(shu)據緩(huan)存,同時進(jin)行報警及(ji)報警信(xin)息的(de)(de)記錄,采集(ji)恢復后自動上傳(chuan)緩(huan)存數(shu)據。
● EcoStruxure平(ping)臺連(lian)接管理(li),管理(li)所有連(lian)接至(zhi)平(ping)臺的(de)邊緣服務器或通過認(ren)證的(de)智能設備,連(lian)接服務以MQTT消息服務的(de)形式,提供(gong)連(lian)接、認(ren)證、點位數(shu)據傳輸等規范。
● 支持海量消息高(gao)(gao)吞吐、高(gao)(gao)并(bing)發的(de)(de)上下(xia)行消息處理(li),實(shi)現邊緣端服務(wu)或廣域智(zhi)能設(she)備的(de)(de)數據遠程接入及指令(ling)下(xia)發;
● 支持MQTT協議的接(jie)入,提供SDK及(ji)終端(duan)發現及(ji)校驗機制(zhi),保障信息(xi)服務的安全(quan)可靠。
● 以流計(ji)算為(wei)核心,實(shi)現(xian)對(dui)接(jie)入數據(ju)的實(shi)時處理、計(ji)算、分析的計(ji)算平臺,提(ti)供在(zai)線設計(ji)、調試、運行監控的開發(fa)與運維管理能力(li), 實(shi)現(xian)從接(jie)入、計(ji)算到(dao)存(cun)儲的端到(dao)端的處理,可根(gen)據(ju)實(shi)際需(xu)要(yao)基于SDK擴展(zhan)開發(fa)功(gong)能組(zu)件(jian)。
● 通(tong)過組(zu)織(體現(xian)為(wei)分組(zu))-設備-點(dian)位(wei)(體現(xian)為(wei)屬性/事件/方法)構(gou)成了平臺的(de)物(wu)聯(lian)數據結構(gou)。組(zu)織承載(zai)事業部(bu)-工廠-車間的(de)層(ceng)級結構(gou),可以根據現(xian)場的(de)情況快速的(de)擴展。
● 對(dui)于系(xi)(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)關鍵操作進(jin)行(xing)(xing)日志集中(zhong)管(guan)理(li),系(xi)(xi)統(tong)(tong)會進(jin)行(xing)(xing)日志輸(shu)出,如用戶權限變更,用戶設備(bei)操作記(ji)錄(lu)等。工業(ye)物聯網平臺(tai)會對(dui)所有系(xi)(xi)統(tong)(tong)、子系(xi)(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)日志進(jin)行(xing)(xing)聚合并提(ti)供(gong)日志平臺(tai)進(jin)行(xing)(xing)查詢(xun)展示,讓系(xi)(xi)統(tong)(tong)管(guan)理(li)人員技術(shu)運維人員,能即時(shi)進(jin)行(xing)(xing)日志的(de)(de)查詢(xun)、統(tong)(tong)計、下載。
● 平臺提供對外服務接(jie)口(kou)(kou)(kou),滿足外部系統如(ru)MES、QMS、EMS的集成與調用,包括設備信息(xi)查(cha)詢接(jie)口(kou)(kou)(kou)、數據模型查(cha)詢接(jie)口(kou)(kou)(kou)、事件信息(xi)查(cha)詢接(jie)口(kou)(kou)(kou)、告警信息(xi)查(cha)詢接(jie)口(kou)(kou)(kou)、設備控制接(jie)口(kou)(kou)(kou)等。
施耐德電氣食(shi)品飲料行(xing)業EcoStruxure IoT,在(zai)邊緣(yuan)層和平臺層實(shi)(shi)現(xian)數據(ju)接口標(biao)準化(hua),完成(cheng)數據(ju)采集(ji)、數據(ju)存(cun)儲,在(zai)應用層深度集(ji)成(cheng)MES、QMS、EMS等系統(tong)(tong),實(shi)(shi)現(xian)業務應用標(biao)準化(hua)定(ding)義,實(shi)(shi)現(xian)產線可(ke)視化(hua),規范工藝下發(fa)到(dao)設備(bei)執行(xing)的互聯集(ji)成(cheng),支(zhi)持(chi)生產執行(xing)自(zi)動化(hua),推動工廠設備(bei)綜合運(yun)(yun)行(xing)效率(lv)(lv)OEE提(ti)升(sheng),工藝質量在(zai)線監測(ce)與優化(hua),實(shi)(shi)現(xian)遠程查(cha)看設備(bei)的實(shi)(shi)時(shi)運(yun)(yun)行(xing)狀(zhuang)況(kuang)、訂單(dan)執行(xing)情況(kuang),實(shi)(shi)現(xian)實(shi)(shi)時(shi)監測(ce)、可(ke)追溯和可(ke)視化(hua),對執行(xing)過程進行(xing)統(tong)(tong)計(ji)分(fen)析,支(zhi)持(chi)決策,從(cong)而提(ti)升(sheng)設備(bei)綜合運(yun)(yun)行(xing)效率(lv)(lv),提(ti)升(sheng)精益(yi)化(hua)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萬物互聯的智能工廠
在建設數(shu)字化(hua)工(gong)(gong)(gong)廠(chang)的(de)過程中(zhong),食品飲料行業領先(xian)的(de)跨(kua)國食品公司工(gong)(gong)(gong)廠(chang)遇到了(le)一系(xi)列的(de)數(shu)字化(hua)難題。現階段該工(gong)(gong)(gong)廠(chang)的(de)痛點具體包括:
● 該工廠多年來構建了多個獨立的業務功能系統,煙囪式架構形成多個信息孤島,信息不能共享,業務不能協同;
● 現有產線中控系統與數采平臺等各系統平臺間相互獨立,數據不能互通,OT與IT之間并未實現互聯互通;
● 數據管理標準不統一,與設備交互的接口及設備數據采集標準參差不齊,導致設備數據采集、傳輸、存儲與應用困難;
● 生產命令下發與執行仍需要人工在多個系統間操作切換,耗時耗力;
● 各設備相互獨立無法協同工作,設備運行狀態、異常報警信息與生產執行情況無法及時上傳到統一的平臺進行實時監視與調度協同;
● 設備與生產數據無法自動實時采集進而導致設備與產線的生產運行情況無法實時進行可視化管控;
● 各個平臺和設備的數據無法互聯互通,沒有統一的數據庫進行數據收集清洗,從而進行后續的數據分析。
該(gai)(gai)工廠希望通過搭建(jian)數(shu)據完整、準確(que)、及(ji)時和數(shu)據共(gong)享的(de)標準化(hua)數(shu)據中臺(tai),支撐(cheng)智能(neng)一體化(hua)應用建(jian)設。針(zhen)對該(gai)(gai)食品飲料(liao)工廠的(de)現(xian)狀,施耐德電氣食品飲料(liao)行業(ye)團隊基于(yu)食品飲料(liao)行業(ye)的(de)特點,為其(qi)定制了(le)一套符合食品飲料(liao)行業(ye)使用需求(qiu)的(de)IoT平臺(tai),實現(xian)了(le)以下諸多功(gong)能(neng):
● 基于EcoStruxure IoT平臺構建數據中臺;
● 實現各種PLC、DCS、傳感器和儀表設備的接入以及與多個上位機及SCADA系統的集成;
● 進行數據清洗、數據計算、數據統計和數據緩存;
● 實現實時計算、數據管理、模型組態和數據存儲;
● 構建應用分析與服務,提供智能應用。
通過部署食品(pin)飲料行業物(wu)聯網平臺(IoT),施耐德電氣幫(bang)助客戶實(shi)現了以下收(shou)益:
● 實現11條產線所有主機設備信息的互聯互通;
● 實現200多臺儀器儀表信息的收集與實時統計;
● 實現與各產線2套上位系統的無縫集成;
● 實現原有3套SCADA系統的集成,實現統一采集及監控,通過智能應用實現各工序控制的協同;
● 實(shi)現了工藝參(can)數(shu)和設備參(can)數(shu)的實(shi)時分析與實(shi)時預警;
● 實(shi)現(xian)(xian)與(yu)現(xian)(xian)有ERP、MES、QMS系統的無縫集成,實(shi)現(xian)(xian)了高效(xiao)生產協(xie)同;
● 依托強集(ji)成性(xing)和高擴展性(xing)平臺(tai),實(shi)現(xian)實(shi)時統計分析(xi),實(shi)現(xian)預測性(xing)維護和SPC等智能(neng)應用(yong),提(ti)升(sheng)了(le)效率和質量,并面向(xiang)未來可擴展。
施耐德電氣食品飲料行業EcoStruxure IOT解決方案已經成功為多家頭部企業實現了工廠設備的互聯互通,助力其實現智能制造的轉型。如果您也想消除信息孤島,讓全場信息流充分打通得到有效利用,實現高效生產協同,那就快快聯系施耐德電氣食品飲料行業團隊吧!
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楊艷峰
16年制造業數字化信息化經驗。從事食(shi)品飲(yin)料、煙(yan)草、石化行業生產(chan)運營管(guan)理(li)、MES、生產(chan)管(guan)理(li)、質(zhi)量管(guan)理(li)、設備管(guan)理(li)、物料管(guan)理(li)、SPC、能源管(guan)理(li)項(xiang)目的解決方案制定、項(xiang)目的研發實(shi)施的管(guan)理(li)。
長(chang)期(qi)從事智能工廠規(gui)劃方(fang)案與(yu)實施方(fang)案的研究(jiu)與(yu)咨詢。