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工业物联网解决方案综述

发布时间:2020/10/29

平台简介

正达Smart工业物联网平台,以数字化集成、分析、监管手段为依托,结合云(云计算)、物(物联网)、数(大数据)、智(人工智能)、移(手机应用)等高新技术,使工厂的各个环节的数字化、在线化、智能化,转型升级为信息化的工厂,实现运维监管和核心业务的多级综合管理,达到线下实体工厂与线上数字工厂有效融合。

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正达Smart工业物联网平台主要应用于安全环保、能源管理(EMS)和设备管理等几个应用方向:

1)安全环保

安全:化工企业安全生产信息化平台(危险源的监测监控,企业分区分级管理,人员定位,安全生产全流程管理)

矿山企业安全生产信息化平台(井下危险源及环境安全监控,人员定位,非煤矿山尾矿库监测,露天矿堆土场监测,采空区监测)(SMS)

环保:企业厂界大气环保监测,企业VOC挥发物监测(EPMS)

2)能源管理(EMS)

能源企业中光伏、风电、充电桩的监控管理

重点用能单位在线监测管理系统:

工业能耗管理平台

建筑能源管理系统

3)设备管理(DMS)

主要是对工业企业的各种设备设施的管理和运维,包括空压机、燃气汽轮机、锅炉、电机、风机、车床等

 

平台架构

正达DCIM平台采用微服务的架构设计,满足分布式的计算架构,整体架构如下图所示:

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物联感知层通过摄像头、传感器、PLC收集工艺设备的状态信息,由专业的正达ZedaDataLink边缘数采设备统一通过工业物联网络进行采集,上传到平台。传输层采用三网融合技术,通过互联网、无线、4G移动网络将数据传送到平台系统。平台系统包括核心处理平台和业务应用服务,其中核心处理平台包括如接入管理中心(管理物联设备接入和三方平台对接管理)、云计算中心、应用服务支持中心和多维模型呈现中心(浏览器、手机、大屏、工艺图、GIS、3D模型等)。应用服务中心为水厂运维人员、厂站管理人员和企业领导提供运行监控、故障报警、工艺管理、报表统计、企业驾驶舱等各种应用服务。

应用服务支持中心:提供实时数据、历史数据、报警服务、规则联动、智能分析等基础服务;以及提供图表设计、组态设计、系统配置等支持类服务。

多维模型呈现中心:支持移动端APP,PC, WEB端,大屏端的2D、3D等多维可视化展示,以及提供视频、GIS、组态和分析报表等,并整合多种监控数据为一体,为用户提供多维、集中的统一展示。

云接入管理中心:通过专业的ZedaCloud平台完成物联设备接入和数据的解析和处理,并为平台提供数据的支撑。

云计算数据中心:采用大数据、规则引擎等相关技术,提供大数据计算、智能分析等数据服务。

平台功能

功能架构

平台功能分为云接入中心、运行监控、故障报警、工艺管理、统计分析、多维模型呈现等几大模块构成。

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3.2 IoT云接入中心

(1)接入管理:对设备和平台接入的授权。对接入状态的监控(最后数据时间、上报状态、采集状态等)。

(2)设备管理:对设备的注册、管理和维护。

(3)工程配置:用户自助进行现场采集工程配置,包括PLC的io点采集、点表配置和数据上传,用户可以自助采购、自助安装、自助调试、0行代码开发量!

(4)远程维护:用户可以设备进行远程的工程上传下载、重新启动、远程升级、远程数据报文监控等维护管理工作。

(5)第三方接入平台:云平台可以无缝对接到任何第三方平台,可以为第三方平台开放数据,实现数据的共享公用。

3.3 运行监控

(6)设备分布总览:以地图形式展示设备分布情况,并以醒目颜色展示当前设备的状态,包括正常、故障、预警等;

(7)设备状态监测:以直观形式展示各站点设备的运转状态和关键统计信息,并以柱状图、饼图、曲线图等效果进行直观对比;

(8)设备各主要指标监测: 实时监测设备、能源、环境等各细化指标参数;

(9)时序图监测: 以时序图的模式监测设备的运行、停止、故障等。

(10)人工上报: 对于没有自动采集的数据项和数据上报因故障中断的数据,可以采用人工录入的方式进行补录。

(11)远程控制: 可实现对远程设备的控制,包括远程启停和参数远程调节,真正实现无人值守下的自动控制,减少维修人员从维修车间到现场的往返次数,减少大量的巡检时间,降低维护人力成本,避免人为失误,提高维修安全性,使一切维修和报警都做到有据可查,提高整个设备运行的安全性。

3.4 故障报警

(1)自动监视各类生产运行数据,发现异常实时报警,包括工艺设备和采集设备的报警;

(2)通过故障报警的设置,可以及时通过短信、微信或手环进行推送提醒;

(3)记录报警的报警处理过程及维修处理结果,并可进行跟踪;

(4)历史报警信息可进行查询、汇总及统计分析;

(5)可编写报警处理预案,为报警处理提供参考,提高处理效率。

3.5 工艺管理

(1)用于可以定义二维工艺流程图,并设计监测的指标项,与监测值进行绑定;

(2)通过设计好的二维工艺流程图,结合采集的数据进行实时的运行监控;

(3)可以为各个指标项目定义设计上限、下限;

(4)自定义预警级别以及每个级别的阀值,系统会自动触发预警;

(5)进行工艺数据分析与评价,如相关度分析、去除效果影响分析、灵敏度分析、稳定性分析等。

3.6 统计分析

(1)历史查询:系统实时存储关键参数的历史数据,通过曲线可以回溯历史时刻的参数状态,重现当时的数据业务场景,并可以调阅历史时刻的操作记录,使得有据可查、有源可溯。

(2)数据报表:分析报表可导到excel报表中,轻松实现数据处理及上报。不仅规范了生产运行和故障数据统计分析,提高了数据共享程度,而且极大减轻了各级人员工作量,提高了工作效率。

(3)查询统计:根据用户输入时间、地域、厂站等查询条件按周、日、年、月等维度进行统计和查询。

(4)智能分析和运维、工艺建议:对系统积累的海量数据进行数据挖掘,实现各类智能分析。可以进行设备能耗、设备故障类型和维修工作量与环境条件、安装区域、现场维护水平等因素关联分析,挖掘隐藏相互关系,预测设备故障趋势,在此基础上优化调整设备的运维模式,从而提高智能设备管理水平。也可通过数据挖掘技术综合分析历年来水情况和季节变化影响,准确预测未来一段时间来水趋势变化情况,形成更优的调度策略,实现精细化调度,达到节能降耗目,为优化运维管理和工艺流程等提供智能的建议。

3.7 多维模型呈现

 

(1)本平台支持手机、大屏、浏览器等多种操作方式,用户可以通过手机APP或是大屏端实时查看设备运行状态及运行参数,实现重点设备的当日数据显示、生产曲线分析、历史数据回溯;实现预警信息、报警数据的及时推送和处理,并通过手环进行振动提醒。   

(2)提供gis显示方式,配合驾驶舱功能,系统更具“科技感”。

(3)大屏版应用、集团版应用、3D模型、视频监控。

平台特色

1. 专业的物联接入

采用专业的物联网平台,支持丰富的协议接口,各种设备便捷接入;

支持大容量测点接入,稳定可靠;

标准化北向接口,可接入客户自有平台,可对接第三方系统。

2. 集中的多维的展示

提供多维报表分析、2D和3D组态、GIS地图展示、移动APP、大屏驾驶舱、视频监控等多种展现模式,并整合数据中心多种监控数据为一体,建立统一监控窗口,解决监控数据孤岛问题,实现集中监控,集中维护,集中管理。

3. 强大的平台能力

多级服务器架构,方便扩容升级,具备全国数据中心统一接入能力;

单服务器支持120万测点,数据从设备到前端秒级呈现;

支持设备和平台双向认证,提供一机一密数字证书,采用TLS的传输通道和加密算法保证数据的安全传输。

4. 便捷的部署方式

软件采用BS架构,支持单机、集群和云端等多种部署方式,也可以直接部署到Linux工控机上,支持IE浏览器和手机APP远程浏览和操作。

5. 灵活的配置工具

平台提供一整套配置工具,包括数据采集、WEB组态、驾驶舱、首页皮肤、报警管理、GIS应用,规则引擎,报表曲线等方面,让用户自由灵活的定义所需的一切。

6. 精准的报警联动

利用规则引擎技术,用户可以自行定义报警规则、后续的联动事件,可以通过短信、微信、语音等多种方式,第一时间推送设备故障状态,及时掌握设备运行状态。

7. 智能的统计分析

平台通过物模型的建立,采用先进的离线计算和流式计算引擎和AI算法,可以智能的统计各个定义好的指标项等,对数据进行有效的统计和分析,并生成各种形式的报表。

8. 多种业务的支持

涵盖了安全环保、能源管理、设备管理等三大业务,其他业务可以自由扩展,实现各子系统间协调优化运行管理。

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