《工厂智能化远程运营管理系统方案》

  • 来源专题:数控机床与工业机器人
  • 编译者: icad
  • 发布时间:2019-03-26
  • 随着物联网技术和工业 4.0时代的到来,工厂智能化运营已经成为企业的必选方案;通过工业智能网关和数据平台实现对分布在全世界各地的工厂的各个功能区域的全方位的监控和运营管理,全面提升工厂的运营管控能力、决策分析能力,构建标准化运营管理体系,实现专业化 、 实时化和智能 智慧化的 运营管理。

    解决方案

    根据智能工厂实际要求,采用工业智能网关和大数据云平台来实现把工厂内部种类繁多的设备(各种品牌的 PLC、电能表、温湿度及有害气体检测仪器)数据采集起来,并在边缘节点实现数据解析、边缘计算和标准化;然后通过物联网协议 MQTT 传送到上位机的数据平台,实现数据的分析和应用。 如下为系统拓扑图 : 系统分为设备层(西门子控制器、三菱控制器、电能表、温湿度传感器和二甲苯传感器)、网关层(物通博联工业智能网关)和云平台层(数据云平台)。采用物通博联工业智能网关采集现场 PLC控制器、传感器、 电能表 等数据,通过网关边缘节点实现数据的采集、解析、报警分析和标准化后,可选 4G网络 /WIFI 网络 / 有线以太网多种通信方式进行 MQTT 数据接入到云平台上,从而实现对现场运行数据的监控和分析比如温度、湿度、二甲苯值、水流量等以及设备的运行、故障状态等,数据云平台实现 对设备的管理、 数据分析(产量分析、能耗分析等 )、报警管理、 实时数据监控、远程控制等应用 。使用上 ,授权用户可在任何地点、任何时间通过 Web及手机 App 、 微信小程序 实时了解的运行状态和报警故障信息,以及进行远程监控、管理、调试、预防式维护等,从而缩短和优化故障的处理时间和沟通成本,提升服务水平。

    系统优势

    1、 具备丰富接口、易于部署应用支持各种网口、串口 设备接入;支持4G/WiFi/有线以太网多种网络 模式,方便设备组网和部署;

    2、 支持各种工控协议,实现万物互联内嵌各种工业设备协议解析器,支持主流工控协议和定制化特有协议;采用物通博联数据标准化技术实现工业数据的标准化,从而提高系统的复用性和稳健性。通过策略规则计算和应用部署分发实现本地边缘计算,从而极大的降低平台系统的服务器压力并提高设备的控制能力和实时性能。

    3、 适合构建高可靠性、高并发应用系统 采用物联网 MQTT协议,支持接入自建 MQTT 云平台或者第三方云平台(如阿里云、百度云、华为云、中移动 oneNET 等物联网平台);同时通过在网关实现数据采集和边缘计算等耗时的逻辑和时序运算,极大减轻服务器压力,从而实现复杂的高性能、高并发的系统。

    4、 高可靠性嵌入式网关设计1)网关链路检测设计 :支持链路实时检测,实现掉线自动重拔,保持链路长连接。 2)网关故障自愈设计:内嵌硬件看门狗和软件看门狗技术,设备运行故障自修复,保障设备维持高可用性。 3)网关安全卫士:通过系统安全卫士,实时检测系统的状态和应用的状态,对系统的不安全和不稳定节点进行预防和恢复。

    5、 强大的安全功能 1)数据传输安全 :支持 L2TP 、 PPTP 、 IPSec VPN 、 Open VPN 、 CA 证书保障数据安全传输。 2)网络防护安全:强大的防火墙功能,可以根据客户的需求定制全方位的防护策略,比如支持 SPI 全状态检测、 Secure Shell ( SSH )、入侵保护 ( 禁 Ping) 、 DDoS 防御、攻击防御、 IP-MAC 绑定等防墙功能保障网络不受外界攻击。

    6、远程部署、远程升级和远程诊断 网关具备强大的远程运营能力,能实现远程配置和规则部署,实现远程 APP升级和远程的网关诊断和设备通信诊断等复杂功能。不仅可以很方便地维护网关和现场设备,提高设备运营能力;同时可以通过配置部署和应用升级,在不增加预算情况下快速实现新的应用功能和有效保护资产的可用性和扩展性。

    7、开放式平台、支持自主应用程序开发 高性能 CPU的计算能力胜任各种复杂计算;丰富的系统资源适合开发各种复杂的应用。采用开放式平台设计理念,可以针对特定的应用场景和应用需求让客户自行或者由物通博联开发团队开发相应的APP并加载到网关系统中。

相关报告
  • 《国产机床装上"智能化"翅膀》

    • 来源专题:数控机床与工业机器人
    • 编译者:杨芳
    • 发布时间:2015-10-08
    • 我国是制造业大国,机床行业却面临着“大而不强”的窘境。市场需求结构的不断升级,倒逼着机床企业加快转型的步伐。随着用户需求不断提升和现代科技手段的推广应用,智能化将成为机床业主要发展方向。普通机床产品的市场空间越来越小,中高端市场的竞争将日趋激烈      宁夏小巨人机床有限公司工人在组装数控机床。该公司数控机床出口欧洲,涉及新能源、航空、电子等新兴产业的机床产品。新华社记者王鹏摄   自2011年下半年以来,我国机床行业市场消费总量萎缩,国外市场疲软,国产机床企业之间的竞争日趋白热化。   “我国机床行业最大的软肋,就是产业结构长期处于中低端,迟迟迈不上中高端。”中国机床工具工业协会常务副理事长兼秘书长陈惠仁说。    转型升级是唯一出路       “当前,机床行业总体上仍然处于下行区间,并且下行压力进一步加大;一些之前表现强势的子行业也呈现出下行趋势。”陈惠仁说,今年上半年,在市场需求持续疲弱的影响下,机床工具行业运行呈明显的惯性下滑趋势,行业主要经济指标持续下滑,并且亏损面不断扩大。   根据中国机床工具工业协会重点联系企业反馈的数据,6月份,主营业务收入、工业总产值和销售产值呈同比下降的企业已经接近全部的70%,其中亏损企业占比接近40%。   “机床行业的市场需求总量明显减少,不过需求结构显著升级的市场变化特征日益明显。”陈惠仁说,中国机床消费市场需求升级主要体现在自动化、客户化、换挡升级。    市场需求结构的不断升级,也倒逼了机床企业加快转型升级的步伐。数据显示,金属加工机床产品产值数控化率持续上升,主要原因是非数控机床产品产出大幅下降。    陈惠仁表示,以投资拉动为主的传统重化工业需求正在被以消费拉动为主的新兴制造业快速赶超,在此过程中不同细分市场、细分行业和企业的运行正在进一步分化。从全行业看,无论是金属加工机床,还是工量具、功能部件和数控系统,都面临低端普通产品市场需求大幅萎缩的情况。    产需两端逐渐迈向中高端,加速了普通机床产销量的“断崖式”下滑。加快产品结构升级,也成了机床行业应对市场需求结构变化的首要任务。    智能化是发展方向       在不久前举办的第十四届中国国际机床展览会上,沈阳机床展出的“I5智能化数控系统”智能机床体系成为展会的焦点产品之一。    “I5”系统是工业化、信息化、网络化、智能化、集成化的有效集成,该系统误差补偿算法、五轴控制技术达到了世界先进水平。基于这项技术,沈阳机床制造出了具有网络智能功能的机床,能够实现网络化的智能制造和智能服务,是世界上首批智能化机床。一个不懂技术的人稍加培训就可以使用该机床,它不仅是一项技术,更是一种新的商业模式。    沈阳机床董事长关锡友表示,沈阳机床已确定由“工业制造商”向“智能制造解决方案提供商”转型。    有关专家指出,21世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统。目前,国内已经有多家机床企业将“智能”、“云”等概念融入产品中,智能化要素被嵌入到数控系统的各个方面。    随着用户需求不断升级和现代科技手段的推广应用,自动化在原有基础上有了更进一步的发展,特别是国产机器人如雨后春笋般迅速萌生。    广州数控推出了“勤快”的RJ系列机器人,结构紧凑、运动节拍更快、性价比更高,适用于车、铣等多种机床的加工自动化。大连光洋推出的强力搬运机器人,是垂直多关节型六轴机器人,轻量化设计,实现最优机械结构设计,腕部可搬运165kg的零件。华中数控推出了配备机器人的3C钻攻中心生产线,是一套钻攻中心机器人自动化整体方案。    “对待互联网正确的态度应该是主动融合。”陈惠仁说,互联网思维、大数据等本质是提供了更先进的工具,使企业的生产效率更高,和用户的交流更密切,信息获取更方便,是实现传统产业升级的一种重要有效手段。这也意味着,对于机床工具行业这样一个生产装备的产业而言,互联网只能是发展的工具、手段,不能是主体,主体只能是制造本身,否则就是本末倒置。    市场将差异化竞争       今年5月份,济南二机床集团与美国福特签订了大型快速冲压线订单。这是济南机床向福特公司提供的第8条汽车冲压生产线。    先后为美国福特汽车公司美国本土的4家工厂提供了8套高速冲压生产线,是中国机床装备走向国际高端市场的典型案例,代表着济南二机床冲压装备在技术、质量、可靠性方面全方位达到国际先进水平。    长期以来,由于技术水平有限,高端机床主要依靠进口,而低端机床产能过剩,库存居于高位,利润空间较小。且行业内同质化竞争严重,低端市场甚至出现恶性价格竞争苗头,部分企业利用低于成本价等不正当竞争手段获取市场份额,这种局面也造成了在过去10年,我国机床企业能“做好”高端产品和细分市场的少之又少。    “不少国产高端机床虽然基本具备了高端产品的功能要求的五轴联动、车铣复合、大规格龙门等指标,却往往‘形似神不似’,性能方面跟不上,在精度、速度、静态特性、动态特性、可靠度上与国外同行存在较大差距。”陈惠仁说。    “总的来看,市场对机床工具产品的需求已经过渡到中高端领域,普通机床产品的市场空间将越来越小,而中高端市场的竞争也日趋激烈。国产机床迫切需要改变急功近利的心态,摒弃短视行为,专注于某一个领域,加强技术攻关和产品研发,努力推动产品迈向中高端。”陈惠仁说。    陈惠仁认为,目前高端产品要跨越这几道坎,最大的问题就是认识误区。现在的很多研发人员、企业管理者,甚至业内的专家领导,往往认为由“能做”到“做好”就是“最后一公里”,这其实是错误的。去除浮躁,静下心来,才正是中国机床工具行业要接着练好的基本功。
  • 《台达CNC解决方案结合机器视觉系统提升机床自动智能化水平》

    • 来源专题:数控机床与工业机器人
    • 编译者:杨芳
    • 发布时间:2016-11-21
    • 台达自2012年推出CNC控制器,成为少数可以提供CNC控制器、驱动器、马达等关键产品、建构完整CNC解决方案的华人供货商。近年来,台达CNC解决方案在中国大陆以及台湾地区市场销售成果丰硕,广泛应用于高速攻牙、雕铣加工、模具生产、机械零件加工制造等领域,并赢得客户认可。   项目方案   随着消费市场趋于精致化、客制化,制造商对机床的要求也日益提高。日前,台达为客户加工中心提供一套由台达CNC控制器NC311系列、伺服驱动器ASDA-A2系列和伺服马达ECMA系列等构成的高效、高精度的CNC解决方案,结合台达机器视觉系统DMV系列,进行工件和成品检测,改善人工检测质量不稳定的问题,同时提升设备安全性,获得客户赞赏。   整个方案以台达机器视觉系统DMV系列的定位及距离量测功能检测上料的尺寸,将检测结果通过RS-485通讯回传至CNC控制器,CNC控制器接收反馈信息后,利用坐标偏移及旋转功能补偿加工件误差,进行修正。若机器视觉系统DMV系列判读发现加工物件跟原先设定值误差过大,便会发出警报至CNC控制器,停止执行加工动作,避免撞机,确保机台加工安全。加工结束后, 机器视觉系统DMV系列亦可判断加工结果是否符合需求,实现实时的质量管理。   在全自动化的工厂中,用机械手臂执行上料的动作,是取代人工的常见方式,但机械手臂的定位误差一般大于10um,此时,通过机器视觉系统的量测功能和CNC控制系统的补偿功能,便可修正上料误差。加工结束后,也可通过机器视觉系统,实时进行加工结果检测,提升质量和合格率。   台达解决方案具有以下优点:   ● 台达CNC解决方案整合CNC控制器、伺服驱动器、马达等关键产品,上下分工,系统性能优越。   ● 采用台达高速运动控制系统DMCNET进行全数字网络通讯,抗噪声强、可接受高精度命令;配线简单,稳定性佳,扩充弹性度高。   ● 伺服驱动器具备命令细插补功能,可提供细腻平顺的位置控制,提高加工表面的精细度。   ● 透过RS-485通讯,可在CNC控制器和机器视觉系统之间进行数据交换、信息处理和判读,灵活度高。   ● 机器视觉系统对上料和成品进行检测,可确保料件和成品质量,避免人工检测造成误差、影响质量。