工業4.0的基礎是數字化、網絡化和集成化,若從信息技術角度看,其核心就是在生產制造業中充分實現物與物及人與物的互聯,可見工業4.0涉及的關鍵技術是信息技術。無論是在生產制造現場的傳感設備物聯網,還是全廠的MES系統;無論是企業ERP系統,還是產品生命周期PLM系統;無論是更龐大的集團信息平臺,還是更開放的云,在工業4.0這個大時代里,都是依托“數據”構建起來的,只有消除“數據溝通”之間的障礙,才能真正實現互聯互通。
如今都在提倡標準化,我們在上一篇“工業4.0時代,您需要一個物聯網神器!”也提出了生產制造業發展到現階段所遇到的問題,各個廠家百家爭鳴、百花齊放確實推動了行業的發展,但也由于實現方式各不相同,使得項目后期難以管理和維護。
那么如何讓互聯互通成為現實?我們以小區配電室輔檢及環境預警系統項目的實施作為實例加以說明。
項目背景
在電力系統中,為了讓配電室設備能夠長期穩定運行,需要搭建智能的小區配電室輔檢及環境遠程監控預警系統,能夠對各類設備進行狀態進行實時監控,在超限情況下發出報警提示,同時可自動啟動相應的應急裝置,并向維護人員發送報警信息,從而對配電室的安全運行起到保障作用。
建設目標
本系統針對城市電網的小區配電室輔檢及環境系統的平臺接入及網絡傳輸作為設計目標。
需求分析
◆數據接入需求
城市中配電室數量眾多,其中涉及到的設備廠家、前段設備技術形態和方案也呈多樣化,對于這樣一個多網、多元、異構的實際情況, 如何將分散的數據統一接入管理將是保證系統正常運行的一個重要因素。
◆網絡并行需求
由于絕大多數位于地下的配電室,只有物業轉接的移動GSM網絡信號,為了更好的保證配電室與平臺的可靠連接,接入設備需允許寬帶和GPRS并行工作,以保證數據通信的連續性。
◆帶寬需求
在GPRS模式下,尤其是地下配電室信號普遍偏低的狀態下,如何保證過程數據及重要事務信息的可靠傳輸,且具備相當的經濟性,避免流量效果過大,乃至引起因流量管理不到位的停機現象,也是確保系統正常運行的重要技術保障。
◆數據融合需求
該系統除去接入運行數據,還需向電力系統信息管理平臺提供數據支撐。如何與電力系統信息管理平臺融合,也是體系系統可應用性的重要指標。
系統方案
在此方案中SymGate遠程智能網關作為“工業物聯網神器”登場,可通過多種方式從業務底層的傳感器、PLC、DCS以及各類智能設備儀表采集數據, 同時將采集到的數據經過重新組織后, 以各種行業標準協議或業務系統接口推送到相關平臺。 根據系統的實際需求,SymGate可以實現如下功能:
◆標準化接入
SymGate內部集成了大量的標準協議棧,如: 電力101\102\103\104規約、Modbus、BACnet、CDT、DNP、OPC、M-Bus等。可一站式廣泛的接入現場的智能設備。滿足了多種底層設備,地域分散,多種協議,多種鏈路的數據接入需求。
◆雙網傳輸
SymGate內部設計了雙主通道智能切換技術,當物業寬帶網絡具備且可以連通時,可優先自動采用寬帶與平臺連接。當寬帶異常,將自動采用GPRS無線鏈路連接平臺。這樣的設計,不僅僅大幅度提高了系統可用性和可靠性,同時也可節省流量費用,滿足了網絡并行需求。
◆窄帶寬接入技術
SymGate與平臺互聯時,獨特的兩級壓縮和智能流量控制技術,與常規的GPRS協議通訊技術相比,可節省70%-90%的GPRS通訊流量,滿足了帶寬需求。配合內部的斷線緩存功能,當網絡中斷時,內部將緩存住過程數據,等到網絡恢復后,再補錄給平臺系統,完全可確保過程數據不丟失。
◆擴展能力與系統聯通
整個接入系統按分布式多用戶網絡分布式運算原則設計,可同時與電力系統的多個平臺,以電力標準協議對接。同時也提供了二次開發SDK,可深度將配電室的診斷、安全審計等功能集成到電力系統內部的生產管理系統中,滿足了數據融合需求。
上述案例中SymGate遠程智能網關作為橋梁將分散的數據與集中平臺連接起來,從而實現系統中不同通信標準的異構系統之間的互聯互通互操作。隨著物聯網行業的高速發展必然使得此種需求卻越來越多,覆蓋面越來越廣。
互聯互通實現了,那么如何不出家門就能實現遠程診斷呢?還請期待后續專題。