物联网技术智能工业物联网平台解决方案1216贾.doc
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1、智能工业物联网平台解决方案亚控科技有限公司解决方案部二O年十二月目录目 录1 物联网信息平台背景及需求 11.1 物联网信息平台概述 11.2 建设目标 11.3 建设内容 11.4 建设原则 22 亚控科技智能工业物联网平台方案 32.1 总体介绍 32.1.1 方案架构32.1.2 方案功能介绍42.2 方案功能结构 52.3 方案扩展能力 73 智能工业物联网平台子系统 73.1 基于RFID的工厂物流管理系统 83.1.1 工厂物流管理系统功能 93.1.2 工厂物流管理系统实施成效 103.2 基于物联网的生产过程控制系统 113.2.1 生产过程控制系统架构 113.2.2 生产过
2、程控制系统功能 123.2.3 生产过程控制系统特点 133.3 基于物联网的生产环境感知系统 134 基于RFID智能工业物联网平台建设 154.1 系统配置说明 154.2 平台硬件配置 154.3 平台软件配置 154.3.1 操作系统154.3.2 SCADA监控软件配置 164.3.3 Web发布软件配置 19目录434 工业实时历史数据库系统配置 20435 数据计算分析以及报警事件软件配置 244.4 系统开发 285 亚控优越的产品性能 295.1 数据采集 295.2 实时监控 295.3 数据存储 305.4 数据分析 315.5 数据展示 316 附件系统配置清单及开发项
3、目 32II亚控科技一一智能工业物联网平台解决方案1物联网信息平台背景及需求1.1物联网信息平台概述智能工业物联网平台是基于物联网技术的综合信息管理平台,平台通过物联网技术对企业的生产要素优化,以实现企业节能增效,安全生产、调度管理、决 策优化等功能的智能信息处理与展示平台。智能工业物联网平台有底层终端数量多、上层行业应用复杂的特点,要求平 台要维护大量共享数据和控制数据;同时物联网应用活动(任务或事务)有着很强 的时间性。因此智能工业物联网平台对数据库和实时处理两者的功能及特性均有 要求,既需要数据库来支持大量数据的共享, 维护其数据的一致性,又需要实时 处理来支持其事务(任务)与数据的定时
4、限制,更要提供足够广泛的接口兼容不同 的终端设备及智能传感器等。1.2建设目标智能工业物联网平台旨在通过建立数据仓库,对工厂实时数据进行存储与管 理,针对工厂各业务系统的数据,进行抽取、清理,并有效集成,按照主题进行 组织,具有与ERP等系统接口的能力,从而最终实现与工厂已建立的各系统的信 息交互,为工厂生产管理和决策提供支持。1.3建设内容智能工业物联网平台具体包括以下建设内容:(1)建设智能工业物联网系统信息处理平台(M2M平台),实现软件系统开 发与部署。(2)实现行业终端的适配接入,对采集到的数据实现报警、转发、存数 据库等操作。(3)提供开放的平台和数据结构,为各物联网应用的扩展提供
5、数据。(4)提供详尽的历史记录,及灵活的报表定制工具,易于生成任意格式的报表。(5)提供易于扩展的、分布式平台框架及冗余运行模式,支持大规模、 大数据量的应用。(6)提供强大的服务支持能力及通用的 M2M业务生成框架,为物联网应 用开发提供可视化的集成开发工具,提高二次开发效率。(7)提供强大的用户及权限管理,保证系统运行的安全性。(8)实现对现有部分行业终端的接入调试、数据处理及监控管理。(9)“数字工厂”及“感知工厂”的实现与应用。1.4建设原则智能工业物联网平台建设遵循以下原则:(1)可靠性。系统稳定、可靠的运行是系统具有实用性的前提。要求系统 具有高稳定性,当系统出现故障和突发事件时,
6、具有保障正常运行的措施。(2)易用性。系统应尽可能的减少系统维护人员的工作量。经过短期培训 后,一般工作人员可掌握系统使用方法,这是为系统在使用过程中的实际需要考 虑的。系统交付使用以后,应该便于各种日常维护工作,能够方便地进行软件的 重新配置、系统的智能预警监测、硬件备品备件的更换和软件系统的升级。(3)扩展性。扩展能力是智能工业物联网平台的重要能力之一,作为物联网行业应用的综合信息平台,平台应具备充分、灵活的适应能力、可扩展能力和 自动升级能力,提供可视化的二次开发、配置工具,并充分考虑接口的标准化、 协议的标准化。(4)可管理性。系统应具备完整的统计、分析、授权和预警等功能,并提 供打印
7、短信、邮件、视频监控、 GPS定位等通用服务。322亚控科技智能工业物联网平台方案2.1总体介绍智能工业物联网平台涵盖了从原材料进厂到产品出厂的全过程监测与控制, 包括:原材料身份识别、生产过程控制、生产环境监测、产品身份标识。2.1.1方案架构智能工业物联网平台系统架构分为四层:终端层、通讯层、业务和数据处理层、用户层,如下图所示:行业修謂GGSK无枝网络I !:i芾缭営埋门户i;!广两丽詢、甩伍叭:I 护呷|. I wINTERNET 企业用户整端层;通in层业务和数据处理层,0淇它行业网卸|丨!鼻丹曲I用户层竝:用户2-1平台系统架构(1) 终端层涵盖了各行业所能涉及的所有终端设备,如
8、工控行业的RTU DTU PLG仪器仪表;智能交通的 RFID视频采集摄像头、移动执法终端;电力行业盘柜传 感器终端、智能设备数采仪等。所有的终端设备都通过各种有线、 无线网络与基 础服务平台通讯,上报终端数据并执行平台下发命令。(2) 通讯层支持目前主流的现场总线及通讯协议,如:PROFIBUS-DP,MB+,FinsGateway等;支持无线通讯的多种设备,如,ZIGBEE,CDMA,GPRS,WIF能支持M5E设备的 RFID)等;同时也包括了 In ternet、VPN LAN等。通讯层的主要功能是提供数据 的透明传输,是终端层与基础平台层的沟通桥梁。(3)业务和数据处理层基于SCAD
9、股KINGHISTORIA的数据采集监控、数据分析等综合功能,包括 了物联网应用管理平台、物联网行业综合监控平台、管理门户等核心数据及业务 处理、GIS地理信息服务、GPS定位功能等支持。(4)用户层涵盖了物联网统一管理门户及行业综合监控的所有用户。 通过门户全局性的 查看各种应用的统计数据,各级管理部门登录各自的账户进行监督管理, 企业及 其他用户登后可以查看、监控企业实时数据,公众用户可以网上上报数据、查询 公开信息。2.1.2方案功能介绍该方案可以确保所有安全生产、人员、设备、管理信息等复杂异构信息在一 个统一网络平台上运行,在异构条件下进行联通与共享,能够使不同功能的应用 系统联系起来
10、协调有序运行,使各自独立的监控系统信息实现共享。智能工业物联网平台提供以下功能:(1)提供统一的终端接入平台智能工业物联网平台为所有物联网应用终端提供的统一的数据接入方案。数据接入支持多种通讯设备、通讯协议,对接收到的数据进行辨识、分发,以及报 警分析等预处理。(2)提供统一的应用基础运行平台物联网应用软件与传统的应用软件相比,有底层终端数量多、上层行业应用 复杂的特点,各种行业终端数量规模往往能达到百万甚至更高级别,亚控智能工业物联网系统信息处理平台可以处理大量共享数据和控制数据,提供物联网应用的统一运行环境,从概念、技术、方法与机制等多个方面无缝集成数据的实时处 理与历史记录,实现数据的
11、高时效调度与处理,并保证数据的一致性。(3)提供统一的安全认证以用户信息、系统权限为核心,集成各业务系统的认证信息,提供一个高度 集成且统一的认证平台。(4)提供统一的数据交换平台智能工业物联网平台提供统一的“数据交换平台”,通过中间件及工业实时 历史数据库KingHistorain 作为桥梁连接各种业务相关的异构系统、应用以及数 据源,满足重要系统之间无缝共享和交换数据的需要。(5)提供统一的门户支撑平台本平台还提供了灵活、规范的信息组织管理平台和全网范围的网络协作环 境,实现集成的信息采集、内容管理、信息搜索,能够直接组织各类共享信息和 内部业务基础信息,面向不同使用对象,通过门户技术实现
12、个性化服务,实现信 息整合应用。(6)提供多种业务基础构件智能工业物联网平台为各行业应用业务提供开发辅助工具、 快速定制、地理 信息服务、权限管理、数据展现及挖掘等多种平台支撑服务。通过这些基础构件, 实现系统的松散耦合,提高系统的灵活性和可扩展性,保障快速开发、降低运营 维护成本。2.2方案功能结构平台的功能结构可分为如下功能模块:智能工业物联网信息处理平台图2-2平台功能模块(1)实时数据采集监控模块亚控高端组态软件KingSCADA可确保实时数据高效快速采集与监控,并提 供C/S和B/S两种数据展示方式。(2)实时历史数据存储模块亚控工业实时历史数据库KingHistorian ,国际领
13、先的数据库存储和查询性 能保证了实时历史数据的高效读写。(3)实时及历史数据分析模块亚控工业实时历史数据库外围计算分析平台KingCalculation ,提供各种实时历史数据的统计分析并预测趋势,可用于工厂物料的统计及环境检测等数据的 预测分析。(4)报警与预警模块报警与事件分析平台KingA&E支持各种报警检测公式,支持实时、历史数据 报警检测及预警功能;(5)报表及曲线模块可生成各种报表及实时历史曲线等。(6)基础信息管理模块亚控工业实时历史数据库展示平台KingGraphic及web信息发布。(7) 权限管理模块对系统的权限资源、用户、角色、角色组进行管理,除了系统管理员外不同 的区域
14、有自己的管理员,可以对所在区域以及下属区域进行权限、 用户和角色的 划分。(8) 异构源数据接口模块通过工业实时历史数据库服务器对外提供各种数据,各个业务子系统或其它 异构系统均从实时历史数据库获取实时、历史数据。实时历史数据库能够通过图 形界面简单而又灵活地配置,包括配置异构数据源与标准元数据之间的映射关 系,轻松实现异构数据源和标准元数据之间的相互转化。2.3方案扩展能力智能工业物联网平台系统解决方案可以实现不同应用子系统、不同设备接口协议之间的数据共享和应用集成,具备以下优势满足系统的软硬件扩展:?开放系统数据库和SCADA监控平台提供DDE ODBC OLEDB OPC,API等标准数
15、据 接口,为生产数据与其它应用程序数据连接提供多种方式, 为应用开发提供了统 一的系统资源和共享资源。?延伸智能工业物联网平台系统不仅完成工厂各子系统生产监控的远程监控与监 视,而且对于企业调度管理层方案进行延伸, 在调度层结合生产实际完成对生产 设备、生产过程、物料管理、安全管理和能耗管理。3智能工业物联网平台子系统智能工业物联网平台融合了工厂物流管理系统、生产过程控制系统以及生产 环境感知系统。MTRF1DI STW联的工厂物1网的生产网的生产1过程控制LZJ1系统PJ图3-1平台分系统3.1基于RFID的工厂物流管理系统该系统主要实现原材料与产品身份识别系统,结合泛在的外部物联网将产品
16、销售、使用、维护信息反馈回工厂,有利于提高产品质量、进行产品改进和升级。 同时将原材料使用、质量和终端产品的需求信息反馈给上游厂商, 形成闭环控制 帮助企业实时、科学地安排采购、生产、仓储、配送、调拨、销售等工作。系统具体包括:基于RFID的物流感知,基于RFID的生产物流数据采集和基 于RFID的库存管理。体系架构如下:1 *1基于RFID的物流感知-J基于RFID的生产物流 数据采集L基于RFID的库存管理RFID技术(订单-计划一任务一备料一冷加工一热加工一精加工一检验一包装一仓管一运输)自然资源感知生产现场数据采集1J货物岀入库/基于RFID的工厂物流管理系统原材料标识质检数据采集盘点
17、库存r-1在制品的跟踪与管理-J系统架构综合管理服务器端jI平台软件丿客尸端J数据库软件产品身份标识生产巡检数据采集底层支持软件人员定位仓库设备的实时监控前端数据采集软件图3-2工厂物流管理系统体系架构系统纵向组成:定位标签、无线局域网接入点(AP)和定位服务器,综合信息 管理软件平台。(1)电子标签:电子标签主要用在堆场、仓储和车辆管理上,对各种标识物进行识别监控和 跟踪定位。标识对象主要包括原料、产品,包装箱、车辆及相关人员等等。通常 电子标签被贴在每组货物包装箱上或托盘上, 在标签中写入货物的品名、规格等 具体资料、存放位置等信息。在工厂物流整个环节中,电子标签首先承担最基本 的信息载体
18、的作用,能够准确识别出标示物,并获取其相关信息。另外最为关键 的是,通过智能标签能准确追踪定位到标识物,迅速查找到该物体的具体位置, 快捷方便的统计该类物品的精确实时数量, 从而为工厂快速、高效、精确的生产 提供保证。(2)无线接入点和定位服务器:无线接入点和数据定位服务器通过 Kin gSCADA强大的数据采集及处理功能 联合实现定位追踪功能,服务器可接入GIS等定位系统,通过一个图形化的操作 界面,在显示资产分布或人员移动,区域地图上能够迅速检测、找寻到目标对象, 操作清晰简单。(3)综合信息管理软件平台根据采集录入的各种货物信息,建立电子标签信息库,从而在同一界面查询 监视货物详细信息,
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