實(shí)時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、實(shí)時控制系統(tǒng)的支撐軟件。作為流程行業(yè),在日常生產(chǎn)過程中使用實(shí)時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)監(jiān)控、先進(jìn)控制和優(yōu)化控制,并為生產(chǎn)、調(diào)度、數(shù)據(jù)分析、決策支持提供實(shí)時數(shù)據(jù)服務(wù)。實(shí)時數(shù)據(jù)庫已經(jīng)成為企業(yè)信息化的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺,實(shí)時數(shù)據(jù)采集平臺架構(gòu)如圖2所示。對于DCS,PLC等,通過Windows-OPC模式,提供數(shù)據(jù)采集輸出服務(wù),并將數(shù)據(jù)存儲至實(shí)時數(shù)據(jù)庫;對于SIS,CCS等系統(tǒng),先將數(shù)據(jù)存儲至DCS,再采集;對于生產(chǎn)、計(jì)量所需的儀表,如果是有線模式,則統(tǒng)一通過Linux嵌入式設(shè)備,使用OPC采集數(shù)據(jù);對于無線儀表,則通過4G專網(wǎng),加載DTU設(shè)備實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集;對于環(huán)保儀表,則統(tǒng)一通過4G專網(wǎng)加載DTU設(shè)備的方案,先行采集數(shù)據(jù)至環(huán)保數(shù)據(jù)庫,后分發(fā)至實(shí)時數(shù)據(jù)庫;對于化驗(yàn)設(shè)備,先通過終端采集數(shù)據(jù)的至實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)(LIMS)數(shù)據(jù)庫,再分發(fā)至實(shí)時數(shù)據(jù)庫;對于變電站,根據(jù)電力規(guī)約,通過采集終端,先行采集數(shù)據(jù)至電調(diào)系統(tǒng),后根據(jù)需要分發(fā)至實(shí)時數(shù)據(jù)庫。支持WINCC、組態(tài)王、力控等等組態(tài)軟件遠(yuǎn)程組態(tài)畫面、遠(yuǎn)程監(jiān)控。黑龍江通信網(wǎng)關(guān)設(shè)備
上游:硬件設(shè)備。上游設(shè)備廠和軟件商主要是提供平臺所需要的智能硬件設(shè)備和軟件,支持?jǐn)?shù)據(jù)采集、存儲、分析和開發(fā)。需要的硬件設(shè)備主要包括各類傳感器、工業(yè)級芯片、控制器、智能網(wǎng)關(guān)、智能機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人。中游:工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺。從架構(gòu)看,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)分為邊緣層、IaaS層、PaaS層和SaaS層。邊緣層(即工業(yè)大數(shù)據(jù)采集過程)是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的基礎(chǔ)。IaaS層主要解決的是數(shù)據(jù)存儲和云計(jì)算,涉及到的設(shè)備如服務(wù)器、存儲器等。PaaS層提供各種開發(fā)和分發(fā)應(yīng)用的解決方案,如虛擬服務(wù)器和操作系統(tǒng)。SaaS層主要是各種場景應(yīng)用型方案,如工業(yè)APP等。下游:典型應(yīng)用場景的工業(yè)企業(yè)。當(dāng)前比較有潛力上云的工業(yè)設(shè)備企業(yè)包括五類:一是高耗能設(shè)備,如煉鐵高爐、工業(yè)鍋爐等設(shè)備;二是通用動力設(shè)備,如柴油發(fā)動機(jī)、大中型電機(jī)、大型空壓機(jī)等設(shè)備;三是新能源設(shè)備,如風(fēng)電、光伏等設(shè)備;四是高價值設(shè)備,如工程機(jī)械、數(shù)控機(jī)床、燃?xì)廨啓C(jī)等設(shè)備;五是儀器儀表等設(shè)備,如智能水表和智能燃?xì)獗淼?。黑龍江通信網(wǎng)關(guān)設(shè)備支持路由功能以及級聯(lián)交換機(jī)數(shù)據(jù)采集。
面對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境的挑戰(zhàn),工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)是專門為工業(yè)領(lǐng)域物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用設(shè)計(jì),集路由、交換、無線和安全一體的融合網(wǎng)關(guān)。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)集工業(yè)級標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),支持在溫度-40°C-+70°C,濕度5%-95%的環(huán)境工作。防塵防水無風(fēng)扇冷卻,滿足強(qiáng)電磁干擾標(biāo)準(zhǔn)與振動沖擊標(biāo)準(zhǔn)。同時,工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)支持安全加密、集中管理,提供設(shè)備防攻擊機(jī)制,抵御來自網(wǎng)絡(luò)的攻擊,提供軟件熱補(bǔ)丁技術(shù),實(shí)現(xiàn)設(shè)備軟件在線平滑升級,支持即插即用、免現(xiàn)場調(diào)測,還支持用戶側(cè)設(shè)備遠(yuǎn)程集中管理功能,極大降低用戶的維護(hù)成本,提高維護(hù)效率,工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)能夠提供豐富的通信接口與協(xié)議,上行支持GPRS、3G、LTE等用戶接口,下行支持以太網(wǎng)、PLC、Zigbee、RF、RS485、RS232、RS422等。
物聯(lián)網(wǎng)、虛擬化和5G等技術(shù)發(fā)展,正在為PLC開啟許多新的可能性。在未來,一些工業(yè)流程可能會通過云端進(jìn)行控制。但是在大多數(shù)場景中,仍然需要現(xiàn)場硬件來處理和傳輸數(shù)據(jù)。即便將5G與TSN結(jié)合,創(chuàng)造前所未有的無線通信速度,也不足以完全虛擬化所有機(jī)器控制,將其遷移上云。物理上距離實(shí)體設(shè)備較近、充分滿足實(shí)時性和控制復(fù)雜度的要求,以及對數(shù)據(jù)隱私和安全性的考慮,位于邊緣側(cè)的PLC仍然具有更大的施展空間。云化PLC的落地還有待時間的考驗(yàn),有些朋友可能會認(rèn)為這類產(chǎn)品是來自CT領(lǐng)域的企業(yè)在試圖用自己擅長的產(chǎn)品以改造自己不擅長的場景,這種初始判斷無可厚非。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在國內(nèi)的發(fā)展中的重要裝置。
針對流程行業(yè)特點(diǎn),通過設(shè)備接入、協(xié)議解析,進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與處理。將生產(chǎn)控制層面各種設(shè)備互聯(lián),通過有線、4G、Wifi、企業(yè)LTE等多種通信方式將業(yè)務(wù)應(yīng)用、數(shù)據(jù)分析推向網(wǎng)絡(luò)邊緣,在靠近設(shè)備終端融合網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算、應(yīng)用等能力,就近提供智能化服務(wù)。在石化行業(yè)生產(chǎn)過程中分散著大量的儀表、裝置、移動終端、攝像頭、變電站等各種設(shè)備,利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),將設(shè)備數(shù)據(jù)采集到對應(yīng)的平臺上,形成基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資產(chǎn)。因此,采集何種數(shù)據(jù),通過何種協(xié)議采集、如何采集和存儲是重點(diǎn)。覆蓋絕大多數(shù)常規(guī)應(yīng)用場景。施耐德通信網(wǎng)關(guān)廠家
適用于工廠機(jī)器設(shè)備、生產(chǎn)線運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)。黑龍江通信網(wǎng)關(guān)設(shè)備
針對DCS,PLC,通過OPC采集數(shù)據(jù),完成數(shù)據(jù)采集。CIMIO是多功能、多層次、多服務(wù)對象的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備數(shù)據(jù)接口, InfoPlus.21為OPC提供了相應(yīng)的CIMIO客戶端。DCS提供了標(biāo)準(zhǔn)OPC規(guī)范的應(yīng)用程序,為過程控制層與數(shù)據(jù)層提供了數(shù)據(jù)交換平臺。OPC服務(wù)器和客戶端通過TCP/IP協(xié)議通信,實(shí)現(xiàn)了實(shí)時數(shù)據(jù)庫與DCS之間的數(shù)據(jù)交換。針對近距離儀表,通過嵌入式Linux結(jié)合ARM架構(gòu)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集。利用數(shù)字通信方式直接讀取表內(nèi)的參數(shù),包括瞬時流量、累積流量、溫度、壓力、密度及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)等,將采集到的數(shù)據(jù)用Linux-OPC模式封裝,通過局域網(wǎng)傳輸?shù)綄?shí)時數(shù)據(jù)庫。其采集單元包括HART現(xiàn)場總線通信單元、RS-485通信單元、Modbus通信單元、嵌入式計(jì)算機(jī)通信單元等。黑龍江通信網(wǎng)關(guān)設(shè)備