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【行業洞察】歡迎來到萬物互聯的工業世界!食品飲料行業IoT解決方案

發布日期:2021-07-16 06:35:36   來源:行業動態   瀏覽量:

以下文章來源于:施家邦 工控邦 

 

當前,智能制造在食品飲料行業是非常火熱的話題,許多企業致力于在智能制造的轉型道路上取得領先地位,通過建設數字化工廠以最終實現降本增效。構建以CPS為核心的智能制造不僅要實現各個系統間聯網數據的交換,還需要智能體系進行分析、決策、指令執行。互聯互通作為智能制造中的先決條件,對于信息采集與集中管理有著決定性的作用,是OT與IT匯聚與融合,實現實時化、可視化、智能化的基礎。

 

施耐德電氣食品飲料行業EcoStruxure  IoT平臺提供完善、靈活的設備接入、數據采集及強大的數據處理能力,提供從邊緣采集、邊緣計算、數據處理到智能應用開發的端到端平臺支撐,通過強集成性和高可擴展性,有力支撐企業數據中臺建設,為企業實現智能化提供必要條件。

 

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施耐德電氣EcoStruxure物聯網平臺

——食品飲料行業的專業物聯網平臺

 

擁有即插即用開放架構的食品飲料行業EcoStruxure IoT,清晰地界定了IoT平臺的三層架構,即邊緣層、平臺層和應用層,在每層中靈活配置對應的功能模塊,實現設備互聯、數據采集、數據清洗、數據存儲、應用集成和運營管理應用,架構的合理性確保各系統邊界清晰可落地,降低實施的復雜度和難度。

圖片

施耐德電氣EcoStruxure IoT物聯網平臺,具有以下特點:

 

高可用性:EcoStruxure IoT平臺提供多種高可用性機制,其中包括:IOServer冗余,實時數據庫服務器分布式體系架構,實時數據庫服務器冗余,歷史數據存儲轉發,歷史數據庫服務器冗余等。

可重用性:EcoStruxure IoT平臺是按照最大限度的工程重用來設計工程開發方式的,采用了真正面向對象的設計模式。任何應用功能組件都被設計為對象模板,并可生成多個的應用功能對象實例部署在不同工作節點。可以極大的提高工程效率,并減少工程開發和調試的時間。

● 易于維護性:利用EcoStruxure IoT平臺,監控系統是一個維護性很好的系統。EcoStruxure IoT所提供的系統開發平臺,為系統集成商和業主提供功能強大的配置、開發、維護平臺,系統在線運行時進行局部的修改而不影響系統的整體運行。

● 開放性:EcoStruxure IoT平臺軟件具備開放的架構,允許用戶在系統平臺上實現二次開發,擁有極強的擴展能力,為項目的應用以及未來系統的擴展提供堅實的基礎。

● 完善的安全機制:EcoStruxure IoT平臺軟件本身內建完善的安全機制,允許用戶定義用戶與其控制的設備之間的關系,允許定義用戶角色,賦予這些角色針對不同設備安全組的權限,這些權限非常的全面和細致,包括:是否可以確認報警;是否可以操作;是否可以在配置環境下操作等。

● 高性能的運行時:在EcoStruxure IoT平臺提供的分布式架構下,能夠實現應用的高性能。包括:數據采集,數據運算,數據存儲,以及監控界面的高效刷新。Wonderware 系統平臺最大可支持單系統400個節點,100W點的IO控制,以及200W點的數據存儲。

● 數據采集:EcoStruxure IoT平臺提供豐富的設備集成接口,作為數據客戶端和設備之間的中間模塊。提供以不同類型通訊方式(以太網、串口等)、通訊協議(Modbus、Profibus、IEC標準等)連接基礎設備(PLC、DCS、OPC Server等)。為監控軟件、數據庫軟件、第三方數據客戶端等等提供實時數據的訪問服務。數據訪問服務器(DA Server)提供DDE、Suitelink、OPC的協議支持。

●支持Web Service、Web API、REST、MQTT、MODBUS、OPC UA技術應用,支持多種通訊協議,具有對接其他系統的開放性

● 數據采集平臺具有數據采集接口配置文件功能,可通過遠程登錄服務器方式或者遠程桌面的方式進行遠程部署,可導出或導入配置文件,方便項目的調試和維護

● 提供在線監視功能,對采集接口性能、網路傳輸性能進行監測,對于需要緩存的關鍵數據如果出現采集中斷,可在邊緣層進行數據緩存,同時進行報警及報警信息的記錄,采集恢復后自動上傳緩存數據。

● EcoStruxure平臺連接管理,管理所有連接至平臺的邊緣服務器或通過認證的智能設備,連接服務以MQTT消息服務的形式,提供連接、認證、點位數據傳輸等規范。

● 支持海量消息高吞吐、高并發的上下行消息處理,實現邊緣端服務或廣域智能設備的數據遠程接入及指令下發;

● 支持MQTT協議的接入,提供SDK及終端發現及校驗機制,保障信息服務的安全可靠。

● 以流計算為核心,實現對接入數據的實時處理、計算、分析的計算平臺,提供在線設計、調試、運行監控的開發與運維管理能力, 實現從接入、計算到存儲的端到端的處理,可根據實際需要基于SDK擴展開發功能組件。

● 通過組織(體現為分組)-設備-點位(體現為屬性/事件/方法)構成了平臺的物聯數據結構。組織承載事業部-工廠-車間的層級結構,可以根據現場的情況快速的擴展。

● 對于系統的關鍵操作進行日志集中管理,系統會進行日志輸出,如用戶權限變更,用戶設備操作記錄等。工業物聯網平臺會對所有系統、子系統的日志進行聚合并提供日志平臺進行查詢展示,讓系統管理人員技術運維人員,能即時進行日志的查詢、統計、下載。

● 平臺提供對外服務接口,滿足外部系統如MES、QMS、EMS的集成與調用,包括設備信息查詢接口、數據模型查詢接口、事件信息查詢接口、告警信息查詢接口、設備控制接口等。

 

施耐德電氣食品飲料行業EcoStruxure IoT,在邊緣層和平臺層實現數據接口標準化,完成數據采集、數據存儲,在應用層深度集成MES、QMS、EMS等系統,實現業務應用標準化定義,實現產線可視化,規范工藝下發到設備執行的互聯集成,支持生產執行自動化,推動工廠設備綜合運行效率OEE提升,工藝質量在線監測與優化,實現遠程查看設備的實時運行狀況、訂單執行情況,實現實時監測、可追溯和可視化,對執行過程進行統計分析,支持決策,從而提升設備綜合運行效率,提升精益化管理水平。

 

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精準把脈,食品飲料行業團隊

助力世界頂級食品飲料公司成就萬物互聯的智能工廠

 

在建設數字化工廠的過程中,食品飲料行業領先的跨國食品公司工廠遇到了一系列的數字化難題。現階段該工廠的痛點具體包括:

● 該工廠多年來構建了多個獨立的業務功能系統,煙囪式架構形成多個信息孤島,信息不能共享,業務不能協同;

● 現有產線中控系統與數采平臺等各系統平臺間相互獨立,數據不能互通,OT與IT之間并未實現互聯互通;

● 數據管理標準不統一,與設備交互的接口及設備數據采集標準參差不齊,導致設備數據采集、傳輸、存儲與應用困難;

● 生產命令下發與執行仍需要人工在多個系統間操作切換,耗時耗力;

● 各設備相互獨立無法協同工作,設備運行狀態、異常報警信息與生產執行情況無法及時上傳到統一的平臺進行實時監視與調度協同;

● 設備與生產數據無法自動實時采集進而導致設備與產線的生產運行情況無法實時進行可視化管控;

● 各個平臺和設備的數據無法互聯互通,沒有統一的數據庫進行數據收集清洗,從而進行后續的數據分析。

 

該工廠希望通過搭建數據完整、準確、及時和數據共享的標準化數據中臺,支撐智能一體化應用建設。針對該食品飲料工廠的現狀,施耐德電氣食品飲料行業團隊基于食品飲料行業的特點,為其定制了一套符合食品飲料行業使用需求的IoT平臺,實現了以下諸多功能:

● 基于EcoStruxure IoT平臺構建數據中臺;

● 實現各種PLC、DCS、傳感器和儀表設備的接入以及與多個上位機及SCADA系統的集成;

● 進行數據清洗、數據計算、數據統計和數據緩存;

● 實現實時計算、數據管理、模型組態和數據存儲;

● 構建應用分析與服務,提供智能應用。

 

通過部署食品飲料行業物聯網平臺(IoT),施耐德電氣幫助客戶實現了以下收益:

● 實現11條產線所有主機設備信息的互聯互通;

● 實現200多臺儀器儀表信息的收集與實時統計;

● 實現與各產線2套上位系統的無縫集成;

● 實現原有3套SCADA系統的集成,實現統一采集及監控,通過智能應用實現各工序控制的協同;

● 實現了工藝參數和設備參數的實時分析與實時預警;

● 實現與現有ERP、MES、QMS系統的無縫集成,實現了高效生產協同;

● 依托強集成性和高擴展性平臺,實現實時統計分析,實現預測性維護和SPC等智能應用,提升了效率和質量,并面向未來可擴展。

 

施耐德電氣食品飲料行業EcoStruxure IOT解決方案已經成功為多家頭部企業實現了工廠設備的互聯互通,助力其實現智能制造的轉型。如果您也想消除信息孤島,讓全場信息流充分打通得到有效利用,實現高效生產協同,那就快快聯系施耐德電氣食品飲料行業團隊吧!

 
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楊艷峰

中國科學院大學MBA、系統分析師、PMP、高級工程師,施耐德電氣食品飲料行業高級解決方案架構師。

16年制造業數字化信息化經驗。從事食品飲料、煙草、石化行業生產運營管理、MES、生產管理、質量管理、設備管理、物料管理、SPC、能源管理項目的解決方案制定、項目的研發實施的管理。

長期從事智能工廠規劃方案與實施方案的研究與咨詢。

 

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