食品飲料行業IoT解決方案

       當前，智能製造在食品飲料（liào）行業是非常（cháng）火熱的話題，許（xǔ）多企（qǐ）業致力於在智能製造的轉型道路上（shàng）取得（dé）領先地位，通過建設數字化工廠以最（zuì）終實現降本增效。構建以（yǐ）CPS為（wéi）核心的智能製造不僅要實現各個係統間聯網數據的交換，還需要智能體係進（jìn）行分析、決策、指令（lìng）執行（háng）。互聯互通作為智能製造中的先決條（tiáo）件，對於信息采集與集中管理有著（zhe）決定性的（de）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。

       擁有即插即用開放架構的食品飲料行業EcoStruxure IoT，清晰（xī）地界定了IoT平台的三層（céng）架構，即（jí）邊緣層、平台層和應用層，在每層中靈（líng）活配置對應的（de）功能（néng）模塊，實現（xiàn）設備互聯、數據采集、數據清洗、數據存儲、應用集成和（hé）運營管理應用，架構的合理性（xìng）確保各（gè）係統邊（biān）界清晰可落地，降（jiàng）低實施的複雜度和難（nán）度。

       施耐德電氣EcoStruxure IoT物聯網（wǎng）平台，具有以下（xià）特點：

       ●高可用性：EcoStruxure IoT平台提供多種高可用（yòng）性（xìng）機製，其中包括（kuò）：ioseserver冗餘，實時數據庫服務器分布式體係架構，實（shí）時數據庫（kù）服務器冗餘，曆史數據存儲（chǔ）轉發（fā），曆史數據庫服務（wù）器冗（rǒng）餘等。

       ●可重（chóng）用性：EcoStruxure IoT平（píng）台是按照最大限度的工程重用來設計工程開（kāi）發方式的，采用了真（zhēn）正麵（miàn）向對象的設計（jì）模（mó）式。任何（hé）應用功能組件（jiàn）都被設計為對象模板（bǎn），並可生成多（duō）個的應用功能對象實例部署在不同工作節點。可以極（jí）大的提高工（gōng）程（chéng）效率，並減少工程開發和調試的（de）時間。

       ● 易於維護性：利用EcoStruxure IoT平台，監控係統是一個維護性很（hěn）好的係統（tǒng）。EcoStruxure IoT所提供的係（xì）統開發平台，為係統（tǒng）集成商和（hé）業主提供（gòng）功（gōng）能強大的配置、開發、維護平台（tái），係（xì）統在線運行時進行（háng）局部的修改而不影響係統的整體（tǐ）運行。

       ● 開放性：EcoStruxure IoT平台軟件具備開放的架構，允許用戶（hù）在係統平台上實現二次開發，擁有極強的擴展能力（lì），為項目的應用以及未來係統的擴展提供堅實的基礎。

       ● 完善（shàn）的安全機製：EcoStruxure IoT平台軟件本身內建完善的安全機製，允許用戶（hù）定（dìng）義用戶與其控製的設備之間（jiān）的關係，允許定義用戶角（jiǎo）色，賦予（yǔ）這些角（jiǎo）色針對不同設備安全組的權（quán）限（xiàn），這些權（quán）限非常的全麵和細致，包括：是否（fǒu）可以（yǐ）確認報警（jǐng）；是否可以操作；是否（fǒu）可（kě）以（yǐ）在配置環境下操作等。

       ● 高性能的運行（háng）時：在EcoStruxure IoT平台提供（gòng）的分布式架構下，能夠實現（xiàn）應用的高性能。包括：數據采集，數據（jù）運算，數據存儲（chǔ），以及監控界麵的高效刷新。Wonderware 係統平台最大可支持（chí）單係統400個節點，100W點的IO控製，以及200W點的數據存儲。

       ● 數據采集：EcoStruxure IoT平台提供豐富的設備集成（chéng）接口（kǒu），作為數據客戶端和設備之間的中間模塊（kuài）。提供以不同類（lèi）型通訊方式（以太網、串口等）、通訊協（xié）議（Modbus、Profibus、IEC標準等）連接基礎設備（bèi）（PLC、DCS、OPC Server等）。為監控（kòng）軟件、數據庫軟件、第三方數據客戶端等等提供（gòng）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（yǒu）對接其他係統的開放性

       ● 數據采集平台具有數據采集接（jiē）口（kǒu）配置文件功能，可通過遠程登錄服務器方式或（huò）著遠程桌麵的方式進行遠（yuǎn）程部署，可導出或導入配置文件，方便項目的（de）調試和維護

       ● 提供在線監視功能，對采集接口性能、網路傳輸（shū）性能進行監測，對於需要緩存的關鍵數據如果出現（xiàn）采集中斷，可在邊緣層進行數據緩存，同時（shí）進行報警（jǐng）及報警信息的記錄，采（cǎi）集恢複後自動上傳緩存數（shù）據。

       ● EcoStruxure平台連接管（guǎn）理，管理（lǐ）所有（yǒu）連接至平台的邊緣服務器或通過認（rèn）證的智（zhì）能設備，連（lián）接服務以MQTT消息服務的形式，提供（gòng）連接、認（rèn）證、點（diǎn）位數據傳輸（shū）等規範。

       ● 支持海量消息（xī）高（gāo）吞吐、高並發的上下行消息處理，實現邊緣端服務或廣（guǎng）域智（zhì）能設備的數據遠程接入及指令下發；

       ● 支持MQTT協議的接（jiē）入，提供SDK及終端發現及校驗機製，保障信息（xī）服務的安全可靠。

       ● 以流計算為核心，實現對接入（rù）數據的實時處理、計算、分析的計算平台，提（tí）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（kě）根（gēn）據實際需（xū）要（yào）基於SDK擴展開發功能組件。

       ● 通過組織（體現為分（fèn）組）-設備（bèi）-點（diǎn）位（體現為屬性/事件/方法）構成了平台的物聯數據結構。組織承載事業部-工廠-車間的層（céng）級結構，可以根據現場的情況快速的擴展。

       ● 對（duì）於係統的關鍵操作進行日誌集（jí）中管理，係統會進行日（rì）誌輸出，如用（yòng）戶權限變更，用戶設備操（cāo）作記錄等。工業物聯網平台會對所有係統、子係統（tǒng）的（de）日（rì）誌進行聚合並提供日誌平台（tái）進（jìn）行查詢展示，讓係統管理人（rén）員技術運維人員，能即時進行日誌的查詢、統計、下載。

       ● 平台提供對外服（fú）務接口，滿足外部係統如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、設備控製接口等。

       施耐德電氣食品飲料行業EcoStruxure IoT，在邊緣層和平台層實現數據接口標準化（huà），完成數據采集、數據存儲，在應用（yòng）層深度集成MES、QMS、EMS等係統（tǒng），實現業務應用標準化定義，實現產（chǎn）線可視化，規範工藝下發到設備執行的互聯集成，支持生產執（zhí）行自動化，推動工廠設備綜合運行（háng）效（xiào）率OEE提升，工（gōng）藝質量在線監測與優（yōu）化，實現遠（yuǎn）程查看設備的實時運行狀況、訂（dìng）單執行情（qíng）況，實現（xiàn）實時監測、可追（zhuī）溯和可視化，對執行過（guò）程進行統計分析，支持決策，從而提升設備綜（zōng）合運行效率，提升精益化管理水平。

       在建設數字化工廠（chǎng）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係列的數字化難題。現階段該工廠的痛點具體包括：

       ● 該工廠多年（nián）來構建了多（duō）個獨立的（de）業務功能係統，煙囪式架構形成多個信息孤島，信息不能共（gòng）享，業務不能（néng）協同；

       ● 現有產線中控係統與數采平（píng）台等各係統平台間相互獨立（lì），數據不能互通，OT與IT之間並未實現互聯互通；

       ● 數據管（guǎn）理標準不（bú）統一，與設備交互的接口及設備（bèi）數據采集標準參（cān）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（gōng）在多個係統（tǒng）間操作切換，耗時耗力；

       ● 各設備相互獨立無（wú）法協同（tóng）工作（zuò），設備運（yùn）行狀態、異常報警信息與生產執行情（qíng）況無法及時上傳到統一的平（píng）台（tái）進行實（shí）時監視與調度協同；

       ● 設備（bèi）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；

       ● 各個平台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，從而進行後續的數據（jù）分析。

       該工廠希望通過搭建數據完整、準確、及時和數（shù）據共享的標準化數據中台，支撐智能（néng）一（yī）體化應用建設。針對該食品飲料工廠的現狀，施耐（nài）德電（diàn）氣食品飲料行業團隊基於食品飲料行業的特點，為（wéi）其定製了一套（tào）符合食品飲料行業使用需求的IoT平台，實現了以下諸多功能：

       ● 基於EcoStruxure IoT平（píng）台構建數據中台；

       ● 實現各（gè）種PLC、DCS、傳感器（qì）和（hé）儀表設備的接入（rù）以及與多個上位機及SCADA係統的集成（chéng）；

       ● 進行數據（jù）清洗、數據計算、數據統計和（hé）數據緩存；

       ● 實現實時計算、數據管理、模型組態和（hé）數據（jù）存儲；

       ● 構建應用分析與服務，提供智能應用。