食品飲料行業IoT解決方案

       當前，智（zhì）能製造在（zài）食品飲料（liào）行業是非常火熱的話題，許多企業致力於在智能製造的轉（zhuǎn）型道路上（shàng）取得領先地位，通過建設數字化（huà）工廠以最終實現降本增效。構建以CPS為核（hé）心的智能製（zhì）造不（bú）僅要實現各個係（xì）統（tǒng）間聯網（wǎng）數據的交換，還需要（yào）智能體係進行分析、決策、指令（lìng）執行。互聯互通作為智（zhì）能製造（zào）中的先決條件，對於信息采集與集（jí）中管理有著決定性的作（zuò）用（yòng），是（shì）OT與IT匯聚與融合（hé），實現實時化、可視化、智能（néng）化的基礎。

       擁有即插即用（yòng）開放架構的食品飲料行業EcoStruxure IoT，清晰地界定了IoT平台的三層架構，即邊緣層、平台（tái）層和（hé）應用層，在每層中靈活配置對應的功能模（mó）塊，實現設備互聯、數據采集、數據清洗、數據（jù）存儲、應用集成（chéng）和運（yùn）營管理應用，架構的合理性確保各係統邊界清晰可落地，降低實施的複雜（zá）度和難度。

       施耐德電氣EcoStruxure IoT物聯網平台，具有以下特點：

       ●高可用性：EcoStruxure IoT平台提供多種高可用性機製，其中包括：ioseserver冗餘，實時數（shù）據庫服（fú）務（wù）器分布式體係架構，實時數據庫服務器冗（rǒng）餘（yú），曆（lì）史數據存（cún）儲轉發，曆史數據庫服務器冗餘（yú）等。

       ●可重（chóng）用性：EcoStruxure IoT平台是按照最大限度的工程重用來（lái）設計工（gōng）程開發方式的，采用了真正麵向對象的設計模式。任何應用功能組件都被設計為對象模板，並可生成多個（gè）的（de）應用功能對象實例部署在不同工作節點。可（kě）以極（jí）大（dà）的提高工程效率，並減少（shǎo）工程開發和調試的時間。

       ● 易（yì）於維護性：利用EcoStruxure IoT平台，監控係統是一個維護性很好的係統。EcoStruxure IoT所提供的係統開發平台，為係（xì）統集成商和業主（zhǔ）提（tí）供功能強大的配置、開發、維護平台，係統在（zài）線運行時進行局部的修改而不影響係統的整（zhěng）體運行（háng）。

       ● 開放（fàng）性：EcoStruxure IoT平台軟（ruǎn）件具備開放的架構，允許用戶在係統（tǒng）平台上（shàng）實現二次開發，擁有（yǒu）極（jí）強的擴展能力，為項目（mù）的應（yīng）用以及未來係統的擴展提供堅實的基礎。

       ● 完善的安全機製：EcoStruxure IoT平台軟件本身內（nèi）建（jiàn）完善的安全機製，允許用戶（hù）定義用戶與其控製的設（shè）備之間的關係，允許定義用戶角色（sè），賦予（yǔ）這些角色針對（duì）不同設備安全組的權限，這（zhè）些權限（xiàn）非（fēi）常的全麵和細致（zhì），包括：是否可以確認報警；是否可以（yǐ）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平台（tái）提供的分布式架構下，能夠實（shí）現（xiàn）應用的高性能（néng）。包括：數據采集，數據運算，數據存儲（chǔ），以及監控界麵的高效刷新（xīn）。Wonderware 係統平台最大可（kě）支持單係統400個（gè）節（jiē）點，100W點的IO控製（zhì），以及200W點（diǎn）的數（shù）據（jù）存儲。

       ● 數（shù）據采集：EcoStruxure IoT平（píng）台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（yǐ）不同類型通訊（xùn）方式（以太網、串口等）、通訊協議（Modbus、Profibus、IEC標準等）連接基礎（chǔ）設備（PLC、DCS、OPC Server等）。為監控軟件、數據庫軟（ruǎn）件、第三方數據客戶端等（děng）等提供實時數據的（de）訪問服務。數據訪問服務器（DA Server）提供DDE、Suitelink、OPC的協（xié）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，具有對接其他係（xì）統的開放性

       ● 數據采集平台具有數（shù）據采（cǎi）集接口配置文件功能，可（kě）通過（guò）遠程登（dēng）錄服務（wù）器方式或著遠程桌麵的方式進行遠程部（bù）署，可導出或導（dǎo）入配置文件，方便項目的調試和維護

       ● 提供在線監（jiān）視功能，對采集接口性能、網路傳輸性能進（jìn）行（háng）監測，對於需要緩存的關鍵（jiàn）數據如果出現采集中斷，可在邊緣層進行數據（jù）緩（huǎn）存，同時進行報警及報警信息的記錄，采集恢複後自動（dòng）上傳緩（huǎn）存數（shù）據。

       ● EcoStruxure平台連接管理，管理（lǐ）所有連接至平台的邊緣服務器或通過認證的智能設備，連接服務以MQTT消息（xī）服（fú）務的形式，提供連接（jiē）、認證、點位數據傳輸等規範。

       ● 支持海量消息高吞吐、高並發的上下行消息處理，實現邊緣端服務（wù）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製，保障信息服務（wù）的安全可靠。

       ● 以流計算（suàn）為核心（xīn），實現（xiàn）對接（jiē）入數據（jù）的實時處理、計算、分析的計（jì）算平台，提供在線設計、調試（shì）、運行監控的開（kāi）發與運維管理（lǐ）能力， 實現從接入、計（jì）算到存儲的端到端的處（chù）理，可根據實（shí）際需要基於SDK擴展開發功能組件。

       ● 通過組織（體現為分組）-設（shè）備-點位（體現為屬性/事件/方法）構成了（le）平台的物聯數據結構。組織承載事業（yè）部-工廠-車間的層級結構，可以根（gēn）據現（xiàn）場的情況快速的擴展。

       ● 對於係統的（de）關鍵操作進行（háng）日誌集中（zhōng）管理，係統會進行日誌輸出，如用戶權限變（biàn）更，用戶設備操作記錄等。工業物（wù）聯（lián）網平台會對所有係統、子係統的日誌進行聚合並提供日誌平台進行（háng）查詢展示（shì），讓係（xì）統管理人員技術運維（wéi）人員，能即時進行日誌的查詢（xún）、統（tǒng）計、下載。

       ● 平台提供對（duì）外服務接口（kǒu），滿足外部係統如（rú）MES、QMS、EMS的集成與（yǔ）調用，包括設備信（xìn）息查（chá）詢接（jiē）口、數據模型查詢接口、事件信息（xī）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（céng）實現數據接（jiē）口標準化，完成數據采集、數據存儲，在（zài）應用層深度集成MES、QMS、EMS等係（xì）統，實現業務應用標準化定義，實現產線可視化，規範工藝下發到設備執（zhí）行的互聯集成（chéng），支持生產執（zhí）行自動化，推動工廠設備（bèi）綜合運（yùn）行效率OEE提升（shēng），工藝質（zhì）量在線監測與（yǔ）優（yōu）化，實現遠程查看設備的實（shí）時運行狀況、訂單（dān）執行情況，實現實時監測、可追（zhuī）溯和可視化，對（duì）執行（háng）過程進行統（tǒng）計分（fèn）析（xī），支持決策，從而提升（shēng）設備綜合運行效率，提升精益化管理（lǐ）水平。

       在（zài）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（gōng）廠遇到了一係列（liè）的數字化難題。現階段該工廠的痛點具體包括：

       ● 該工廠（chǎng）多年來構建了多個獨立的業務功能係統，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（chǎn）線中控係統與數采平台等各係統平台間相（xiàng）互獨立，數據不能互通，OT與IT之間並未實現互聯互通；

       ● 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（zhǔn）參差不齊，導致設備數據采集、傳輸、存儲（chǔ）與應用困難；

       ● 生產命令下發與執（zhí）行仍需要人工在（zài）多個（gè）係統間（jiān）操作切換（huàn），耗時耗力；

       ● 各設備相互獨立無法協同工作（zuò），設備運行狀態、異（yì）常報警信息與生產執行情況無法（fǎ）及時上傳到統一（yī）的平台進行實時監視與調度協同；

       ● 設備與生產數（shù）據無法自動實時采集進（jìn）而導致設備與（yǔ）產線的生產（chǎn）運行情況無法實時進行可視化管控（kòng）；

       ● 各個平台和設備的數據無（wú）法互聯互通，沒有統一的數據庫進行數（shù）據收集清洗，從而進（jìn）行後續的數據分析。

       該工廠希望通過搭建數（shù）據完整、準確、及時和數據共享的標準化數（shù）據中台（tái），支撐智能一體化應用建設。針對該食品飲料工廠的現狀，施（shī）耐德電氣食品飲料行業團隊基於食品飲（yǐn）料行業的特點，為其定製了（le）一套符（fú）合食品飲料行業使用需求的IoT平台，實現了以下諸多（duō）功能：

       ● 基於EcoStruxure IoT平台（tái）構（gòu）建數據中台；

       ● 實現各種PLC、DCS、傳感（gǎn）器和儀表設（shè）備的接入以及與多個上位機及SCADA係統的集成；

       ● 進（jìn）行數據清洗、數（shù）據計算、數據統計和數（shù）據緩存；

       ● 實現實時計算、數據（jù）管理、模（mó）型組（zǔ）態和數據存儲；

       ● 構建應用分析與服務，提供（gòng）智能應用。