工業(yè)智能化升級(jí)的行業(yè)需求

隨著《工業(yè)重點(diǎn)行業(yè)領(lǐng)域設(shè)備更新和技術(shù)改造指南》的重磅發(fā)布，推動(dòng)了整個(gè)工業(yè)往智能化方向全面發(fā)展。指南中重點(diǎn)提到工業(yè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備改造目標(biāo)，力爭(zhēng)在2027年，80%的規(guī)模以上制造業(yè)企業(yè)基本實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化改造，邊緣網(wǎng)關(guān)、邊緣控制器等產(chǎn)品部署超過100萬臺(tái)，“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”項(xiàng)目數(shù)超過2萬個(gè)。

通知中，還提到未來發(fā)展的重點(diǎn)方向中包括邊緣計(jì)算能力提升。協(xié)同工業(yè)網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)算力、工業(yè)數(shù)據(jù)設(shè)備和系統(tǒng)的改造升級(jí)，部署邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)、邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)、邊緣控制器、邊緣云等工業(yè)算力設(shè)備，建設(shè)工業(yè)智算中心，形成覆蓋生產(chǎn)、管控、經(jīng)營(yíng)全環(huán)節(jié)的算力基礎(chǔ)設(shè)施、支撐工業(yè)人工智能、工業(yè)大數(shù)據(jù)、工業(yè)大模型創(chuàng)新應(yīng)用部署。

邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)在工業(yè)智能化升級(jí)中的作用

指南的發(fā)布，意味著工業(yè)邊緣計(jì)算領(lǐng)域?qū)?huì)迎來全面大爆發(fā)，邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)在工業(yè)數(shù)采系統(tǒng)中的各類應(yīng)用也會(huì)紛至沓來。

在復(fù)雜多變的工業(yè)環(huán)境中，通過利用邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)能夠在數(shù)據(jù)源頭附近即時(shí)處理和分析數(shù)據(jù)，降低了數(shù)據(jù)傳輸延遲。不僅如此，通過邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)異常立即觸發(fā)預(yù)警機(jī)制，避免生產(chǎn)中斷，保障產(chǎn)品質(zhì)量。這種即時(shí)反饋機(jī)制對(duì)于確保生產(chǎn)線的穩(wěn)定運(yùn)行、預(yù)防潛在故障發(fā)生非常重要。

此外，邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)還具備強(qiáng)大的數(shù)據(jù)整合能力，能夠?qū)碜圆煌瑐鞲衅?、PLC（可編程邏輯控制器）以及其他工業(yè)設(shè)備的數(shù)據(jù)統(tǒng)一處理，形成完整的生產(chǎn)數(shù)據(jù)鏈。這為后續(xù)的大數(shù)據(jù)分析、機(jī)器學(xué)習(xí)模型訓(xùn)練提供了豐富而準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)源。

工業(yè)數(shù)據(jù)采集

1. 工業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)簡(jiǎn)介

工業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包含PLC數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、能源數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、生產(chǎn)環(huán)境數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

2. 數(shù)據(jù)采集過程

a）數(shù)據(jù)采集到工業(yè)交換機(jī)

所有PLC通過以太網(wǎng)接入采集機(jī)柜里的接入層工業(yè)交換機(jī)；所有能源數(shù)據(jù)儀表、生產(chǎn)環(huán)境儀表等串口通訊設(shè)備通過ET系列模塊后再協(xié)議轉(zhuǎn)換接入采集機(jī)柜里的接入層工業(yè)交換機(jī)。

b) 核心交換機(jī)匯集接入層交換機(jī)

接入層工業(yè)交換機(jī)通過光纖接入廠房匯聚機(jī)房的匯集交換機(jī)，匯集交換機(jī)通過光纖接入中控室的核心交換機(jī)，核心交換機(jī)預(yù)留接口供后續(xù)SCADA/MES系統(tǒng)使用。

c）邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)讀取數(shù)據(jù)、分發(fā)

PLC數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)（EG8200mini邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)）從接入層工業(yè)交換機(jī)讀取PLC、能源數(shù)據(jù)儀表、生產(chǎn)環(huán)境儀表并打包處理，完成以O(shè)T/IT分發(fā)，供MES算法模塊使用。

d) MES算法模塊接入?yún)R集交換機(jī)

MES算法模塊接入?yún)R集交換機(jī)，讀取數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù)并打包供后續(xù)SCADA/MES系統(tǒng)使用。最終實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)從生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)到中控室的傳輸及移動(dòng)端的應(yīng)用。（生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)接入交換機(jī)處于現(xiàn)場(chǎng)惡劣環(huán)境運(yùn)行，采用標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)傳輸交換機(jī)，組成高可用環(huán)網(wǎng)。）

工業(yè)數(shù)采網(wǎng)絡(luò)功能

組建一套穩(wěn)定可靠的工業(yè)數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)，此網(wǎng)絡(luò)滿足如下功能：

1.工業(yè)采集網(wǎng)依據(jù)其傳輸數(shù)據(jù)的重要性，完全獨(dú)立建設(shè)，設(shè)計(jì)核心、匯聚、接入主流三層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)：

• 在數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)工業(yè)網(wǎng)核心交換機(jī)，具備設(shè)備在線冗余；

• 在廠房匯聚機(jī)柜設(shè)計(jì)工業(yè)網(wǎng)匯聚交換機(jī)，具備設(shè)備在線冗余；

• 在各數(shù)據(jù)中心采集點(diǎn)設(shè)計(jì)采集接入機(jī)柜，使用工業(yè)柜接入交換機(jī)。運(yùn)用工業(yè)交換機(jī)特點(diǎn)，使工業(yè)柜接入網(wǎng)絡(luò)在惡劣的生產(chǎn)環(huán)境中穩(wěn)定運(yùn)行，工業(yè)柜接入交換機(jī)可以向下對(duì)接PLC采集器、Modbus協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊（例如，縱橫自研ET系列）。

2.PLC數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)支持主流PLC（西門子、施耐德、歐姆龍、三菱等）的通訊協(xié)議，可同時(shí)連接32個(gè)PLC。支持FTP遠(yuǎn)程文件存儲(chǔ)功能OPCUASERVER支持自動(dòng)發(fā)送數(shù)據(jù)的訂閱服務(wù)功能，以減少網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷。網(wǎng)關(guān)自帶兩個(gè)以太網(wǎng)口在物理層實(shí)現(xiàn)隔離一個(gè)用于OT，一個(gè)用于IT。支持西門子PLC優(yōu)化數(shù)據(jù)塊的訪問。支持串口服務(wù)器功能，網(wǎng)關(guān)可通過串口服務(wù)器數(shù)據(jù)。

3.整個(gè)網(wǎng)絡(luò)通過交換機(jī)可支持Profinet工業(yè)協(xié)議，滿足DCS/SCADA通過Profinet協(xié)議實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)采集，兼容MODBUSTCP、TCP/IP等工業(yè)通訊。

4.交換機(jī)支持ProfinetIO功能，可通過GSD文件方式快速在PLC/DCS控制器中創(chuàng)建和監(jiān)控各設(shè)備，進(jìn)一步滿足在DCS/SCADA中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)的可視化管控及報(bào)警推送。 

工業(yè)數(shù)采系統(tǒng)中使用邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的采集、整合與處理，幫助客戶降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品品質(zhì)，并實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)的集中化管理。