一、項(xiàng)目背景

在電子制造行業(yè)，某企業(yè)擁有數(shù)百臺生產(chǎn)設(shè)備，包括西門子品牌的PLC設(shè)備、歐姆龍品牌的傳感器以及基恩士品牌的條碼讀取器等。這些設(shè)備分布在多個(gè)車間，傳統(tǒng)的監(jiān)控方式需要工作人員到現(xiàn)場逐一查看設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，不僅效率低下，且難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題。為實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的高效遠(yuǎn)程監(jiān)控，提高生產(chǎn)效率和設(shè)備管理水平，該企業(yè)引入了遠(yuǎn)創(chuàng)智控品牌的YC-GR90-S工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)。

二、項(xiàng)目需求

1.實(shí)現(xiàn)對各品牌、各型號設(shè)備的數(shù)據(jù)采集與上傳，包括設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)、生產(chǎn)數(shù)據(jù)、故障報(bào)警信息等。

2.能夠?qū)崟r(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備，對設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)試和維護(hù)，減少現(xiàn)場維護(hù)的人力和時(shí)間成本。

3.確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和安全性，避免因網(wǎng)絡(luò)問題或數(shù)據(jù)泄露導(dǎo)致生產(chǎn)中斷或損失。

4.具備良好的兼容性和擴(kuò)展性，能夠與企業(yè)現(xiàn)有的信息化系統(tǒng)和未來的智能化應(yīng)用進(jìn)行集成。

三、方案設(shè)計(jì)

1.設(shè)備接入與數(shù)據(jù)采集

·YC-GR90-S PLC遠(yuǎn)程控制網(wǎng)關(guān)通過其多個(gè)網(wǎng)口和串口，分別連接西門子PLC設(shè)備、歐姆龍傳感器以及基恩士條碼讀取器等。其中，網(wǎng)口用于連接支持以太網(wǎng)通信的設(shè)備，如西門子PLC；串口則支持RS232/RS485，用于連接歐姆龍傳感器和基恩士條碼讀取器等串口設(shè)備。

·網(wǎng)關(guān)內(nèi)嵌協(xié)議分析器，支持主流工控協(xié)議和儀器儀表協(xié)議，能夠?qū)Σ煌O(shè)備的協(xié)議進(jìn)行解析和轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)對設(shè)備數(shù)據(jù)的統(tǒng)一采集。例如，對于西門子PLC的S7協(xié)議、歐姆龍傳感器的Modbus協(xié)議等，網(wǎng)關(guān)均能進(jìn)行有效解析。

·采集到的數(shù)據(jù)包括設(shè)備的實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)，如PLC的輸入輸出信號、傳感器采集的溫度、濕度、壓力等數(shù)據(jù)，以及條碼讀取器讀取的產(chǎn)品信息等。

2.數(shù)據(jù)傳輸與遠(yuǎn)程監(jiān)控

·YC-GR90-S邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)支持5G/4G/WIFI/有線以太網(wǎng)/光纖等多種網(wǎng)絡(luò)接入方式，在該企業(yè)中，根據(jù)車間的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，部分網(wǎng)關(guān)采用有線以太網(wǎng)連接企業(yè)內(nèi)網(wǎng)，部分采用4G網(wǎng)絡(luò)接入，確保數(shù)據(jù)能夠穩(wěn)定、快速地傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。

·通過OPCUA協(xié)議，網(wǎng)關(guān)將采集到的數(shù)據(jù)上傳至企業(yè)搭建的MQTT物聯(lián)網(wǎng)平臺，監(jiān)控中心的工作人員可通過該平臺實(shí)時(shí)查看各設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和生產(chǎn)數(shù)據(jù)。

·利用網(wǎng)關(guān)提供的遠(yuǎn)程維護(hù)快線功能，技術(shù)人員可以在監(jiān)控中心通過MQTT物聯(lián)網(wǎng)平臺對設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)試和維護(hù)。例如，當(dāng)西門子PLC設(shè)備出現(xiàn)程序故障時(shí)，技術(shù)人員可通過網(wǎng)關(guān)遠(yuǎn)程下載新的PLC程序，實(shí)現(xiàn)程序的更新和修復(fù)。

3.數(shù)據(jù)處理與分析

·網(wǎng)關(guān)具備邊緣計(jì)算能力，可在本地對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行初步處理和分析。例如，對傳感器采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波、計(jì)算平均值等操作，提取關(guān)鍵信息，減少數(shù)據(jù)傳輸量。

·在MQTT物聯(lián)網(wǎng)平臺，結(jié)合大數(shù)據(jù)分析和人工智能算法，對設(shè)備的歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行深度分析，實(shí)現(xiàn)設(shè)備故障預(yù)測、生產(chǎn)效率優(yōu)化等功能。例如，通過對設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)的分析，預(yù)測設(shè)備可能出現(xiàn)的故障，提前安排維護(hù)，減少停機(jī)時(shí)間。

4.系統(tǒng)集成與安全防護(hù)

·YC-GR90-S數(shù)據(jù)采集器提供開放式接口，方便與企業(yè)現(xiàn)有的信息化系統(tǒng)，如ERP系統(tǒng)、MES系統(tǒng)等進(jìn)行集成。通過數(shù)據(jù)共享和交互，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)計(jì)劃的下達(dá)、生產(chǎn)數(shù)據(jù)的反饋等功能，提高企業(yè)的整體生產(chǎn)管理水平。

·在安全防護(hù)方面，網(wǎng)關(guān)內(nèi)置防火墻功能，支持SPI全狀態(tài)檢測、SecureShell(SSH)、入侵保護(hù)等安全防護(hù)機(jī)制，有效防止外部網(wǎng)絡(luò)攻擊。同時(shí)，采用SSL/TLS加密協(xié)議對數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行加密，確保數(shù)據(jù)的安全性。

四、項(xiàng)目實(shí)施

1.安裝部署

·首先對各車間的設(shè)備進(jìn)行清點(diǎn)和統(tǒng)計(jì)，確定需要連接的設(shè)備數(shù)量和類型。

·根據(jù)設(shè)備的分布情況，合理規(guī)劃網(wǎng)關(guān)的安裝位置，確保網(wǎng)關(guān)能夠覆蓋到所有需要連接的設(shè)備。

·將YC-GR90-S 4G物聯(lián)網(wǎng)模塊安裝在設(shè)備附近，并通過網(wǎng)線或串口線將設(shè)備與網(wǎng)關(guān)連接起來。同時(shí)，配置網(wǎng)關(guān)的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，使其能夠接入企業(yè)內(nèi)網(wǎng)或4G網(wǎng)絡(luò)。

2.配置與調(diào)試

·使用網(wǎng)關(guān)提供的WEB配置界面，對網(wǎng)關(guān)的協(xié)議參數(shù)、數(shù)據(jù)采集點(diǎn)表、OPCUA服務(wù)器參數(shù)等進(jìn)行配置。

·在MQTT物聯(lián)網(wǎng)平臺上創(chuàng)建對應(yīng)的產(chǎn)品和設(shè)備模型，將網(wǎng)關(guān)采集到的數(shù)據(jù)映射到平臺的設(shè)備上，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示和監(jiān)控。

·對遠(yuǎn)程維護(hù)快線功能進(jìn)行測試，確保技術(shù)人員能夠通過平臺對設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)試和維護(hù)。

3.培訓(xùn)與交付

·對企業(yè)的技術(shù)人員和操作人員進(jìn)行培訓(xùn)，使其熟悉網(wǎng)關(guān)的操作和使用方法，以及如何通過MQTT物聯(lián)網(wǎng)平臺進(jìn)行設(shè)備監(jiān)控和管理。

·在項(xiàng)目實(shí)施完成后，進(jìn)行項(xiàng)目的驗(yàn)收和交付，確保系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運(yùn)行，滿足企業(yè)的生產(chǎn)需求。

五、項(xiàng)目效果與收益

1.設(shè)備管理效率提升通過邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)的應(yīng)用，企業(yè)實(shí)現(xiàn)了對各設(shè)備的集中監(jiān)控和管理。監(jiān)控中心的工作人員可以實(shí)時(shí)查看設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、生產(chǎn)數(shù)據(jù)等信息，無需再到現(xiàn)場逐一查看設(shè)備，大大提高了設(shè)備管理的效率。

2.設(shè)備維護(hù)成本降低借助網(wǎng)關(guān)的遠(yuǎn)程維護(hù)功能，技術(shù)人員可以遠(yuǎn)程對設(shè)備進(jìn)行調(diào)試和維護(hù)，減少了現(xiàn)場維護(hù)的次數(shù)和時(shí)間成本。例如，以往對一臺PLC設(shè)備的程序更新需要技術(shù)人員到現(xiàn)場花費(fèi)數(shù)小時(shí)，現(xiàn)在通過遠(yuǎn)程維護(hù)功能，僅需幾分鐘即可完成，降低了設(shè)備維護(hù)成本。

3.生產(chǎn)效率提高通過對設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和分析，企業(yè)能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行中的潛在問題，提前進(jìn)行維護(hù)和調(diào)整，減少了設(shè)備故障停機(jī)時(shí)間。同時(shí)，結(jié)合大數(shù)據(jù)分析和人工智能技術(shù)，對生產(chǎn)過程進(jìn)行優(yōu)化，提高了生產(chǎn)效率。

4.數(shù)據(jù)決策支持網(wǎng)關(guān)采集到的大量設(shè)備數(shù)據(jù)上傳至MQTT物聯(lián)網(wǎng)平臺后，為企業(yè)提供了豐富的數(shù)據(jù)資源。通過對這些數(shù)據(jù)的分析和挖掘，企業(yè)能夠更好地了解生產(chǎn)狀況，為生產(chǎn)決策提供有力支持，例如合理安排生產(chǎn)計(jì)劃、優(yōu)化設(shè)備配置等。

六、總結(jié)與展望

遠(yuǎn)創(chuàng)智控YC-GR90-S PLC遠(yuǎn)程控制網(wǎng)關(guān)在該電子制造企業(yè)的智慧工廠遠(yuǎn)程監(jiān)控項(xiàng)目中發(fā)揮了重要作用，成功解決了企業(yè)設(shè)備管理難、維護(hù)成本高、生產(chǎn)效率低等問題。其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理能力以及豐富的功能特性，為企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型和智能化升級提供了有力支持。

·（有什么技術(shù)問題請與楊工留言交流。）


審核編輯 黃宇