云平臺

一. 系統設計

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1.1 系統架構

系統結構如下圖所示.

 

 

1、設備接入層接入設備的運行參數;

2、傳輸層提供無(wú)線(xiàn)數據傳輸鏈路;

3、平臺層，應用層提供云端和客戶(hù)端的各種應用服務(wù);

4、用戶(hù)界面層分設備廠(chǎng)家視圖和客戶(hù)視圖，設備廠(chǎng)家的權限最高(可以查看所有設備的信息)，客戶(hù)只能查看自己的設備相關(guān)信息。

產(chǎn)品特點(diǎn)：

1、數據訂閱與推送方式，降低服務(wù)器負荷;

2、多種推送方式，變化推送，減少流量;

3、實(shí)時(shí)性強，數據最快秒級變化;

4、單服務(wù)器大量設備并發(fā)接入，支持服務(wù)器集群和負載均衡;

5、支持離線(xiàn)數據存儲。

6、可實(shí)現PLC程序遠程監控、下載和上傳;

1.2 系統介紹

歐倍德云平臺是在當下企業(yè)運營(yíng)管理的技術(shù)及發(fā)展趨勢的基礎上，總結國內外同類(lèi)產(chǎn)品的先進(jìn)經(jīng)驗，采用物聯(lián)網(wǎng)(IOT，The Internet of things)、移動(dòng)計算、云計算(Cloud Computing)、視頻監控、可視化等先進(jìn)技術(shù)研發(fā)的新一代綜合監控和管理功能的集成系統平臺。平臺主要是以完成數據的深度計算、統計和分析為主，再整合設備監控、計劃任務(wù)、故障診斷等綜合業(yè)務(wù)信息;增加以GPS/GIS為基礎的快速定位等功能，實(shí)現數據信息的“可視化”標識，以及數據的云存儲、云發(fā)布、云應用等。

平臺采用主流的微服務(wù)架構，對服務(wù)發(fā)現注冊、配置中心、消息總線(xiàn)、負載均衡、斷路器、數據監控等都有著(zhù)成熟，完善的解決產(chǎn)品。

數據通過(guò)分布式消息隊列進(jìn)行分類(lèi)解析和轉發(fā)，實(shí)現高性能的實(shí)時(shí)數據存儲、數據計算和歷史數據持久化存儲。實(shí)時(shí)存儲采用Redis高效緩存，是市面上最快的實(shí)時(shí)數據庫之一，讀寫(xiě)數據可達到10萬(wàn)次/秒。歷史數據庫是我司針對MySql進(jìn)行深入改造，引入了高性能NoSQL技術(shù)和數據多級編碼壓縮技術(shù)，優(yōu)化了傳統MySql的索引處理機制，大大提高了數據的并發(fā)讀寫(xiě)能力和超大數據集存儲能力，支持10億條記錄的秒級讀寫(xiě)響應。

1.3 接口開(kāi)放

平臺提供基于http的API接口，使得第三方系統可以安全快捷訪(fǎng)問(wèn)云平臺的數據，API接口采用內部授權機制，只有授權的站點(diǎn)或者數據可以被訪(fǎng)問(wèn)，極大的提供數據的安全性。

平臺提供OPC接口，第三方組態(tài)軟件可以很方便的讀取到平臺內部的實(shí)時(shí)數據，支持但不限于Wincc、Intouch、Insight、組態(tài)王、和利時(shí)、紫金橋、施耐德等主流上位機軟件。

二. 系統功能

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2.1 大數據分析展示

 

 

可根據企業(yè)需求編輯綜合的企業(yè)設備數據展示信息，具備關(guān)鍵的數據統計和分析功能，例如設備在線(xiàn)率、現場(chǎng)設備運行狀態(tài)、能耗處理、電能數據等等參數，可按照區域公司、不同地域、不同設備、不同工況進(jìn)行運行效率統計對比、運維數據統計對比，數據的同比環(huán)比等等數據分析;展示效果如下：

2.2 綜合監控

通過(guò)地圖展示設備的地理位置，并通過(guò)顏色區分設備的運行/故障/離線(xiàn)狀態(tài)，選中設備可直接查看當前報警;

 

 

2.3 站點(diǎn)詳細參數監控

可以同時(shí)監控多個(gè)站點(diǎn)的運行關(guān)鍵數據，點(diǎn)擊站點(diǎn)名稱(chēng)可直接進(jìn)入該站點(diǎn)的詳情監控頁(yè)面 。

2.3.1 組態(tài)監控模塊

可以按照地區/自定義組/客戶(hù)進(jìn)行分類(lèi)查看，具有快速篩選定位查找功能。支持豐富的圖形界面展示，運行流程設置，動(dòng)態(tài)數據查看，數據反向控制等功能

 

 

2.3.2 實(shí)時(shí)數據監控模塊

列表的方式展示設備的運行數據，并可以根據權限進(jìn)行查看和控制

 

 

2.3.3 趨勢曲線(xiàn)監控模塊

平臺提供趨勢分析控件、支持同時(shí)查看多個(gè)指標的實(shí)時(shí)數據變化趨勢和歷史趨勢。用戶(hù)可以選擇需要觀(guān)察的指標名稱(chēng)，查看關(guān)聯(lián)指標的數據變化趨勢，分析影響設備運行狀態(tài)的關(guān)鍵因素。

 

 

2.3.4 報警監控模塊

對工藝數據和設備運行數據的過(guò)程監控中，針對涉及安全、質(zhì)量等部分重要指標提供報警提醒功能，這些指標支持分級報警定義，按不同的報警等級，以短信、微信等方式提醒操作人員以及管理人員。

 

 

2.3.5 視頻監控模塊

可以查看當前站點(diǎn)的視頻監控畫(huà)面，了解設備的實(shí)際運行狀況。

 

 

2.3.6 站點(diǎn)操作日志模塊

每個(gè)站點(diǎn)的增刪改操作進(jìn)行日志記錄，便于后期出現問(wèn)題進(jìn)行追溯。

 

 

2.4 模板管理模塊

針對站點(diǎn)監測的參數、流程、報警等信息一樣的情況，可以做好一個(gè)，設置為模板，其他站點(diǎn)引用該模塊即可，不需要每個(gè)的站點(diǎn)單獨制作。

 

 

2.5 數據交換模塊

針對不同的站點(diǎn)進(jìn)行數據交換，例如通過(guò)山上的水位控制山下水泵，實(shí)現數據的遠距離傳輸。

2.6 數據分析模塊

支持用戶(hù)自定義報表設計、可通過(guò)簡(jiǎn)單拖拉拽的方式進(jìn)行任意組合。所有數據需要靈活支持篩選、切割、排序、匯總、同比環(huán)比、二次運算等等;

支持針對不同維度的數據進(jìn)行分析，例如：項目維度、時(shí)間維度、區域維度、自定義維度。數據可通過(guò)不同的圖表進(jìn)行呈現，例如：交叉表、柱狀圖、餅圖、環(huán)形圖、玫瑰圖、水晶球等等30余種圖表;對不同看板以列表的形式進(jìn)行展示;

1) 看板管理功能

 

 

2) 變量標簽功能

支持對智能網(wǎng)關(guān)以及現場(chǎng)設備采集數據進(jìn)行標準化定義，從而實(shí)現數據多維度分析和對比;同時(shí)對數據進(jìn)行多種分類(lèi)分析;例如：針對水流量、電量使用差值計算，從而得出每天、每周、每月的能耗統計;針對電能或者水質(zhì)參數則可以使用最大值進(jìn)行分析，從而得出最極端的情況分布。

 

 

3) 圖表設計功能

支持對不同數據以圖表的方式進(jìn)行多樣化設計展示;

 

 

4) 看板設計功能

支持對不同圖表進(jìn)行綜合設計展示。

 

 

2.7 運維中心

 

 

可以針對項目或者設備進(jìn)行計劃性的維護，維護的維度支持3種：

1) 根據設備數據進(jìn)行維護

例如運行次數、運行時(shí)長(cháng)、運行壽命進(jìn)行精準維保。

2) 根據時(shí)間維護

通過(guò)定時(shí)定期檢查維護保養

3) 根據異常數據維護

當現場(chǎng)設備出現極端故障情況之后，啟用維護保養。

當出現異?；蛘叩竭_計劃規則，進(jìn)行手動(dòng)或者自動(dòng)派單，出現問(wèn)題后，用戶(hù)可將現場(chǎng)情況上報，并創(chuàng )建工單進(jìn)行處理。

 

 

2.8 賬戶(hù)與權限管理模塊

1) 菜單權限

用戶(hù)權限至少可以分為3級，專(zhuān)家級/工程師級/操作級，不同的人對應不通的角色，可以看到不同的菜單以及不同的功能

2) 操控權限

操控權限至少可以分為3級，專(zhuān)家級/工程師級/操作級，實(shí)現不同等級的人員看到不同的數據，控制不同的數據。

3) 站點(diǎn)權限

不同的人，可以看到不同的站點(diǎn)、不同的報警、不同的消息。

 

 

2.9 運營(yíng)管理模塊

查詢(xún)每個(gè)設備消耗的流量，可以通過(guò)網(wǎng)頁(yè)端進(jìn)行流量查詢(xún)和續費充值，統計每個(gè)項目的每個(gè)子項所占用的存儲空間。

 

 

2.10 平臺操作日志模塊

對控制類(lèi)，修改類(lèi)，設置類(lèi)的敏感操作進(jìn)行統計和存儲，統計到精確的事件，精確到人和設備。并且可以導出到本地。

2.11 手機小程序/APP

移動(dòng)端以小程序為基礎，主要功能為：設備監控、實(shí)時(shí)數據、趨勢曲線(xiàn)、報警管理、設備管理等功能。

 

三. 主要設備技術(shù)參數

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3.1 OBDGate系列邊緣計算網(wǎng)關(guān)

OBDGate設備是歐倍德云科技耗時(shí)幾年研發(fā)出的邊緣計算網(wǎng)關(guān)，是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺中的遠程通訊設備，可以方便地實(shí)現現場(chǎng)設備的數據采集、遠程PLC程序下載及故障診斷。

 

3.2 產(chǎn)品特性

 

 

3.3 主要功能

1) 數據采集

兼容西門(mén)子、歐姆龍、三菱、施耐德、羅克韋爾、信捷臺達等PLC

兼容昆侖通態(tài)、威綸通、ifix、proface等各種工業(yè)觸摸屏

各類(lèi)儀器儀表等，支持的協(xié)議如下：

 

序號	品牌	設備名稱(chēng)	讀取數據
1	西門(mén)子	S7-Smart網(wǎng)口	√
2		S7-Smart串口	√
3		S7-200串口	√
4		S7-200網(wǎng)口	√
5		S7-1200網(wǎng)口	√
7		S7-300擴展網(wǎng)口	√
8		S7-300內置網(wǎng)口	√
9		S7-1500內置網(wǎng)口	√
10	歐姆龍	CP1E	√
11		CP1L自帶網(wǎng)口	√
12		CP1H擴展串口	√
13		CJ1內置串口	√
14		CJ1擴展串口	√
15		CJ1網(wǎng)口	√
16		CJ2內置串口	√
17		CJ2擴展串口	√
18		NX/NJ	√
19	三菱	Q00UCPU編程口	√
21		QJ71C24N	√
22		QJ71E71N	√
23		Q/L系列內置網(wǎng)口	√
24		FX1N/2N/2N/3U/3G/3SA編程口	√
		FX3U/FX5U	√
25		FX擴展串口	√
26	創(chuàng )研空調 控制器	編程口	√
27		擴展口	√
28	信捷	串口：編程口/擴展口	√
		以太網(wǎng)口：編程口/擴展口	√
29	上電科	編程口/擴展口	√
30	臺達	編程口/擴展口	√
31	儀表	安科瑞/歐陸/島電等等	√
32	永宏	FBS編程口	√
35	AB	CompactLogix_網(wǎng)口	√
38		MicroLogix_串口	√
39	變頻器	施耐德/西門(mén)子/ABB等等	√
40	觸摸屏	威綸通	√
		MCGS	√
44	施耐德	串口/以太網(wǎng)口	√
45	Modbus	Modbus Rtu/Tcp/Ascii	√

 

1) 數據傳送

網(wǎng)關(guān)將處理好的數據按照不同的規則進(jìn)行發(fā)送，分為“實(shí)時(shí)傳送”、“區間傳送”以及“周期傳送”

實(shí)時(shí)傳送：當數據值超過(guò)某一個(gè)指定范圍時(shí)，網(wǎng)關(guān)自動(dòng)發(fā)送數據至平臺

周期傳送：網(wǎng)關(guān)按照指定的周期向平臺發(fā)送數據

2) 遠程編程

支持通過(guò)有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )或者4G網(wǎng)絡(luò )對plc、觸摸屏等網(wǎng)絡(luò )設備進(jìn)行遠程編程、調試。

3) 報警預處理

可以根據報警規則進(jìn)行ms級判斷，報警觸發(fā)之后，立即上報至服務(wù)器，也可按照設定規則進(jìn)行上報。

4) 數據交換

同一個(gè)網(wǎng)關(guān)可以將一臺工業(yè)現場(chǎng)設備的數據交換至另外一臺工業(yè)現場(chǎng)設備，可以在底層實(shí)現設備之間的數據交互和聯(lián)動(dòng)，兩臺甚至多臺網(wǎng)關(guān)支持數據互相進(jìn)行交互。

5) 數據存儲

網(wǎng)關(guān)內置SD卡，可以將每臺設備的數據存儲到網(wǎng)關(guān)內部。

6) 數據斷網(wǎng)續傳

在斷網(wǎng)的情況下，數據會(huì )存儲再本地網(wǎng)關(guān)中，網(wǎng)絡(luò )恢復之后再上傳至云平臺。

7) 防拆機

網(wǎng)關(guān)支持防拆機功能，防止網(wǎng)關(guān)被人為拆除，導致設備失去聯(lián)系。