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2020OEM机械设计技术研讨会云会议
嵌入式系统

以数据采集及全面感知构筑边缘计算基础,为工业智能化保驾护航

  2020年07月07日  

  当下,工业物联网已经成为企业数字化转型最受关注的平台技术。然而受困于有限的数据采集手段,企业并不能称心地从设备和终端获取想要的数据,特别在工业企业,即便领先的工业自动化集成商,也会为如何解决异构工业协议标准下的系统数据采集而发愁。因此,虽然工业互联网的重要性不言而喻,但其价值的发挥却在很大程度上取决于采集数据的数量和质量。如果无法提升数据采集能力,工业互联网便如同无源之水,空有一身武艺而无处施展。

  机遇与挑战并存

  云边协同在路上

  近日,工业和信息化部发布《关于工业大数据发展的指导意见》,再次明确全面加速数据汇聚,推动工业数据采集的重要性及必要性。但同时作为数据第一入口,工业数据采集面临实时性、确定性、多样性等诸多挑战。例如:工业软硬件系统本身具有较强的封闭性和复杂性,不同设备或系统的数据格式、接口协议都不相同,工业数据采集领域存在Profibus、Modbus、CAN等多种类型的工业协议标准,工业数据采集缺乏统一规范等。

  此外,受限于网络带宽和端云协同带来的性能传输延迟,工业数据采集实时性和确定性要求很难保证。同时,随着生产线的高速运转,对精密生产和运动控制等场景数据采集的实时性要求不断提高,传统数据采集技术在应对高精度、低时延的工业场景时,更难以保证重要信息实时采集和上传,当然无法满足生产过程实时监控需求。

  为解决问题,边缘计算平台被引入进来,由于边缘计算系统更靠近工业现场,能更高效采集设备数据,并更快速响应边缘端业务处理需求,实时性较高的业务需求及时在边缘处理,重要数据也可及时传输到云端,这种云边协同模式极大地保障业务效率和数据安全性,独立处理能力更是使得即使在云平台宕机时生产系统仍可正常运行。

  业务下沉至边缘

  采集能力要强悍

  随着数字化业务下沉到边缘层,工业数据采集的能力将直接影响数字化转型的成果。在数字转型进入关键攻坚战的当下,针对复杂的工业数据采集挑战和需求,研华将边缘计算技术与工业数据采集技术融合,提供全面完整的物联网数据采集解决方案,为企业数字化转型保驾护航。

  研华边缘数据采集全景图

  针对边缘计算与数据采集融合的发展趋势,目前很多HMI/SCADA厂商开始基于研华数据采集 I/O构建物联网架构的数据采集与监控的解决方案。如研华ADAM-4000、ADAM-5000、ADAM-6000系列远程分布式数据采集产品。

  随着边缘计算应用的发展,传统HMI/SCADA系统架构开始向“物联网网关+工业数据采集分布式网络架构”转变,借助高性能计算、实时操作系统、边缘分析算法等技术支撑,在靠近设备或数据源头的网络边缘侧进行数据预处理、存储以及智能分析等应用。因此,将工业数据采集与边缘计算融合正成为物联网数据采集的创新解决方案。

  研华ADAM系列产品不仅可以快速部署分布式数据采集,还可以与边缘计算产品ECU-1000系列工业网关无缝整合。这种物联网网关与工业数据采集组合的模式很好地弥补了云平台在高实时性工业智能化应用中的边缘计算能力的不足。

  WebAccess+边缘数据采集

 

  边缘数采与分析

  助企业降本增效

  随着经济高质量发展,诸如钢铁、化工等传统行业都有紧迫的转型需求,亟需借助信息技术构建更智能的污染物监控体系来满足日趋严苛的环保要求。对此,研华依据不同情况,提供最具价值效益的完整数据采集及分析方案。

  以制造业排污为例,过去,在一些钢铁厂和化工厂,污染物排放监测主要是以污染物浓度为主的监测,监测频次低,大部分污染源的排放是根据估算,随意性很大。现在,环境管理已从浓度限制转向总量控制,因而作为管理监督手段的排放监测系统必须建立适合总量控制要求的体系。

  研华方案通过ADAM系列分布式数据采集模块获取烟尘测量仪、温度仪、烟气压力计等工业现场数据及实现对电磁阀、抽气泵和继电器等设备的控制,再由研华ECU系列工业智能网关实现数据汇聚,所获取的数据通过以太网上传至研华UNO系列边缘智能平台,进而测量各种污染气体的浓度和排放总量。

  系统架构图

  除此之外,根据客户的不同需求,研华采用模块化解决方案进行配置。如针对多点数数据采集需求,研华提供VOCs智能监控运维平台整体解决方案,通过传感器对烟气的各个监测节点进行数据采集,包括烟气温度、压力、湿度、水分、粉尘等,在经VOCs分析仪进行分析后,通过研华ADAM-5000/TCP分布式以太网系列数据采集模块进行海量数据收集、存储,通过研华SCADA软件WebAccess进行数据整合,最后上传到工业云平台WISE-PaaS或环保部门统一监管平台。

  其中所有环节要求精准、可靠、实时监管,要同时上传到环保监控平台及企业业主的监测平台。每个现场监控站采用1台研华边缘计算电脑UNO系列作为数据采集监测主机,与VOCs分析仪连接,通过分布式以太网数据采集模块ADAM-5000/TCP进行数据收集、存储以及转发。经过检测单元,流量自动控制,采集ADAM-5017等专用低电压mv信号,直接采集分析仪的气体浓度,保证了数据的准确度,大幅度降低多排口企业的监测成本。

  系统架构图

  在采用研华智能化数据采集方案后,企业可通过“烟气自动监测系统”对大气污染源排放的气态污染物和颗粒物进行浓度和排放总量地连续监测并将信息实时传输至主管部门。通过研华稳定可靠的数据采集方案,在符合国家环保标准的前提下,可有效帮助企业降低成本。

  当然,除了针对化工、钢铁等高污染的行业构建智能边缘分析解决方案,研华物联网数据采集解决方案还被大量的应用到智能制造、智慧能源、智能城市等不同领域,并针对不同行业的边缘计算和数据采集场景提供多样化的数据采集方案,让客户以高效、可靠的技术手段实现数据汇聚与分析,从而达成提质、增效和降本的目标。

  结束语

  随着工业物联网高速发展,工业数据采集将不再是以传统的HMI/SCADA架构为主,而是向着融合了边缘计算技术的物联网边缘数据采集架构转变。研华边缘数据采集产品极好的顺应了这一技术发展趋势。

  研华基于物联网远程I/O架构的解决方案不但能很好的满足工业物联网时代企业对于分布式数据采集与监控系统的需求,更融合了边缘计算的技术从而支撑企业加速数字化转型。

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  全面加速数据汇聚,推动工业数据全面采集、加速工业设备互联互通对当下具有重大战略意义,是构建工业互联网的坚实基础和必要前提。7.30日研华便将以研讨会的形式为您讲述:如何凭借数据采集,驱动企业数字化转型;并将聚焦于垂直的智能制造及智慧能源等行业,为您深度剖析如何利用数据赋能生产实际,驱动生态发展。

  会议议程:

  -工业互联网浪潮下,如何加速IT与OT融合,驱动企业数字化转型?

  -以数据采集及全面感知构造工业物联网基础 拥抱AIoT时代

  -感知生产关键参数 助力企业迈向精益化生产管理

  -以物联网全面感知技术 打造能源高效利用创新引擎

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标签:研华我要反馈
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