食品（pǐn）飲料行業IoT解決方案

       當前，智能製造在食品飲料行業是非常火熱（rè）的話題，許多企業致力於在智能製造的轉型道（dào）路上取得領先地位，通過建設數字化工廠以最終實現降本（běn）增（zēng）效。構（gòu）建以CPS為（wéi）核心的智能製造不僅要實現各個係統間聯網數據（jù）的交換，還需要（yào）智（zhì）能體係進行分析、決策、指令執行（háng）。互聯互通作為智（zhì）能製（zhì）造中的（de）先決條件，對於信息采集與集中（zhōng）管理有著決定性的作用，是OT與IT匯聚與融合，實現（xiàn）實時（shí）化、可視化、智能化的基礎。

       擁有即插即用開放（fàng）架構（gòu）的（de）食品飲料行業EcoStruxure IoT，清晰地界定（dìng）了IoT平（píng）台的三層架構，即邊緣層（céng）、平台（tái）層和應用層，在每層中靈活配置對應的功能模塊，實現設備互聯、數據采集、數據清洗、數據存儲、應用集成和運營（yíng）管理應用，架構的合理性確保各係統（tǒng）邊界清晰可落地，降低實施的複雜度和難度（dù）。

       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（qí）中包括：ioseserver冗餘，實時（shí）數據庫服務器分（fèn）布式體係（xì）架構，實時數據庫服務器冗餘，曆史數據存儲（chǔ）轉發，曆史數據庫服務器冗（rǒng）餘（yú）等。

       ●可重用性：EcoStruxure IoT平台是按照（zhào）最大限（xiàn）度的工程重用來設計工程開發方式的，采用了真（zhēn）正麵向對象的設計模式。任何應用（yòng）功能組件都被設計為對象模板，並可生成多個的應用（yòng）功能對象實例部署在不同工作節點。可以極大的提高工程效率，並減少工程開發和調試的時間。

       ● 易於維護性：利用EcoStruxure IoT平台，監控係（xì）統是一（yī）個維護性很好的係統。EcoStruxure IoT所（suǒ）提供的係（xì）統開（kāi）發平台，為係統集成商和業主提供功能強大的配置、開發、維護平台，係統在線運行（háng）時進（jìn）行局部的修改而不影響係（xì）統的整體運行。

       ● 開放性：EcoStruxure IoT平台軟件具備開放的架構，允許用戶在係統平台上實現二次開發，擁有極強的擴展能力，為項（xiàng）目的應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平台軟件本身內建完善的安全機製，允許用戶定義用戶（hù）與其控製的設（shè）備之間的關（guān）係，允許定義用戶角色，賦予這些角色針對不同設備安全組（zǔ）的權限，這些權限非常的全麵和細致，包括：是否可（kě）以確認報警；是否可以操作；是否可以在配置環境下操作等。

       ● 高（gāo）性能的運行時：在EcoStruxure IoT平台提供的分布式架構下，能夠實現應用的高性能。包括（kuò）：數據采集，數據運算，數據（jù）存儲，以及監控界麵的高效（xiào）刷新。Wonderware 係統平台最大可支（zhī）持單係統400個節點，100W點的IO控製，以及200W點（diǎn）的數據存儲。

       ● 數據采集（jí）：EcoStruxure IoT平台提供豐富的設備集成接口，作（zuò）為數據客戶端和設備之間的中間模塊。提（tí）供以不同類型通訊方式（以太網、串口等）、通訊協議（Modbus、Profibus、IEC標準等）連接（jiē）基礎設備（PLC、DCS、OPC Server等）。為監控軟件、數據庫軟件、第三方數據客戶端等等提供實時數據的訪問服務。數據訪問服務器（DA Server）提供DDE、Suitelink、OPC的協議（yì）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（tā）係統的開放性

       ● 數據采集（jí）平台具有數據采集接口配置文件功能，可（kě）通過遠程登錄服務器方式或著（zhe）遠程桌麵的方式進行遠程部署，可導出（chū）或導入配置（zhì）文件，方便項目的調（diào）試和維護（hù）

       ● 提供在線監視功能，對采集接口性能、網路傳（chuán）輸性能進行監測，對於需要緩（huǎn）存的（de）關鍵數據如果出現采集中斷，可在邊緣層進行數據緩存，同（tóng）時進行（háng）報（bào）警（jǐng）及報警信息的記錄，采集恢複後自動上傳緩存數據。

       ● EcoStruxure平台連接管理，管理所有連接至平台的邊緣服務（wù）器（qì）或通（tōng）過認證的智能設備，連接服務以MQTT消息服務的形式，提供連接、認證（zhèng）、點位數據傳輸等規範。

       ● 支持海量消息高吞吐（tǔ）、高並發的上下行消息處理（lǐ），實現邊緣端服務或（huò）廣域智（zhì）能設備的（de）數據遠程接入及指令下發；

       ● 支持MQTT協議（yì）的接入，提供SDK及終端發現及校驗（yàn）機製（zhì），保障信（xìn）息服務的安全可靠。

       ● 以流計算為核心（xīn），實現對接入數據的實時處理、計算、分析的計算平台，提（tí）供（gòng）在線設計、調試、運行監控的開發與運維管理能力， 實現從接入、計算（suàn）到存儲的端到端的處理，可根據實際（jì）需要基於SDK擴（kuò）展開發功能組件。

       ● 通過組織（體現為分組）-設備-點（diǎn）位（體現為屬性/事件/方法）構成了平台的物（wù）聯數據結構。組（zǔ）織承載事（shì）業部-工廠-車間的層級結構（gòu），可以根（gēn）據現場的情況快速（sù）的擴展。

       ● 對於係統的（de）關鍵（jiàn）操作（zuò）進行日誌集中管理，係統會進行日誌輸出（chū），如用戶權限變更，用戶設備操作記錄等。工業物（wù）聯網平台會對所有係統、子係統的（de）日誌進行聚合並提（tí）供日誌平台（tái）進行查詢展示，讓係統管理人員技術運（yùn）維人員，能（néng）即時進行日（rì）誌的查詢、統（tǒng）計、下載。

       ● 平台提供對外服務（wù）接口，滿足外部係統如MES、QMS、EMS的集成與調用，包括設備信息查詢接口、數據（jù）模型查詢接口、事件信息查詢接口、告警信息查詢接口、設（shè）備控製接口等。

       施（shī）耐德（dé）電氣食品飲料行業EcoStruxure IoT，在邊緣層和平台層（céng）實（shí）現數據接口標準化（huà），完成數（shù）據采集、數（shù）據存儲，在應用（yòng）層深度集成MES、QMS、EMS等係統（tǒng），實現業務應用標準化定義，實（shí）現產線可視化，規範工藝下發到（dào）設備執行的（de）互聯集成，支（zhī）持生產（chǎn）執行自動化，推動工廠設備綜合運行效率OEE提（tí）升，工藝質量在線監測與優化，實現遠程查看設備的實時運行狀況、訂單執行情況，實現實時（shí）監測、可追溯和可視化，對執行（háng）過程進行統計分（fèn）析，支持決策，從而提升設（shè）備綜合運行效率，提升精益（yì）化管（guǎn）理水平。

       在（zài）建設數字化工廠的過程中（zhōng），食品（pǐn）飲料行業領先的跨（kuà）國食品公司工廠遇到了一係列的數字化難題。現（xiàn）階段該工廠的痛點（diǎn）具體包括：

       ● 該工廠多年來構建（jiàn）了多（duō）個獨立（lì）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；

       ● 現有產線中控係統與數采平台等各係統平台間相互獨立，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（shè）備數據采集（jí）標準（zhǔn）參差（chà）不齊，導（dǎo）致設備數據采集、傳輸、存儲與應用困難；

       ● 生產（chǎn）命令下發與執行仍需（xū）要人工在（zài）多個係統間操作切換，耗時耗力；

       ● 各設備相互獨立無法（fǎ）協（xié）同工作，設備運行（háng）狀態、異常報警信息與生產執行情況無法及時上（shàng）傳到統（tǒng）一的平台進行實時監視與調度協同；

       ● 設備與生產數據無法自（zì）動實時（shí）采集進而（ér）導致設備（bèi）與產線（xiàn）的生（shēng）產運行情況無法實時進行可視化管控；

       ● 各個平台和設備的數據無法互聯互通，沒（méi）有統一的數據庫進行數據收集清（qīng）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據中台，支撐智能一體化應用建（jiàn）設。針對該食品飲料工廠的現狀，施耐德電氣食品（pǐn）飲料行業團（tuán）隊（duì）基於食品飲（yǐn）料行業的特點，為其定製了一套符合食品飲料行業使用需求的IoT平台，實現了以下諸多功能：

       ● 基於EcoStruxure IoT平台構建數據（jù）中台；

       ● 實現各（gè）種PLC、DCS、傳感器和儀表設備的接入以及與多（duō）個上位機及（jí）SCADA係統的集（jí）成；

       ● 進行數據清洗（xǐ）、數據計（jì）算、數據（jù）統計和數據緩存；

       ● 實現實時（shí）計算、數據管理、模型組態和數據存（cún）儲；

       ● 構建應用分析與（yǔ）服務，提供智能應用。