食品飲料（liào）行業IoT解決方案

       當前，智能製造在食（shí）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路上（shàng）取得領（lǐng）先地位，通過建設數字化工廠以最終實現降本增效。構建以CPS為核心的智能製造不僅要實現各個（gè）係統間聯網數據的交（jiāo）換，還需（xū）要智能體係（xì）進行分析（xī）、決策、指令（lìng）執行。互聯互通（tōng）作為智能製造中的（de）先決條件，對於信息采集與（yǔ）集中管理有（yǒu）著決定性的作用（yòng），是OT與IT匯聚與（yǔ）融合，實（shí）現（xiàn）實時（shí）化、可視（shì）化、智能化的（de）基礎。

       擁有即插即用開放（fàng）架構（gòu）的食品飲料行業EcoStruxure IoT，清晰地界定了IoT平台的三（sān）層架（jià）構，即邊緣層、平台層和應用（yòng）層，在每層中靈（líng）活配置（zhì）對應的功能模塊，實現設備互聯、數據采集、數據清洗、數據存（cún）儲、應用集成（chéng）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（hé）難度。

       施（shī）耐德電氣EcoStruxure IoT物聯（lián）網平台，具有以（yǐ）下（xià）特點：

       ●高（gāo）可用性：EcoStruxure IoT平台提供多種高可（kě）用（yòng）性機製，其中包括：ioseserver冗餘，實時數據庫服務器分布式體係架構，實時數據庫服（fú）務器冗餘，曆史（shǐ）數據存儲轉發，曆史數（shù）據（jù）庫服（fú）務器冗餘等。

       ●可重用性（xìng）：EcoStruxure IoT平（píng）台是按（àn）照最大（dà）限度的工程重用來設計工程開發方式的，采用了真正麵向（xiàng）對象的設（shè）計模式。任何應用功能組件都被設計為對象模板，並可生成多個的應（yīng）用功（gōng）能對象實例部署在不同工作（zuò）節點。可（kě）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（píng）台，監控係統（tǒng）是一個維護性很好的係統。EcoStruxure IoT所提供的係統開發平台，為係統集成商和業主提供（gòng）功能強大的配置、開發、維護平台，係統在線運行時（shí）進行（háng）局部的修改而不影（yǐng）響係統的整體運（yùn）行。

       ● 開放性：EcoStruxure IoT平台軟件具備開（kāi）放的架（jià）構，允許用戶在係統（tǒng）平台上實現二次開發，擁有極強的擴展（zhǎn）能力，為項目（mù）的（de）應用以及未來係統的擴展提供堅（jiān）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（ān）全機製（zhì），允許用戶定義用戶與其控製的設備之間的關係，允許定義（yì）用戶角色，賦予這些角色針對不同設備安全組的權限，這（zhè）些權限非常的（de）全麵和細致，包括（kuò）：是（shì）否可以確認報警；是否可以操作；是否（fǒu）可以在配置環境下操作等。

       ● 高性能的（de）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（néng）。包括：數據采集，數據運算，數據存儲，以及監控界麵的高效（xiào）刷新。Wonderware 係統平台最大可支持單係（xì）統400個節點，100W點的IO控製，以（yǐ）及200W點的數據存儲。

       ● 數據采集：EcoStruxure IoT平（píng）台提供豐富（fù）的設備集成接口（kǒu），作為（wéi）數據客戶端和設（shè）備之間的中間模塊。提供以不同類型通訊方式（以太網、串口等）、通訊協議（yì）（Modbus、Profibus、IEC標準（zhǔn）等）連（lián）接基礎設備（PLC、DCS、OPC Server等）。為監控軟（ruǎn）件、數（shù）據庫軟件、第三方數據客戶端（duān）等等提供實時數據的訪問服（fú）務。數據（jù）訪問服務器（DA Server）提（tí）供DDE、Suitelink、OPC的協議支持。

       ●支持Web Service、Web API、REST、MQTT、MODBUS、OPC UA技術應用，支持多種通訊協議，具（jù）有對接其他係統的開放（fàng）性

       ● 數據采集平台具有數據采（cǎi）集接口（kǒu）配置文件功能，可通過遠（yuǎn）程登（dēng）錄服務器方式或著遠程桌麵的方式進行（háng）遠程部署，可導出或導入（rù）配置（zhì）文件，方便項目的調試和維護

       ● 提供在線監視功能，對采集接口性能、網路傳輸性能進（jìn）行監測，對於需要（yào）緩存的關鍵數（shù）據如果出現采集中斷，可在邊緣層進行數據緩（huǎn）存，同（tóng）時（shí）進行報警及報警信息的記錄，采集（jí）恢複後自動上傳緩（huǎn）存數據。

       ● EcoStruxure平台連接管理（lǐ），管理所有連接至（zhì）平台的邊緣服務器或通過認證的（de）智能設備，連接服（fú）務以MQTT消息服（fú）務的形式，提供連接、認證、點位數據傳輸等規範。

       ● 支（zhī）持海量消息高吞吐（tǔ）、高並發的上下（xià）行消息處理，實現邊緣端服務或廣域智能設備的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（zhōng）端發現及校驗機製，保障信息服務的安全（quán）可靠。

       ● 以流計算為核（hé）心，實現對接入數據的實時處理、計算、分析的（de）計算平台，提供在線設計、調試、運行（háng）監控的（de）開發與運維管理能力， 實（shí）現從接入、計算到存（cún）儲的端到端的處理，可根（gēn）據實際需要基於SDK擴展開發功能組件。

       ● 通過組織（體現為分組）-設（shè）備-點位（體現為屬（shǔ）性/事件/方法）構成了平台的物聯數據結構。組織承載事業部-工（gōng）廠-車間的層級結構，可以根據現場的情況快速的擴展。

       ● 對於係統的關鍵操作進（jìn）行日誌集中管理，係統（tǒng）會進行日誌輸出，如（rú）用戶權限變更，用（yòng）戶設備操作記錄（lù）等。工業物聯網平台會對所有係統、子係統的日誌（zhì）進行聚合並提供日誌平台進行查詢展示，讓係統管理人員技術運維人員，能（néng）即時進行日誌的查（chá）詢、統計、下（xià）載。

       ● 平台（tái）提供對外服務（wù）接口，滿足外（wài）部（bù）係統如MES、QMS、EMS的集（jí）成與調用，包括設備信息查詢接口、數據（jù）模型查詢（xún）接口、事件信息查詢接口、告警信息查（chá）詢接口、設備控製接口等。

       施耐德電氣食品飲料行業EcoStruxure IoT，在邊緣層和平台（tái）層實現數據接口標（biāo）準化，完成數據采集、數據存儲，在（zài）應用層深度集成MES、QMS、EMS等係統（tǒng），實現業（yè）務應（yīng）用標準（zhǔn）化定義，實現產線（xiàn）可視（shì）化（huà），規範工藝下發到設備執行的互聯集成（chéng），支持（chí）生產執行自動化，推（tuī）動工廠設（shè）備綜合運行效率OEE提（tí）升，工藝質量在（zài）線（xiàn）監測（cè）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（shí）時監測、可追溯和可視化，對執行過程進行統計（jì）分（fèn）析，支持（chí）決策，從而提升設備綜合運（yùn）行效率，提升精益化管理水（shuǐ）平。

       在建設數字化工廠的過程中，食品飲料行業（yè）領先的跨國食品（pǐn）公司工廠遇到了一係列的數字化難題。現階段該工廠的痛點具體包括：

       ● 該工廠多年來構建（jiàn）了（le）多個獨立的業務功能係（xì）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（tǒng）與數采平台等各係統平台間相互獨立，數（shù）據不能互通，OT與IT之間並未實現互聯（lián）互通；

       ● 數（shù）據管理標準不統一，與設備交互的接口及設備數據采集標準參差不（bú）齊，導致設備數據采集、傳輸、存儲與應用困難；

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

       ● 各設備相（xiàng）互獨立無法協（xié）同工作，設備運行狀態、異常（cháng）報警信息與生產（chǎn）執行情況（kuàng）無法及時上傳（chuán）到統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動實時采集進而導致設（shè）備與產（chǎn）線的生（shēng）產運行情況無（wú）法實時進行可視化管控；

       ● 各個平台和設備的數（shù）據無（wú）法互（hù）聯互通，沒有統一的數據庫進行數據（jù）收集清洗，從而進行後續的數據分（fèn）析。

       該工廠希望通過搭建（jiàn）數據完整、準（zhǔn）確、及（jí）時和數據共享的標準化數據中（zhōng）台，支撐智（zhì）能一體（tǐ）化應用建設。針對該食（shí）品飲料工廠的現狀，施耐德電氣食品飲料行業團隊基於食（shí）品飲料行業的特點，為其定製了一套（tào）符合食品（pǐn）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平台構建數據中台；

       ● 實現（xiàn）各種PLC、DCS、傳感器和儀表設備（bèi）的接（jiē）入以及與多個上位機及（jí）SCADA係統的集（jí）成（chéng）；

       ● 進行數（shù）據清洗、數據計算、數據統（tǒng）計和數據緩存；

       ● 實現實時計算、數據管理、模型組態和數據存儲；

       ● 構建應用分析與服務，提供（gòng）智能應用（yòng）。