1硬件平台设计
硬件平台由Web服务器、防火墙、交换机、工作站、UPS电源等组成。设置1台Web服务器用于应用程序的安装与部署;设置1台数据服务器用于存储生产过程中采集到的数据信息;设置1台I/O服务器,采集生产数据后提供给以太网上的工作站;设置5台工作站,用于监控各个子系统的运行;为保证监控网的相对独立,通过1台硬件防火墙将监控网与厂区局域网隔离;设置1台核心工业交换机实现整个生产数据的交互;在局域网内设置1台邮件服务器和1台文件服务器;设置后备时间不小于4小时的UPS电源设备,以备临时停电时持续供电。
2软件平台建设
通过软件平台将为智慧工厂提供统一的门口入口和各种应用的统一集成环境,使原始数据能够通过平台协调有序的运行,实现各应用系统的信息共享。软件平台由五个主要部分组成。数据输入接口实现与原有系统的衔接;数据输出接口根据各监控系统的反馈控制需求,按照标准协议规范,提供标准输出接口;数据中心是业务数据的存储和处理中心,核心是异构数据分析、转换处理,从而实现原有信息系统的业务数据能够得到有效利用;WebServer为各应用系统的数据显示与控制提供Web服务功能;门户网站是建立数据中心的基础上,为智慧工厂的用户提供满足不同需求的应用服务。门户网站的主要业务需求包括:(1)生产调度管理生产调度管理是以企业生产调度业务为核心,为生产调度管理相关工作人员提供的计算机应用系统。系统全面整合生产调度日常管理数据、安全监控系统实时数据、自动化设备运行实时数据、工业视频数据、事故处理记录、人员考勤记录等多种信息。系统涵盖作业计划制定、生产过程监控、日常调度指挥、应急事件处理等企业生产调度相关的各项业务,结合通讯调度机为调度员提供一个桌面办公平台,辅助调度员全面、迅速、准确地进行生产调度。(2)灾害预警与防治系统借用人工智能技术,建立各种灾害预警数学模型,并随着历史数据积累进一步完善数据模型;通过数据仓库、数据挖掘和数据集市等数据分析技术,达到生产车间环境参数的预测和预警的作用。(3)安全生产监控与决策管理安全生产监控主要包括对生产环节中环境因素、人员因素和设备因素的监控等。利用数据挖掘技术及智能信息处理技术,综合多系统数据对安全生产环节中的安全隐患进行实时评估并提供辅助决策功能。此外还具有历史数据查询、筛选、各种标准生产报表功能。(4)产品运销管理系统功能包括运输车辆管理、合同管理、押金管理、运费结算、客户订单回单管理、预收款管理、欠款管理、销售统计、报表输出等功能,能按企业的要求提供各种销售明细报表和汇总报表。(5)设备材料管理系统利用数据集成平台,实现企业主要设备管理的网络化。从而提高设备的周转、调配效率,提高设备的使用率。主要功能包括设备材料档案信息管理、计划管理(使用计划、租赁计划、购置计划、维修计划等)、出入库管理、维修管理、特种设备管理、使用状况监控、报废管理、费用结算、配件信息维护等功能。
3海量数据处理需求
在智慧工厂中设置的智能监控设备每秒钟就会采集大量的业务数据,当面对数据库中海量的监控数据时,兼顾平台的实时性需求,应用服务对数据进行快读的访问、读取和操作显得十分重要。首先需要对数据库性能进行严格考量,来提高数据的存取效率,提升海量数据的处理速度。其次,设计数据库表格时应满足第三范式的要求。第三,建立云服务平台,利用云计算技术实现海量数据的处理。云服务平台的设计结构如图4所示。
4结语
物联网技术的应用,为企业的生产经营管理提供了更便捷、更智能的模式。文章设计了基于物联网技术的智慧工厂的总体结构、硬件平台、软件平台和云服务平台,为智慧工厂的建设提供了解决方案。
作者:杨韶华 柳召辉 单位:平顶山工业职业技术学院 中国平煤神马集团尼龙化工公司