一、項(xiàng)目背景

鐵合金行業(yè)作為國民經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)原材料產(chǎn)業(yè)，在鋼鐵、機(jī)械制造等眾多領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用，其生產(chǎn)規(guī)模龐大且呈持續(xù)增長趨勢。然而，傳統(tǒng)的鐵合金生產(chǎn)監(jiān)控方式存在諸多弊端，如數(shù)據(jù)采集不及時(shí)、不準(zhǔn)確，信息孤島現(xiàn)象嚴(yán)重，生產(chǎn)管理人員難以全面、實(shí)時(shí)地掌握生產(chǎn)現(xiàn)場情況，導(dǎo)致生產(chǎn)效率低下、能耗居高不下、設(shè)備故障頻發(fā)等問題，嚴(yán)重制約了企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷興起與發(fā)展，將先進(jìn)的工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)引入鐵合金生產(chǎn)過程，構(gòu)建MQTT物聯(lián)網(wǎng)平臺遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、傳輸與監(jiān)控分析，成為了推動鐵合金行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型、提升生產(chǎn)管理水平的關(guān)鍵舉措。

二、項(xiàng)目需求

·數(shù)據(jù)采集與上傳：需要對鐵合金生產(chǎn)現(xiàn)場的各類設(shè)備，如furnace（品牌：Siemens，型號：SimaticS7-300）、electricalswitchgear（品牌：ABB，型號：ANSOCO2200）、castingmachine（品牌：Sandvik，型號：RST200）等的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行全面采集，并穩(wěn)定、準(zhǔn)確地上傳至MQTT物聯(lián)網(wǎng)平臺。

·遠(yuǎn)程監(jiān)控與管理：生產(chǎn)管理人員希望能夠通過遠(yuǎn)程方式實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、生產(chǎn)參數(shù)、能耗數(shù)據(jù)等，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況并做出決策，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的遠(yuǎn)程控制與管理，提高生產(chǎn)效率和設(shè)備利用率。

·系統(tǒng)集成與兼容性：鐵合金生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)備種類繁多，品牌和型號各異，采用的通信協(xié)議和數(shù)據(jù)格式也各不相同，因此要求工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)能夠兼容多種協(xié)議和設(shè)備，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的無縫集成。

三、解決方案

·設(shè)備選型：經(jīng)過對多家品牌和型號的工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)進(jìn)行調(diào)研與評估，最終選擇了遠(yuǎn)創(chuàng)智控YC-GR90-SPLC遠(yuǎn)程控制網(wǎng)關(guān)。該網(wǎng)關(guān)具備強(qiáng)大的協(xié)議解析能力，支持OPCUA、ModbusTCP等多種主流工業(yè)協(xié)議，可與現(xiàn)場的各種設(shè)備進(jìn)行通信；采用工業(yè)級芯片和元器件，具備高可靠性和穩(wěn)定性，能夠在惡劣的工業(yè)環(huán)境下長期穩(wěn)定運(yùn)行；支持5G/4G/WIFI/有線以太網(wǎng)等多種網(wǎng)絡(luò)接入方式，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和實(shí)時(shí)性。

·系統(tǒng)架構(gòu)：構(gòu)建了基于YC-GR90-S邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)的鐵合金生產(chǎn)MQTT物聯(lián)網(wǎng)平臺遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，其架構(gòu)主要包括設(shè)備層、網(wǎng)關(guān)層和云平臺層。設(shè)備層由各類生產(chǎn)設(shè)備組成，負(fù)責(zé)生產(chǎn)過程的執(zhí)行和數(shù)據(jù)的產(chǎn)生；網(wǎng)關(guān)層由YC-GR90-SPLC遠(yuǎn)程控制網(wǎng)關(guān)構(gòu)成，承擔(dān)著設(shè)備數(shù)據(jù)采集、協(xié)議轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)上傳的關(guān)鍵任務(wù)；MQTT物聯(lián)網(wǎng)平臺層部署了鐵合金生產(chǎn)監(jiān)控軟件系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)數(shù)據(jù)的存儲、分析、展示和管理。

·數(shù)據(jù)采集與傳輸：YC-GR90-S工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)通過OPCUA協(xié)議與現(xiàn)場設(shè)備建立連接，按照預(yù)設(shè)的采集周期和采集點(diǎn)位，實(shí)時(shí)采集設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，如溫度、壓力、流量、電流、電壓等參數(shù)，并將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行初步處理和封裝，通過5G網(wǎng)絡(luò)上傳至云平臺。

·遠(yuǎn)程監(jiān)控與管理功能實(shí)現(xiàn)：在MQTT物聯(lián)網(wǎng)平臺中開發(fā)了直觀、便捷的遠(yuǎn)程監(jiān)控界面，生產(chǎn)管理人員可通過電腦、手機(jī)等終端隨時(shí)隨地登錄系統(tǒng)，實(shí)時(shí)查看設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和生產(chǎn)數(shù)據(jù)，如設(shè)備的啟停狀態(tài)、運(yùn)行時(shí)間、生產(chǎn)產(chǎn)量、能耗情況等。同時(shí)，系統(tǒng)支持對設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制操作，如遠(yuǎn)程啟停設(shè)備、調(diào)整設(shè)備運(yùn)行參數(shù)等，方便生產(chǎn)管理人員根據(jù)生產(chǎn)需求及時(shí)調(diào)整設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，確保生產(chǎn)的順利進(jìn)行。

四、項(xiàng)目實(shí)施

·設(shè)備安裝與調(diào)試：在鐵合金生產(chǎn)現(xiàn)場，按照相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，將YC-GR90-S邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)安裝在各生產(chǎn)設(shè)備附近，并進(jìn)行接線和調(diào)試工作。首先將網(wǎng)關(guān)與現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行連接，確保通信鏈路正常；然后對網(wǎng)關(guān)的采集配置進(jìn)行設(shè)置，包括采集點(diǎn)位、采集周期、協(xié)議參數(shù)等，使網(wǎng)關(guān)能夠準(zhǔn)確采集設(shè)備數(shù)據(jù)。

·云平臺部署與配置：在MQTT物聯(lián)網(wǎng)平臺上搭建了鐵合金生產(chǎn)監(jiān)控軟件系統(tǒng)，并對系統(tǒng)進(jìn)行配置，包括設(shè)備信息錄入、數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、監(jiān)控界面開發(fā)等。同時(shí)，對云平臺的安全防護(hù)機(jī)制進(jìn)行了設(shè)置，如防火墻配置、用戶權(quán)限管理、數(shù)據(jù)加密等，確保系統(tǒng)和數(shù)據(jù)的安全性。

·系統(tǒng)集成與聯(lián)調(diào)：將YC-GR90-SPLC遠(yuǎn)程控制網(wǎng)關(guān)與MQTT物聯(lián)網(wǎng)平臺進(jìn)行集成，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸和交互。在系統(tǒng)聯(lián)調(diào)過程中，對數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性、傳輸?shù)姆€(wěn)定性、遠(yuǎn)程監(jiān)控的實(shí)時(shí)性等方面進(jìn)行了全面測試和優(yōu)化，確保整個系統(tǒng)能夠穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行。

五、項(xiàng)目成果

·生產(chǎn)效率提升：通過實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和生產(chǎn)數(shù)據(jù)，生產(chǎn)管理人員能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程中的異常情況并迅速做出決策，減少了設(shè)備故障停機(jī)時(shí)間，提高了設(shè)備的利用率和生產(chǎn)效率。據(jù)統(tǒng)計(jì)，設(shè)備故障停機(jī)時(shí)間減少了約30%，設(shè)備利用率提高了約20%，生產(chǎn)效率得到了顯著提升。

·能耗降低：基于對能耗數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測和分析，企業(yè)能夠找出能源消耗的瓶頸和浪費(fèi)點(diǎn)，采取針對性的節(jié)能措施，如優(yōu)化設(shè)備運(yùn)行參數(shù)、調(diào)整生產(chǎn)計(jì)劃等，實(shí)現(xiàn)了能源的合理利用和節(jié)能減排。生產(chǎn)過程中能源消耗降低了約15%，為企業(yè)降低了生產(chǎn)成本。

·質(zhì)量管控加強(qiáng)：實(shí)時(shí)采集和分析生產(chǎn)工藝參數(shù)，確保生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性

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審核編輯 黃宇