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1　項目背景

隨著生產規模的提升，場地面積不斷增加，廠區安全風險、車間環境質量及廠務設施的平穩運行是確保連續生產的關鍵，智慧工廠數字化平臺應能全面地監控廠區的關鍵指標，進行預警及聯動，直觀地展示廠區現場危險源、環境和廠務的實時運行狀況，實現自我偵測、自我防御，具備可配置的安全環境態勢感知數字化系統。

智慧園區數字化平臺示意圖如圖1所示。

圖1 智慧園區數字化平臺示意圖

2　系統現狀

安全系統：園區所有危險源未實行分級監控，無法對危險源做分類的配置和顯示，使用操作不直觀、不方便。

環境監控：溫濕度監控、廢水指標和廢氣指標等還是單獨監測，未實現數據整合。缺乏固定式的潔凈度探頭，所監控的區域有限。另外，現場的移動AGV監測裝置在系統中不可配置，實際路線變更后無法及時地更新，造成顯示異常，不能實時地顯示實際信息。

廠務系統：電力、空壓、暖通等通過單獨的BA系統進行監控，未納入統一的平臺，實現集中監控，還是分散的單棟控制。

3　項目目標

（1）安全系統

實現所有危險源分類分級監控，覆蓋所有顯著危險源，高風險點實現預警聯動，實時推送預案；集成智能巡檢機器人等智能巡檢手段，對無人庫房進行24小時不間斷巡檢，控制早期火災風險。

（2）環境監測

增加移動環境監控AGV系統的可配置性，可以對監控路徑和點進行編輯調整，系統能夠自動更新；集成手持式潔凈度測試儀，實現數據的互聯互通；把溫濕度、廢水、廢氣數據納入統一平臺，實現集中在線監控。

（3）電力監控

監測電力系統相關參數（電壓、電流、功率因數等），出現異常時可通過預設方案實現聯動控制。

（4）空壓監控

監測壓力、溫度、流量和露點等數據，能夠進行預警，并且自動啟用備用設備。

（5）暖通監控

實現壓力、溫度、流量、風機風閥狀態、風機頻率等數據的監測，能夠根據環境參數自動調節。

4　方案亮點

（1）自主可配：采用完全自主可控的國產化方案，基于全組態平臺開發，可以在線進行產線布局等配置，具備柔性管理，減少了項目重復投資。

（2）全面感知：打通各部分數據鏈路，統一接入協議，實現了數據整體接入和全域時空感知。

（3）自我防御：閉環式預警報警管理，知識庫自動更新維護，實現自我檢測和防御。

5　系統架構（如圖2所示）

圖2 系統架構圖

（1） 數據采集層

現場布置傳感器、攝像頭、移動監控AGV小車、智能巡檢機器人和PLC等硬件，對指標數據進行采集，實現不同應用子系統、不同設備接口協議之間的數據共享和應用集成，具備分布式架構，保證穩定性和可擴展性。

（2）平臺層

BS架構體系，具備集成運營管理，數據分析處理，模塊組件庫，集中開發遠程部署等能力。為系統提供后臺服務支撐，保證系統穩定運行。

采用亞控科技管控一體化組態平臺KingFusion，建立業務功能模型、對象、計算邏輯，以及基于WEB的可視化界面，形成完整的業務功能。由于KingFusion平臺對底層數據存儲進行了封裝，用戶無需關心數據庫結構和配置等，只需建立業務數據和邏輯即可，利用組態技術，使得業務功能開發、擴展、運維更加容易，工作量更小。

（3）展示層

實現跨平臺展示，可視化空間切換，模型與數據聯動，提高用戶對運營和整體業務的理解。包括WEB接入服務和WEB客戶端環境。使用HTML5、JavaScript、CSS等技術，利用界面組態環境，生成可視化界面。能夠支持各類主流瀏覽器，支持移動終端瀏覽。

6　系統功能

6.1　駕駛艙

管理駕駛艙作為一個管理可視化解決方案，能夠讓企業管理者像在飛機或汽車駕駛艙里面對儀表盤一樣，直觀地監測企業運營情況，并對異常關鍵指標預警和挖掘分析。具有直觀性、全面性、方便性、多維性和可配置性，能極大地輔助企業管理者了解相關決策信息, 抓住主要問題和問題的主要方面，對潛在問題提早預警，從而使企業更好地實現經營和管理目標。

根據不同管理權限，可以配置定制的駕駛艙內容，綜合查看園區安全情況、運行參數和能耗情況。中心駕駛艙如圖3所示。

圖3 中心駕駛艙

6.2　安全管理

監測廠區各類危險源（煙感、溫感、電流火險、可燃氣體、酸霧、漏液、甲醛等）及高風險裝備狀態，結合廠區全景圖，實時監測危險源狀態，可以查看危險源預警狀態、當前監測值、預警限值和歷史記錄。

危險源進行分類分級監控，可以在線配置。預警發生時，可以在總覽圖跳動提醒，點擊危險源標識可以進入到局部區域展示畫面。嚴重報警自動彈窗提示，并進行視頻和設備聯動，采取緊急措施。

6.3　環境管理

結合AGV小車和現場傳感器，實時監測各類環境參數（潔凈度、溫濕度、噪音、照明度等），并通過三維圖形化展示，可以自動進行區域差值計算。巡檢路線和產線支持在線配置，滿足柔性生產要求。

（1）模型配置

支持模型的導入導出，可以實現模型的升級維護，并能根據現場布局進行產線的在線擺放，減少項目重復投資，提高系統利用率。

（2）路線配置

為應對現場布局調整，提供AGV監測路線配置功能，可以調整巡檢點和巡檢路線，匹配實際生產需

（3）園區漫游

通過3D模型展示整個園區的全貌，可以借助鼠標、鍵盤以第一視角進行漫游，同時進行單體聚焦，進入單體廠房后，可以根據巡檢小車自由漫游，并結合數據進行展示。

（4）環境監測

實時監測環境參數，并進行圖形化展示，保證合適生產環境，提供基本保障。同時可以通過差值圖算法實現區域數字化展示，形象地評估當前環境質量。

6.4　電力系統

供配電系統是園區的命脈，因此供配電設備的監控和管理是至關重要的，本方案對供配電中的斷路器或者接觸器的運行狀態實時監測，在監控界面上用不同的圖標和顏色表示接通、分斷、短路或者過載故障等運行狀態，同時包含聲音報警和文字提示，方便值班人員及時處理故障。

6.5　暖通系統

主要針對集中式中央空調系統，空調系統由新風、回風、過濾器、冷熱盤管、送風機、空調機組等組成。空調機組的主要監控內容：送風量、回風量、新風量、送風溫度、送風濕度、送風機啟停、回風機、空氣凈化器等。

6.6　空壓系統

結合空壓工藝圖，實時監測空壓數據，提供空間切換列表。監測壓力、溫度、流量、露點和加載狀態等數據，出現異常自動報警，并切換備用方案。

6.7　報警管理

系統記錄各個子系統的報警信息，歷史報警存儲于數據庫中，供查詢使用。操作員可以對實時報警信息行確認、消音、清除等處理，當報警點恢復到正常狀態的范圍時，系統自動將報警系統恢復顯示為報警復狀態。報警信息分類如下：

（１）設備自控系統：機電設備故障報警、控制器故障報警。

（２）火災報警系統：消防主機的故障報警和消防廣播的故障報警。

（３）閉路電視監控系統：主機故障報警、云臺控制器故障報警、視頻影像故障報警。

（４）防盜報警系統：防盜探頭的報警、控制器的故障報警。

6.8　知識庫管理

具備預案知識庫管理，報警發生后自動匹配預案，指導現場處置，同時可以根據現場處置情況，重新完善預案，不斷更新優化。

精彩觀點

北京亞控科技發展有限公司市政事業部經理李延樹

自動化博覽：亞控科技在智慧城市領域提供的產品或者解決方案有何獨特優勢？能為用戶帶來哪些具體價值？

李延樹：亞控科技始終致力于監控及信息化領域工控組態軟件的研發，并在各個行業設置了專職的解決方案人員，針對行業進行深入研究，在通用組態平臺上開發行業專用產品，智慧城市領域也是重點主攻的一個方向。方案本身是經過行業工程師對智慧城市的研究理解及眾多項目的實際驗證中總結而來，符合最終用戶的使用習慣和需求。從使用來說，相關功能都是配置式的，開發工作量小、周期短。從本身系統來說，由于是基于組態軟件開發，開放性好，一般自控工程師就可以掌握，維護成本低。

自動化博覽：您認為新基建將給智慧城市領域發展帶來哪些影響？對此亞控科技將如何布局？

李延樹：新基建帶來了城鎮化的快速發展，同時新一代信息技術的充分運用，也有助于實現信息化、工業化與城鎮化的深度融合，有助于緩解“大城市病”，提高城鎮化質量，實現精細化和動態化管理，提升城市管理成效和改善市民生活質量。市場發展也對相關企業提出了更高的要求，產品方面要更全面，產品線更豐富，適用場景更廣，且對行業的有足夠的經驗積累，能夠滿足用戶需求。

亞控科技最早從數據采集做起，多年來一直堅持企業初衷，逐步進行產業深耕，在采集、監控、信息化、工業互聯網等方面完成了產品布局。解決方案人員也從自控工程師到行業總工進行全面配套，目的是以用戶為導向、以成果為目標，真正解決實際問題。

自動化博覽：針對大數據、人工智能、邊緣計算等進一步推動智慧城市發展的新技術，亞控科技做了哪些探索？

李延樹：針對新的技術，亞控科技大力進行人才儲備，成立亞控研究院，匯聚相關專業的專家進行專門研究。同時積極與各大高校和重點企業進行合作，開展相關創新課題研究，真正實現產學研結合，共同推動行業發展。

摘自《自動化博覽》2021年10月刊