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1　項目背景

隨著生產(chǎn)規(guī)模的提升，場地面積不斷增加，廠區(qū)安全風險、車間環(huán)境質量及廠務設施的平穩(wěn)運行是確保連續(xù)生產(chǎn)的關鍵，智慧工廠數(shù)字化平臺應能全面地監(jiān)控廠區(qū)的關鍵指標，進行預警及聯(lián)動，直觀地展示廠區(qū)現(xiàn)場危險源、環(huán)境和廠務的實時運行狀況，實現(xiàn)自我偵測、自我防御，具備可配置的安全環(huán)境態(tài)勢感知數(shù)字化系統(tǒng)。

智慧園區(qū)數(shù)字化平臺示意圖如圖1所示。

圖1 智慧園區(qū)數(shù)字化平臺示意圖

2　系統(tǒng)現(xiàn)狀

安全系統(tǒng)：園區(qū)所有危險源未實行分級監(jiān)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(huán)境監(jiān)控：溫濕度監(jiān)控、廢水指標和廢氣指標等還是單獨監(jiān)測，未實現(xiàn)數(shù)據(jù)整合。缺乏固定式的潔凈度探頭，所監(jiān)控的區(qū)域有限。另外，現(xiàn)場的移動AGV監(jiān)測裝置在系統(tǒng)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(tǒng)：電力、空壓、暖通等通過單獨的BA系統(tǒng)進行監(jiān)控，未納入統(tǒng)一的平臺，實現(xiàn)集中監(jiān)控，還是分散的單棟控制。

3　項目目標

（1）安全系統(tǒng)

實現(xiàn)所有危險源分類分級監(jiān)控，覆蓋所有顯著危險源，高風險點實現(xiàn)預警聯(lián)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(huán)境監(jiān)測

增加移動環(huán)境監(jiān)控AGV系統(tǒng)的可配置性，可以對監(jiān)控路徑和點進行編輯調(diào)整，系統(tǒng)能夠自動更新；集成手持式潔凈度測試儀，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通；把溫濕度、廢水、廢氣數(shù)據(jù)納入統(tǒng)一平臺，實現(xiàn)集中在線監(jiān)控。

（3）電力監(jiān)控

監(jiān)測電力系統(tǒng)相關參數(shù)（電壓、電流、功率因數(shù)等），出現(xiàn)異常時可通過預設方案實現(xiàn)聯(lián)動控制。

（4）空壓監(jiān)控

監(jiān)測壓力、溫度、流量和露點等數(shù)據(jù)，能夠進行預警，并且自動啟用備用設備。

（5）暖通監(jiān)控

實現(xiàn)壓力、溫度、流量、風機風閥狀態(tài)、風機頻率等數(shù)據(jù)的監(jiān)測，能夠根據(jù)環(huán)境參數(shù)自動調(diào)節(jié)。

4　方案亮點

（1）自主可配：采用完全自主可控的國產(chǎn)化方案，基于全組態(tài)平臺開發(fā)，可以在線進行產(chǎn)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(shù)據(jù)鏈路，統(tǒng)一接入?yún)f(xié)議，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)整體接入和全域時空感知。

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

5　系統(tǒng)架構（如圖2所示）

圖2 系統(tǒng)架構圖

（1） 數(shù)據(jù)采集層

現(xiàn)場布置傳感器、攝像頭、移動監(jiān)控AGV小車、智能巡檢機器人和PLC等硬件，對指標數(shù)據(jù)進行采集，實現(xiàn)不同應用子系統(tǒng)、不同設備接口協(xié)議之間的數(shù)據(jù)共享和應用集成，具備分布式架構，保證穩(wěn)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(shù)據(jù)分析處理，模塊組件庫，集中開發(fā)遠程部署等能力。為系統(tǒng)提供后臺服務支撐，保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行。

采用亞控科技管控一體化組態(tài)平臺KingFusion，建立業(yè)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(yè)務功能。由于KingFusion平臺對底層數(shù)據(jù)存儲進行了封裝，用戶無需關心數(shù)據(jù)庫結構和配置等，只需建立業(yè)務數(shù)據(jù)和邏輯即可，利用組態(tài)技術，使得業(yè)務功能開發(fā)、擴展、運維更加容易，工作量更小。

（3）展示層

實現(xiàn)跨平臺展示，可視化空間切換，模型與數(shù)據(jù)聯(lián)動，提高用戶對運營和整體業(yè)務的理解。包括WEB接入服務和WEB客戶端環(huán)境。使用HTML5、JavaScript、CSS等技術，利用界面組態(tài)環(huán)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(tǒng)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(yè)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(jiān)測企業(yè)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(yè)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(yè)更好地實現(xiàn)經(jīng)營和管理目標。

根據(jù)不同管理權限，可以配置定制的駕駛艙內(nèi)容，綜合查看園區(qū)安全情況、運行參數(shù)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(jiān)測廠區(qū)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(tài)，結合廠區(qū)全景圖，實時監(jiān)測危險源狀態(tài)，可以查看危險源預警狀態(tài)、當前監(jiān)測值、預警限值和歷史記錄。

危險源進行分類分級監(jiān)控，可以在線配置。預警發(fā)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(qū)域展示畫面。嚴重報警自動彈窗提示，并進行視頻和設備聯(lián)動，采取緊急措施。

6.3　環(huán)境管理

結合AGV小車和現(xiàn)場傳感器，實時監(jiān)測各類環(huán)境參數(shù)（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(qū)域差值計算。巡檢路線和產(chǎn)線支持在線配置，滿足柔性生產(chǎn)要求。

（1）模型配置

支持模型的導入導出，可以實現(xiàn)模型的升級維護，并能根據(jù)現(xiàn)場布局進行產(chǎn)線的在線擺放，減少項目重復投資，提高系統(tǒng)利用率。

（2）路線配置

為應對現(xiàn)場布局調(diào)整，提供AGV監(jiān)測路線配置功能，可以調(diào)整巡檢點和巡檢路線，匹配實際生產(chǎn)需

（3）園區(qū)漫游

通過3D模型展示整個園區(qū)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(jù)巡檢小車自由漫游，并結合數(shù)據(jù)進行展示。

（4）環(huán)境監(jiān)測

實時監(jiān)測環(huán)境參數(shù)，并進行圖形化展示，保證合適生產(chǎn)環(huán)境，提供基本保障。同時可以通過差值圖算法實現(xiàn)區(qū)域數(shù)字化展示，形象地評估當前環(huán)境質量。

6.4　電力系統(tǒng)

供配電系統(tǒng)是園區(qū)的命脈，因此供配電設備的監(jiān)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(tài)實時監(jiān)測，在監(jiān)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(tài)，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(tǒng)

主要針對集中式中央空調(diào)系統(tǒng)，空調(diào)系統(tǒng)由新風、回風、過濾器、冷熱盤管、送風機、空調(diào)機組等組成。空調(diào)機組的主要監(jiān)控內(nèi)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(tǒng)

結合空壓工藝圖，實時監(jiān)測空壓數(shù)據(jù)，提供空間切換列表。監(jiān)測壓力、溫度、流量、露點和加載狀態(tài)等數(shù)據(jù)，出現(xiàn)異常自動報警，并切換備用方案。

6.7　報警管理

系統(tǒng)記錄各個子系統(tǒng)的報警信息，歷史報警存儲于數(shù)據(jù)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(tài)的范圍時，系統(tǒng)自動將報警系統(tǒng)恢復顯示為報警復狀態(tài)。報警信息分類如下：

（１）設備自控系統(tǒng)：機電設備故障報警、控制器故障報警。

（２）火災報警系統(tǒng)：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(jiān)控系統(tǒng)：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(tǒng)：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(fā)生后自動匹配預案，指導現(xiàn)場處置，同時可以根據(jù)現(xiàn)場處置情況，重新完善預案，不斷更新優(yōu)化。

精彩觀點

北京亞控科技發(fā)展有限公司市政事業(yè)部經(jīng)理李延樹

自動化博覽：亞控科技在智慧城市領域提供的產(chǎn)品或者解決方案有何獨特優(yōu)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(jiān)控及信息化領域工控組態(tài)軟件的研發(fā)，并在各個行業(yè)設置了專職的解決方案人員，針對行業(yè)進行深入研究，在通用組態(tài)平臺上開發(fā)行業(yè)專用產(chǎn)品，智慧城市領域也是重點主攻的一個方向。方案本身是經(jīng)過行業(yè)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(fā)工作量小、周期短。從本身系統(tǒng)來說，由于是基于組態(tài)軟件開發(fā)，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(fā)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(zhèn)化的快速發(fā)展，同時新一代信息技術的充分運用，也有助于實現(xiàn)信息化、工業(yè)化與城鎮(zhèn)化的深度融合，有助于緩解“大城市病”，提高城鎮(zhèn)化質量，實現(xiàn)精細化和動態(tài)化管理，提升城市管理成效和改善市民生活質量。市場發(fā)展也對相關企業(yè)提出了更高的要求，產(chǎn)品方面要更全面，產(chǎn)品線更豐富，適用場景更廣，且對行業(yè)的有足夠的經(jīng)驗積累，能夠滿足用戶需求。

亞控科技最早從數(shù)據(jù)采集做起，多年來一直堅持企業(yè)初衷，逐步進行產(chǎn)業(yè)深耕，在采集、監(jiān)控、信息化、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等方面完成了產(chǎn)品布局。解決方案人員也從自控工程師到行業(yè)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(shù)據(jù)、人工智能、邊緣計算等進一步推動智慧城市發(fā)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(yè)的專家進行專門研究。同時積極與各大高校和重點企業(yè)進行合作，開展相關創(chuàng)新課題研究，真正實現(xiàn)產(chǎn)學研結合，共同推動行業(yè)發(fā)展。

摘自《自動化博覽》2021年10月刊