一、項(xiàng)目背景

隨著工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的不斷深入，企業(yè)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、遠(yuǎn)程傳輸與集中管理提出了更高要求。特別是在分布式控制系統(tǒng)中，如何實(shí)現(xiàn)本地與遠(yuǎn)程系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)互通，成為構(gòu)建高效、智能、可視化管控平臺(tái)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

本案例聚焦于某大型制造企業(yè)的數(shù)據(jù)庫(kù)集中監(jiān)控項(xiàng)目，旨在通過(guò)部署工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)，實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)上位機(jī)之間的數(shù)據(jù)雙向收發(fā)與同步，并構(gòu)建統(tǒng)一的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)管理平臺(tái)。項(xiàng)目選用遠(yuǎn)創(chuàng)智控品牌的YC-GR90-S工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)作為核心通信樞紐，結(jié)合本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)與遠(yuǎn)程云平臺(tái)，成功打通現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與管理層之間的數(shù)據(jù)壁壘，顯著提升了系統(tǒng)響應(yīng)速度與運(yùn)維效率。

二、項(xiàng)目需求

該企業(yè)擁有多個(gè)生產(chǎn)車間，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備種類繁多，涵蓋PLC、變頻器、智能儀表等，數(shù)據(jù)量龐大且分布廣泛。為實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的集中監(jiān)控與歷史數(shù)據(jù)分析，企業(yè)提出以下需求：

1.實(shí)現(xiàn)本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集與存儲(chǔ)；

2.建立遠(yuǎn)程監(jiān)控中心，支持?jǐn)?shù)據(jù)可視化展示與遠(yuǎn)程控制；

3.保證兩臺(tái)上位機(jī)之間的數(shù)據(jù)同步與雙向通信；

4.系統(tǒng)需具備良好的擴(kuò)展性與穩(wěn)定性，支持后續(xù)接入更多設(shè)備；

5.所有通信過(guò)程需具備加密機(jī)制，確保數(shù)據(jù)安全。

三、系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)采用“本地+遠(yuǎn)程”雙上位機(jī)架構(gòu)，結(jié)合YC-GR90-S無(wú)線數(shù)傳通訊模塊，構(gòu)建如下三層架構(gòu)：

1. 設(shè)備層

包括現(xiàn)場(chǎng)各類工業(yè)設(shè)備，如：

·西門子 S7-1200 PLC（用于控制生產(chǎn)線）

·歐姆龍 E5CC 溫控器（用于溫度采集）

·施耐德 PM5350 電力儀表（用于能耗監(jiān)測(cè)）

所有設(shè)備通過(guò)RS485或以太網(wǎng)方式接入YC-GR90-S無(wú)線數(shù)傳模塊。

2. 通信層

遠(yuǎn)創(chuàng)智控YC-GR90-S 工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)作為核心通信設(shè)備，承擔(dān)以下功能：

·多協(xié)議數(shù)據(jù)采集（支持Modbus RTU/TCP、S7、OPC UA等）；

·本地?cái)?shù)據(jù)緩存與邊緣計(jì)算；

·數(shù)據(jù)加密上傳至遠(yuǎn)程云平臺(tái)；

·提供本地接口供近端上位機(jī)訪問(wèn)；

·支持?jǐn)嗑W(wǎng)續(xù)傳、遠(yuǎn)程維護(hù)、VPN加密通道等功能。

3. 應(yīng)用層

·近端上位機(jī)：部署于現(xiàn)場(chǎng)控制室，運(yùn)行組態(tài)王（KingView）軟件，連接YC-GR90-S網(wǎng)關(guān)，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控與數(shù)據(jù)錄入本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)（SQL Server）。

·遠(yuǎn)端上位機(jī)：部署于企業(yè)總部監(jiān)控中心，安裝遠(yuǎn)程監(jiān)控客戶端，通過(guò)MQTT協(xié)議從云平臺(tái)獲取數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程可視化展示、報(bào)警管理與數(shù)據(jù)分析。

四、設(shè)備連接與配置

1. 硬件連接

·YC-GR90-S物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)通過(guò)以太網(wǎng)口連接至現(xiàn)場(chǎng)交換機(jī)，與西門子PLC進(jìn)行S7協(xié)議通信；

·通過(guò)RS485接口連接歐姆龍溫控器與施耐德儀表，采用Modbus RTU協(xié)議；

·網(wǎng)關(guān)通過(guò)4G模塊接入互聯(lián)網(wǎng)，注冊(cè)至遠(yuǎn)程MQTT云平臺(tái)；

·近端上位機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)與網(wǎng)關(guān)直連，遠(yuǎn)端上位機(jī)通過(guò)云平臺(tái)中轉(zhuǎn)訪問(wèn)數(shù)據(jù)。

2. 網(wǎng)關(guān)配置

使用YC-GR90-S智能網(wǎng)關(guān)自帶的Web配置界面，完成以下設(shè)置：

·配置設(shè)備通信參數(shù)（波特率、數(shù)據(jù)位、站號(hào)等）；

·設(shè)置數(shù)據(jù)采集周期（1秒/次）；

·配置MQTT服務(wù)器地址、Topic、QoS等級(jí)；

·啟用TLS加密，確保數(shù)據(jù)傳輸安全；

·設(shè)置本地緩存策略，支持?jǐn)嗑W(wǎng)續(xù)傳；

·開啟遠(yuǎn)程維護(hù)功能，支持遠(yuǎn)程升級(jí)與調(diào)試。

3. 上位機(jī)配置

·近端上位機(jī)：

o安裝組態(tài)王軟件，配置OPC驅(qū)動(dòng)連接YC-GR90-S；

o創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫(kù)表格，實(shí)時(shí)寫入設(shè)備數(shù)據(jù)；

o設(shè)置報(bào)警閾值，觸發(fā)本地聲光報(bào)警；

o通過(guò)網(wǎng)關(guān)提供的API接口，向遠(yuǎn)端發(fā)送控制指令。

·遠(yuǎn)端上位機(jī)：

o安裝MQTT客戶端，訂閱云平臺(tái)Topic；

o使用圖形化界面展示實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與歷史曲線；

o接收近端發(fā)送的控制指令并反饋執(zhí)行結(jié)果；

o支持遠(yuǎn)程下發(fā)參數(shù)修改指令，經(jīng)云平臺(tái)轉(zhuǎn)發(fā)至網(wǎng)關(guān)執(zhí)行。

五、數(shù)據(jù)流程與通信機(jī)制

1. 數(shù)據(jù)采集流程

·YC-GR90-S網(wǎng)關(guān)周期性采集現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備數(shù)據(jù)；

·數(shù)據(jù)經(jīng)邊緣計(jì)算預(yù)處理后，分別發(fā)送至：

o本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)（通過(guò)近端上位機(jī)）；

o遠(yuǎn)程MQTT平臺(tái)（通過(guò)4G網(wǎng)絡(luò)）；

2. 雙向通信機(jī)制

·近端 → 遠(yuǎn)端：

o近端上位機(jī)將關(guān)鍵報(bào)警信息寫入數(shù)據(jù)庫(kù)；

o同時(shí)通過(guò)網(wǎng)關(guān)API接口將數(shù)據(jù)標(biāo)記為“需同步”；

o網(wǎng)關(guān)將該數(shù)據(jù)打包為MQTT消息，發(fā)送至云平臺(tái)；

o遠(yuǎn)端上位機(jī)接收后解析并展示。

·遠(yuǎn)端 → 近端：

o遠(yuǎn)端操作人員通過(guò)界面對(duì)某設(shè)備下發(fā)控制指令；

o指令經(jīng)云平臺(tái)轉(zhuǎn)發(fā)至YC-GR90-S；

o網(wǎng)關(guān)解析后通過(guò)Modbus/S7協(xié)議寫入設(shè)備；

o同時(shí)將執(zhí)行結(jié)果返回遠(yuǎn)端，并同步寫入本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)。

六、應(yīng)用效果

系統(tǒng)上線運(yùn)行后，取得顯著成效：

·數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性強(qiáng)：采集周期1秒，平臺(tái)延遲<2秒；

·通信穩(wěn)定可靠：支持?jǐn)嗑W(wǎng)續(xù)傳與自動(dòng)重連，3個(gè)月內(nèi)零丟包；

·運(yùn)維效率提升：遠(yuǎn)程故障診斷與程序升級(jí)，減少現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)頻次70%；

·數(shù)據(jù)管理規(guī)范：本地+云端雙備份，支持歷史追溯與報(bào)表導(dǎo)出；

·系統(tǒng)擴(kuò)展性強(qiáng)：后續(xù)新增設(shè)備僅需在網(wǎng)關(guān)配置，無(wú)需修改平臺(tái)架構(gòu)。

七、總結(jié)

本案例充分展示了遠(yuǎn)創(chuàng)智控YC-GR90-S 工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)在復(fù)雜工業(yè)場(chǎng)景下的強(qiáng)大適應(yīng)能力與通信協(xié)調(diào)能力。通過(guò)其多協(xié)議支持、邊緣計(jì)算、遠(yuǎn)程維護(hù)與加密傳輸?shù)裙δ?，成功?shí)現(xiàn)了兩臺(tái)上位機(jī)之間的數(shù)據(jù)雙向交互與遠(yuǎn)程協(xié)同管理，為企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐。

·（具體內(nèi)容配置過(guò)程及其他相關(guān)咨詢可聯(lián)系楊工。）


審核編輯 黃宇