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西门子:基于工业云平台的工厂透明化解决方案

2019-07-03 13:57:49 来源:无锡市物联网产业协会

从刚性制造向柔性制造转变是“工业4.0”的重要标志。西门子中压开关技术(无锡)有限公司联合西门子无锡创新中心,研发并实施生产决策支持系统,打造基于工业云的“透明工厂”。西门子中压公司实施该系统后,企业机床设备综合利用率提升10%以上,同时每年避免因物料浪费造成的经济损失超过100万元。目前,该系统已在无锡、昆山、蚌埠、东莞、成都等地工业企业应用推广。该系统融合智能网关、语义技术、OPC UA和Profinet通信等物联网技术,破解异构数据整合和工业级通信两大难题,实现对人、机、料等各环节的全方位数字化描述和追踪,在研发实施该系统的过程中,重点解决了两大技术难点。

一是整合多源、异构的数据。智能网关和语义技术为整合多源、异构数据提供了有效路径。首先,西门子无锡创新中心根据不同系统和设备,定制专用的智能网关,配合多种传感器,在生产现场采集PLC(可编程逻辑控制器)、CNC(数控机床)等设备数据。然后,使用语义技术对生产线及设备数据进行描述,应对生产模式和数据的差异性,构建统一的生产数据模型。最后,利用描述好的生产数据模型,对多源数据进行整合,形成数据闭环。该系统的数据整合范围包括生产计划数据、物料采购数据、仓管库存数据以及外部供应商的供货数据等。基于这些数据,该系统可为企业提供从供应链到生产线的全方位数据服务。

二是实现高效、稳定的工业级通信。生产决策支持系统采用“OPC UA+PROFINET”的通信协议架构。据介绍,OPC UA是最新发布的自动化行业的通信标准框架,具有高扩展性,同时支持多种已有的标准工业通信协议和自定义协议。PROFINET是由西门子主导制定的工业以太网通信协议,具有高安全性、高适配性和高精度等特点,可根据响应时间不同,支持TCP/IP、实时(RT)通讯和同步实时(IRT)通讯三种方式。例如在机床高速运动控制中,PROFINET的同步实时(IRT)功能可实现精确和稳定的数据交换,响应时间最短可至1ms,抖动误差小于1μs。此外,PROFINET在有线通信基础上,支持工业无线局域网通信(IWLAN),避免接触导线等易于磨损的技术部件,降低维护成本,提高工厂规划的灵活性。


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