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东土联手飞腾 打造中国首个5G云化PLC智能皮带纠偏系统

东土联手飞腾 打造中国首个5G云化PLC智能皮带纠偏系统

在钢铁冶炼环节,原料大多采用皮带传输的方式从料仓传送至生产车间。传统的皮带传输的方式存在诸多弊端,比如:原料传输路径长达几百米到几公里,物料分布不均匀及震动,易造成皮带跑偏、破损,带来物料泄漏等问题;皮带传输过程需专职人员进行24小时巡逻检查,员工工作强度大,易产生漏检现象;员工工作环境恶劣,对轮值工人的健康产生不利影响等。

针对皮带传输中面临的种种问题,东土联合飞腾公司,发挥东土在边缘控制、操作系统及工业软件领域的深厚经验,借助飞腾处理器高性能、低功耗的优势,共同打造以“ 5G+视觉检测+云化PLC控制”的智能皮带纠偏系统,方案引入边缘计算系统部署架构,实现本地流量卸载,提供超低时延的实时控制应用,并利用皮带传输自动纠偏技术,提高物料传输效率,实现无人值守、自动纠偏、物料自动识别等功能,为大型钢铁制造企业提供完整的智能化改造方案。

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方案概述:

方案基于软件定义控制的理念,实现5G通信技术、机器视觉检测、运动控制与大数据分析的融合。

1、在工厂内部建立飞腾5G专网,5G专网具备大带宽、低时延、大连接、快速部署、管理运维等特点,为皮带自动纠偏控制提供网络基础。检测设备、工业相机、远程IO、伺服电机等通过5G网关接入网络,实现控制器、传感器和执行部件之间的互联互通。

2、在5G网络环境下,边缘通用控制器以飞腾CPU FT-2000/4和Intewell工业级网络操作系统为核心,整合PLC实时控制、视觉算法和SCADA等功能,实现非实时系统与实时系统融合运行。其中,非实时系统运行视觉算法和SCADA软件,实时系统实现逻辑控制和运动控制。非实时系统和实时系统通过共享内存进行数据通信,确保系统间数据通讯的实时性和稳定性,实现物料识别和皮带自动纠偏控制。

在现场层,东土边缘通用控制器发挥网络高带宽、低延时、高可靠、方便部署等特点,实现5G边缘控制器与皮带传送机的稳定通信。

在边缘计算层,通过边缘控制器,实现一台设备代替多个PLC,同时将PLC控制与和视觉采集功能融合于同一平台。

在应用层,视觉图像处理和PLC控制系统之间通过MODBUS /TCP或者共享内存接口直接通信,与之前PLC和计算机网络通信相比,基于软件之间的通信可有效确保数据通信实时性和稳定性,满足自动化控制与图像处理的需求。

3、根据现场运输皮带的传输状态,边缘通用控制器的实时系统执行控制指令,现场工业相机进行图片拍摄,通过5G网络传输到边缘控制器,进行视觉检测软件的物料识别,视觉软件检测结果反馈给PLC控制进行实时联动,调整纠偏参数,控制现场伺服电机动作,实现皮带自动纠偏。

方案亮点:

云化控制:引入边缘计算的系统架构,将Intewell工业操作系统、软件定义控制的视觉算法、运动控制整合到MEC平台,将传统工业控制硬件云化为5G MEC边缘云软件系统。

集中控制:优化并整合皮带纠偏环节的控制系统,实现远程集中控制,让操作人员可以在更安全、更舒适的集中控制室完成生产任务,让企业能在更大范围内实现总部、基地之间的生产调度和优化。

精准控制:基于Intewell工业操作系统的高实时性,满足对时间抖动的严苛需要,可实时调整纠偏参数,实现原料传输皮带精准控制。

自主可控:整体方案从硬件到软件全部100%国产化。

方案价值:

利用视觉检测设备代替人工识别物料,实时调整纠偏参数,精确度高、实时性好、响应快,人工成本可减少50%。

基于5G网络的数据传输,使系统布线及维护更加便捷,施工工作量可减少40%。

边缘通用控制器一机多用,融合视觉、控制、通讯技术,综合成本更优,控制系统硬件成本可节约30%。

主要产品:

1、Intewell工业级网络操作系统

Intewell面向工业互联网领域打造,是基于微内核架构、支持虚拟化的国产操作系统,它支持多业务及多工业协议融合,可兼容多种应用生态,提供灵活易用的开发工具支持。基于微内核架构,Intewell可提供虚拟化管理,支持非实时和实时运行环境,实现云端互联,为多个行业、不同场景需求的工业应用提供安全可靠的统一基础运行平台。

2022年1月,Intewell工业级网络操作系统通过了全球功能安全领域开创者——TÜV南德意志集团的最高安全完整性等级的功能安全认证,是国内第一个在工业控制、轨道交通、汽车电子三个重要行业获得TÜV南德功能安全认证的操作系统品牌。

020年6月,Intewell通过了国内权威测评机构——工信部电子五所严格的功能、性能测试及源代码自主率扫描测试。在源代码自主率扫描测试方面,Intewell内核及部分关键模块源码私有代码率达100%;在性能测试方面, Intewell实时虚拟机延迟时间、中断响应时间、任务切换时间等关键性能指标均达到行业先进水平。

2、NewPre边缘通用控制器

NewPre系列边缘通用控制器产品,以软件定义为核心理念,基于统一开放灵活的平台架构,面向多种工业应用场景,实现从IT到OT的纵向打通、 IT系统之间的横向协同,实现从OT到IT的数据驱动。NewPre可实现一台设备代替多个PLC/DCS,同时兼具协议网关能力,可直接传输数据到云端,再由云端进行数据分析与处理。

在东土基于软件定义控制的工业互联网解决方案中,NewPre预装东土自主研发的Intewell高实时操作系统及控制编程开发平台MaVIEW,可支持多业务融合的使用方式,实现人工智能、机器视觉、大数据、人机监控等非实时业务与运动控制、PLC控制等实时控制业务融合。

3、MaVIEW工业编程软件

MaVIEW是由东土完全自主研发的,面向工业互联网背景下多业务融合的需要。除了支持控制器常规的IEC61131-3编程开发,还支持多业务融合的使用方式,支持人工智能、机器视觉、大数据等业务与实时控制业务融合,适应工业互联网的需要。

MaVIEW是支持软件定义的控制系统基础软件,提供了高实时虚拟化手段,可集成实时、非实时等多种业务,支持PLC控制、高速运动控制、机器视觉、人机交互、数据库、边缘计算、协议网关等业务。它提供软件配置手段,可为一个硬件平台上的不同业务分配硬件资源。MaVIEW支持多种通信,支持不同业务之间通过常规以太网、总线通信,支持Intewell操作系统的内部虚拟数据总线交互数据,为不同业务之间的高速数据交互提供基础,将多种业务融合到了一个硬件平台上,无需借助外部通信介质。

审核编辑(
黄莉
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