一、系統(tǒng)概述

某環(huán)保科技股份有限公司成立于2007年，為提供先進(jìn)環(huán)保技術(shù)裝備、系統(tǒng)集成與環(huán)境問題整體解決方案的高新技術(shù)企業(yè)。在全國有著大量設(shè)備的產(chǎn)出與站點(diǎn)運(yùn)維。但目前各站點(diǎn)運(yùn)維都是處于孤立狀態(tài)，集團(tuán)無法獲知各運(yùn)維站點(diǎn)的實(shí)時(shí)情況，對(duì)現(xiàn)場設(shè)備損耗、維保情況跟進(jìn)不夠?qū)崟r(shí)，耗費(fèi)大量人力和物理在運(yùn)維站點(diǎn)上。以應(yīng)用智能系統(tǒng)速率高、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、穩(wěn)定高效等特點(diǎn)，將污水監(jiān)測以及污水處理系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、運(yùn)維和數(shù)據(jù)分析等功能，達(dá)到改善生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)環(huán)境協(xié)調(diào)與可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。為解決客戶運(yùn)維需求，結(jié)合當(dāng)前的“工業(yè)4.0”和物聯(lián)網(wǎng)等相關(guān)技術(shù)下，依托于力控的工業(yè)云邊端軟硬件產(chǎn)品，特設(shè)計(jì)了該平臺(tái)，解決目前痛點(diǎn)問題。

二、項(xiàng)目需求

2.1 項(xiàng)目整體需求

該平臺(tái)主要是污水處理廠的遠(yuǎn)程監(jiān)控運(yùn)維，重要控制邏輯和水廠各傳感器均已接入現(xiàn)場PLC設(shè)備，運(yùn)營站點(diǎn)分布在全國各地，通過建設(shè)運(yùn)維平臺(tái)和其他輔助功能實(shí)現(xiàn)對(duì)污水處理設(shè)備的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控與情細(xì)化管理，達(dá)到規(guī)管理、節(jié)能降耗、減員增效的目的。

2.2 項(xiàng)目設(shè)計(jì)架構(gòu)

本項(xiàng)目中，25個(gè)運(yùn)營站點(diǎn)為已建設(shè)好污水處理廠。各現(xiàn)場控制設(shè)設(shè)備為西門子不同系列型號(hào)PLC，預(yù)留有工業(yè)交換機(jī)。使用FcloudComm邊緣網(wǎng)關(guān)通過以太網(wǎng)形式對(duì)PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。采集數(shù)據(jù)通過4G方式上傳至云服務(wù)器，云平臺(tái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解析和存儲(chǔ)展示。支持實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)的傳輸，以及斷線緩存功能。

項(xiàng)目中使用六臺(tái)服務(wù)器，功能清單如下：

負(fù)載均衡服務(wù)器：平臺(tái)接入設(shè)備數(shù)量較多時(shí)，云平臺(tái)實(shí)時(shí)在線的負(fù)載均衡模塊會(huì)實(shí)時(shí)監(jiān)測每一臺(tái)分析儀設(shè)備的連接請(qǐng)求，通過系統(tǒng)設(shè)計(jì)的負(fù)載均衡機(jī)制能夠均衡分擔(dān)數(shù)據(jù)連接，保證實(shí)現(xiàn)設(shè)備的最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)連接，亦可保證后期的可擴(kuò)充性和穩(wěn)定、可靠性。

接口機(jī)服務(wù)器1和2：兩臺(tái)接口機(jī)服務(wù)器用來獲取現(xiàn)場設(shè)備上傳的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行解析和分類存儲(chǔ)。

MySQL服務(wù)器：MySQL數(shù)據(jù)庫是關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，負(fù)責(zé)存儲(chǔ)運(yùn)維、工單、用戶等業(yè)務(wù)型數(shù)據(jù)。

TimescaleDB服務(wù)器：TimescaleDB數(shù)據(jù)庫為物聯(lián)網(wǎng)時(shí)序型數(shù)據(jù)庫，負(fù)責(zé)存儲(chǔ)現(xiàn)場生產(chǎn)型數(shù)據(jù)，如監(jiān)測設(shè)備運(yùn)行過程中的各項(xiàng)參數(shù)、電流、PH、流量和溫度等生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)。

WEB服務(wù)器：提供web網(wǎng)頁瀏覽服務(wù)，用戶通過瀏覽器使用平臺(tái)各項(xiàng)功能。

三、系統(tǒng)功能

3.1 系統(tǒng)組成

本系統(tǒng)主要由三部分組成：FcloudComm邊緣網(wǎng)關(guān)、ThingNet智慧運(yùn)維云平臺(tái)和MIP工業(yè)小程序。

FcloudComm邊緣網(wǎng)關(guān)：完成現(xiàn)場設(shè)備的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)清洗、邊緣計(jì)算等功能，并通過4G的方式將數(shù)據(jù)加密傳輸至云端，支持遠(yuǎn)程配置、邊緣計(jì)算等功能。

ThingNet智慧運(yùn)維云平臺(tái)：作為本方案中的核心層，提供數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程監(jiān)控模塊，包含數(shù)據(jù)可視化、流程圖、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，曲線報(bào)表，報(bào)警和報(bào)警推送等功能。設(shè)備運(yùn)維模塊，包含巡檢，工單和資產(chǎn)臺(tái)賬等功能。系統(tǒng)配置模塊，包含大屏顯示和流程圖組態(tài)、以及用戶管理等相關(guān)后臺(tái)配置功能。

MIP工業(yè)小程序：專為移動(dòng)應(yīng)用而打造，依托于微信，提供移動(dòng)端的數(shù)據(jù)瀏覽、數(shù)據(jù)查詢和報(bào)警推送等基本功能，以及巡檢，工單的執(zhí)行等運(yùn)維功能，簡單快捷的擴(kuò)展工業(yè)監(jiān)控現(xiàn)場的移動(dòng)應(yīng)用功能。

以上為系統(tǒng)的基礎(chǔ)功能，也可以根據(jù)每一應(yīng)用場景的差異定制化業(yè)務(wù)功能，如：數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析、預(yù)測性維護(hù)等特殊性功能，邊緣網(wǎng)關(guān)將數(shù)據(jù)上傳至平臺(tái)的同時(shí)，也支持將數(shù)據(jù)同時(shí)傳送至其他平臺(tái)或者數(shù)據(jù)庫。

3.2 功能介紹

• 三維可視化站點(diǎn)演示

客戶選取一個(gè)典型運(yùn)營站點(diǎn)做3D可視化，嵌入到平臺(tái)內(nèi)，支持實(shí)景模型與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)相融合，支持全景旋轉(zhuǎn)，可以直觀觀看與現(xiàn)場

1:1場景還原和現(xiàn)場實(shí)際設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)。

• 駕駛艙大屏

駕駛艙大屏提供總覽信息，展示監(jiān)測設(shè)備狀態(tài)、在線離線率、報(bào)警統(tǒng)計(jì)、狀態(tài)統(tǒng)計(jì)、能耗統(tǒng)計(jì)和企業(yè)決策等。

• 流程圖

平臺(tái)提供基礎(chǔ)圖元、以及各種圖庫工選擇，用戶通過配置能夠通過拖拽組態(tài)出每一個(gè)監(jiān)測設(shè)備的流程圖界面，顯示設(shè)備實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，如設(shè)備工作狀態(tài)、水質(zhì)的PH值、濁度和氨氮度等各項(xiàng)參數(shù)。支持?jǐn)?shù)據(jù)下置、按鈕和指示燈等功能和控件。

• GIS地圖

支持GIS地圖顯示，展示當(dāng)前每臺(tái)監(jiān)測設(shè)備的位置、狀態(tài)等信息，支持地圖縮放、標(biāo)注、熱點(diǎn)和查詢等功能。

• 曲線和報(bào)表

曲線和報(bào)表查詢功能，用戶能夠自由選擇需要查詢是數(shù)據(jù)，查詢結(jié)果可以打印和導(dǎo)出，其中曲線支持多數(shù)據(jù)多時(shí)間段自定義對(duì)比功能。

• 報(bào)警

報(bào)警功能會(huì)根據(jù)預(yù)先設(shè)定的報(bào)警限值進(jìn)行報(bào)警判別，一旦發(fā)生報(bào)警則向云平臺(tái)推送報(bào)警信息，用于報(bào)警存儲(chǔ)，同時(shí)將報(bào)警推送給響應(yīng)的用戶。

• 用戶管理

用戶賬戶由后臺(tái)管理員統(tǒng)一分配，不需要用戶自己注冊(cè)賬戶。根據(jù)客戶管轄區(qū)域不同，分配不同權(quán)限，實(shí)現(xiàn)總部管理各級(jí)站點(diǎn)，站點(diǎn)擁有查看本站管轄區(qū)域設(shè)備權(quán)限。

四、應(yīng)用總結(jié)

力控智慧運(yùn)維云平臺(tái)，為環(huán)保行業(yè)設(shè)備制造商及運(yùn)營單位賦能，實(shí)現(xiàn)對(duì)各運(yùn)營站點(diǎn)的全方位管理與控制。通過對(duì)過程數(shù)據(jù)，生產(chǎn)數(shù)據(jù)，企業(yè)運(yùn)維數(shù)據(jù)的打通，實(shí)現(xiàn)了企業(yè)從站端到人員，再到公司的閉環(huán)管理。提高了企業(yè)管理效率，降低企業(yè)用人成本，真正意義上實(shí)現(xiàn)開源節(jié)流。助力企業(yè)完成數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

本次方案結(jié)合力控云-邊-端一體化理念，實(shí)現(xiàn)了從站端到企業(yè)的數(shù)據(jù)管理，站端到員工的權(quán)限管理，企業(yè)到員工的運(yùn)維管理。平臺(tái)數(shù)據(jù)展示及可視化分析為企業(yè)遠(yuǎn)程管控及營銷推廣賦能，成為企業(yè)對(duì)外宣傳的名片。