一、項目背景
在現代工業生產中,工業鍋爐作為重要的能源轉換設備,廣泛應用于食品加工、化工、制藥、紡織等多個行業。隨著工業自動化和信息化的快速發展,傳統的鍋爐監控方式已難以滿足現代工業生產對高效、精準、實時監控的需求。傳統的人工巡檢和手動記錄數據不僅效率低下,而且容易出現誤差,難以及時發現設備的潛在故障。因此,構建一套智能化的工業鍋爐遠程監控系統顯得尤為重要。
二、設備選型
在眾多的工業智能網關產品中,捷米特的PLC遠程控制網關憑借其強大的功能和卓越的性能脫穎而出,被選用于該工業鍋爐遠程監控系統。
基本信息:JM-WG310-4GPLC遠程控制網關是一款工業級4G物聯網模塊,支持4G網絡,能確保數據在不同區域穩定、高速傳輸。外觀小巧精致,專為滿足復雜工業環境下的無線通信需求而生。
功能特性:具備強大的邊緣計算能力,可實現數據的本地處理與分析,減輕云端服務器負擔。支持多種工業協議,如ModbusTCP/IP、MQTT等,能夠與鍋爐系統中的各種設備進行無縫對接和數據交互。采用VPN加密技術,確保數據傳輸的安全性。
三、系統架構與工作原理
該工業鍋爐遠程監控系統主要由感知層、傳輸層和應用層組成。
(一)感知層
在工業鍋爐上安裝各種高精度傳感器,如西門子的溫度傳感器、壓力傳感器等,這些傳感器能夠實時采集鍋爐運行過程中的溫度、壓力、水位、燃燒效率等關鍵數據。
(二)傳輸層
核心設備是JM-WG310-4G邊緣計算網關,它通過有線或無線方式與感知層的傳感器連接,將采集到的數據進行匯總和初步處理,并利用4G網絡將數據上傳至MQTT物聯網平臺。同時,該網關還支持OPC協議,能夠與鍋爐現場的PLC等設備進行通信,實現對設備的遠程控制和參數設置。
(三)應用層
搭建在MQTT物聯網平臺上的監控平臺,該平臺對收到的數據進行深度分析和處理,實現鍋爐運行狀態的實時監測、故障診斷、能耗分析等功能,并通過Web頁面、手機APP等方式將相關信息展示給管理人員,為生產決策提供依據。
四、實施過程
(一)需求分析與方案設計
在項目實施前,對工業鍋爐的規模、設備分布、數據采集需求等進行了詳細的調研和分析。根據調研結果,制定了基于PLC遠程控制網關的遠程監控系統方案,包括系統架構設計、網絡拓撲規劃、數據采集點設置等。
(二)設備安裝與調試
傳感器安裝:在鍋爐的關鍵部位安裝了西門子的溫度傳感器、壓力傳感器等設備,確保能夠實時、準確地采集鍋爐運行過程中的各項數據。
網關配置:技術人員對JM-WG310-4G工業智能網關進行了詳細的配置,包括網絡參數設置、設備連接參數設置、協議轉換配置、邊緣計算規則定義等。在配置過程中,嚴格按照設備手冊和相關技術規范進行操作,確保網關的各項功能能夠正常運行。
系統調試:配置完成后,對整個系統進行了全面的調試,測試網關與各類設備的連接穩定性、數據采集的準確性以及數據上傳的及時性。在調試過程中,針對出現的問題,及時進行排查和解決,如調整網絡參數、優化協議配置等。
(三)系統集成與測試
將JM-WG310-4G工業智能網關與企業的生產管理系統進行集成,實現數據的無縫對接和共享。在集成過程中,與生產管理系統的供應商密切合作,共同制定數據接口規范和數據交互方式。集成完成后,對整個系統進行了全面的測試,包括功能測試、性能測試、穩定性測試等。通過模擬各種實際生產場景,測試系統在不同情況下的運行情況,確保系統能夠滿足企業的生產管理需求。
五、應用效果
(一)實時監控與遠程管理
通過捷米特邊緣計算網關和MQTT物聯網平臺,管理人員可以隨時隨地實時查看工業鍋爐的各項運行參數,如溫度、壓力、水位等,及時掌握設備的運行狀況。同時,實現了對鍋爐設備的遠程控制功能,管理人員可以根據實際情況通過MQTT物聯網平臺對設備進行遠程啟停、參數調整等操作,無需再到現場進行手動操作,大大提高了管理效率,減少了人工成本和操作風險。
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審核編輯 黃宇
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