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在zai工gong業ye自zi動dong化hua領ling域yu,數shu據ju采cai集ji是shi實shi現xian智zhi能neng化hua生sheng產chan和he管guan理li的de關guan鍵jian環huan節jie。傳chuan統tong的de數shu據ju采cai集ji方fang式shi往wang往wang依yi賴lai點dian表biao來lai配pei置zhi和he解jie析xi不bu同tong協xie議yi的de數shu據ju,深shen圳zhen市shi深shen控kong信xin息xi技ji術shu有you限xian公gong司si創chuang新xin性xing地di推tui出chu了le一yi種zhong不bu需xu要yao點dian表biao的de工gong業ye網wang關guan解jie決jue方fang案an,為wei工gong業ye數shu據ju采cai集ji帶dai來lai了le全quan新xin的de思si路lu和he高gao效xiao的de方fang法fa。
一、傳統點表方式的局限性
在工業環境中,各種設備通常采用不同的通信協議進行數據傳輸,如 Modbus、OPC UA、Profibus 等(deng)。傳(chuan)統(tong)的(de)數(shu)據(ju)采(cai)集(ji)係(xi)統(tong)為(wei)了(le)實(shi)現(xian)對(dui)這(zhe)些(xie)不(bu)同(tong)協(xie)議(yi)設(she)備(bei)的(de)數(shu)據(ju)解(jie)析(xi)和(he)采(cai)集(ji),常(chang)常(chang)依(yi)賴(lai)點(dian)表(biao)。點(dian)表(biao)是(shi)一(yi)種(zhong)預(yu)先(xian)配(pei)置(zhi)的(de)數(shu)據(ju)映(ying)射(she)表(biao),它(ta)詳(xiang)細(xi)列(lie)出(chu)了(le)設(she)備(bei)中(zhong)每(mei)個(ge)數(shu)據(ju)點(dian)的(de)地(di)址(zhi)、數據類型、轉換規則等信息。然而,這種方式存在諸多局限性:
(一)配置繁瑣
duiyumeiyizhongxinjierudeshebeihuoxieyi,douxuyaorengongzaixidipeizhidianbiao。zhebujinxuyaozhuanyedejishuzhishi,haihaofeidaliangdeshijianhejingli。zaifuzadegongyechangjingzhong,shebeizhongleifanduo,xieyigeyi,dianbiaodepeizhigongzuobiandejiweifanzhong,rongyichuxiancuowuheyilou。
(二)靈活性差
一旦設備的通信協議或數據點發生變化,例如設備升級、功能擴展等情況,就需要重新修改和配置點表。這使得係統的靈活性大打折扣,難以快速適應工業現場的動態變化。
(三)維護成本高
隨sui著zhe時shi間jian的de推tui移yi,工gong業ye係xi統tong不bu斷duan發fa展zhan和he演yan變bian,設she備bei的de更geng新xin換huan代dai頻pin繁fan。維wei護hu和he管guan理li大da量liang的de點dian表biao成cheng為wei一yi項xiang艱jian巨ju的de任ren務wu,需xu要yao持chi續xu投tou入ru人ren力li和he物wu力li資zi源yuan,增zeng加jia了le企qi業ye的de運yun營ying成cheng本ben。
二、深控信息技術有限公司的創新解決方案
weilekefuchuantongdianbiaofangshidebiduan,shenzhenshishenkongxinxijishuyouxiangongsiyanfaleyizhongbuxuyaodianbiaodegongyewangguanjiejuefangan,tongguoxianjindejishushouduanshixianlebutongxieyidejiexiheshujucaiji,jidaditigaolexitongdelinghuoxing、易用性和效率。

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深控技術——不需要點表的工業網關
(一)智能協議識別與解析技術
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自動協議探測
工gong業ye網wang關guan內nei置zhi了le先xian進jin的de協xie議yi識shi別bie算suan法fa,能neng夠gou自zi動dong探tan測ce接jie入ru設she備bei所suo使shi用yong的de通tong信xin協xie議yi。當dang設she備bei連lian接jie到dao網wang關guan時shi,網wang關guan會hui通tong過guo發fa送song一yi係xi列lie特te定ding的de探tan測ce信xin號hao和he分fen析xi設she備bei的de響xiang應ying,快kuai速su準zhun確que地di判pan斷duan出chu協xie議yi類lei型xing,無wu需xu人ren工gong幹gan預yu和he預yu先xian配pei置zhi點dian表biao。
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深度協議解析引擎
針對識別出的不同協議,網關配備了強大的深度協議解析引擎。該引擎能夠理解各種協議的幀結構、數shu據ju格ge式shi和he語yu義yi規gui則ze,深shen入ru到dao協xie議yi的de底di層ceng進jin行xing數shu據ju解jie析xi。它ta不bu像xiang傳chuan統tong方fang式shi那na樣yang依yi賴lai固gu定ding的de點dian表biao地di址zhi,而er是shi通tong過guo對dui協xie議yi的de智zhi能neng分fen析xi,直zhi接jie提ti取qu出chu有you意yi義yi的de數shu據ju信xin息xi。
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動態數據適配
在zai解jie析xi過guo程cheng中zhong,網wang關guan能neng夠gou根gen據ju協xie議yi的de實shi時shi變bian化hua和he數shu據ju的de動dong態tai特te征zheng進jin行xing自zi適shi應ying調tiao整zheng。無wu論lun是shi數shu據ju格ge式shi的de微wei小xiao變bian動dong還hai是shi協xie議yi版ban本ben的de升sheng級ji,網wang關guan都dou能neng自zi動dong適shi應ying,確que保bao準zhun確que無wu誤wu地di采cai集ji數shu據ju,無wu需xu手shou動dong更geng新xin點dian表biao。
(二)基於模型驅動的數據采集方法
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設備模型構建
深(shen)控(kong)信(xin)息(xi)技(ji)術(shu)有(you)限(xian)公(gong)司(si)的(de)一(yi)種(zhong)不(bu)需(xu)要(yao)點(dian)表(biao)的(de)工(gong)業(ye)網(wang)關(guan)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)引(yin)入(ru)了(le)設(she)備(bei)模(mo)型(xing)的(de)概(gai)念(nian)。在(zai)係(xi)統(tong)部(bu)署(shu)初(chu)期(qi),通(tong)過(guo)對(dui)各(ge)類(lei)工(gong)業(ye)設(she)備(bei)的(de)深(shen)入(ru)研(yan)究(jiu)和(he)分(fen)析(xi),建(jian)立(li)起(qi)通(tong)用(yong)的(de)設(she)備(bei)模(mo)型(xing)庫(ku)。這(zhe)些(xie)模(mo)型(xing)涵(han)蓋(gai)了(le)常(chang)見(jian)設(she)備(bei)的(de)基(ji)本(ben)屬(shu)性(xing)、gongnengheshujutezheng。dangxinshebeijierushi,zhixucongmoxingkuzhongxuanzeyuzhipipeideshebeimoxing,jikekuaisuwanchengshebeidechushihuapeizhi,wuxufansuodedianbiaopeizhiguocheng。
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模型驅動的數據采集
在數據采集階段,工業網關基於所選的設備模型進行數據采集。模型中定義了數據的采集方式、pinlvhechuliguizedeng,wangguananzhaozhexieguizezidongcongshebeizhonghuoqushuju。youyumoxingshiduishebeibenzhitezhengdechouxianghegaikuo,tajuyougengqiangdetongyongxingheshiyingxing,nenggouyouxiaoyingduibutongshebeihexieyidechayi,shixiangaoxiaodeshujucaiji。
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模型的持續優化與更新
隨(sui)著(zhe)工(gong)業(ye)技(ji)術(shu)的(de)不(bu)斷(duan)發(fa)展(zhan)和(he)新(xin)設(she)備(bei)的(de)不(bu)斷(duan)湧(yong)現(xian),公(gong)司(si)持(chi)續(xu)對(dui)設(she)備(bei)模(mo)型(xing)庫(ku)進(jin)行(xing)優(you)化(hua)和(he)更(geng)新(xin)。通(tong)過(guo)與(yu)行(xing)業(ye)專(zhuan)家(jia)的(de)合(he)作(zuo)以(yi)及(ji)對(dui)實(shi)際(ji)工(gong)業(ye)場(chang)景(jing)的(de)深(shen)入(ru)調(tiao)研(yan),不(bu)斷(duan)完(wan)善(shan)和(he)擴(kuo)展(zhan)模(mo)型(xing)庫(ku),確(que)保(bao)其(qi)能(neng)夠(gou)適(shi)應(ying)各(ge)種(zhong)新(xin)型(xing)設(she)備(bei)和(he)複(fu)雜(za)工(gong)業(ye)環(huan)境(jing)的(de)需(xu)求(qiu)。同(tong)時(shi),用(yong)戶(hu)也(ye)可(ke)以(yi)根(gen)據(ju)自(zi)身(shen)的(de)特(te)殊(shu)需(xu)求(qiu)對(dui)設(she)備(bei)模(mo)型(xing)進(jin)行(xing)定(ding)製(zhi)和(he)擴(kuo)展(zhan),進(jin)一(yi)步(bu)提(ti)高(gao)係(xi)統(tong)的(de)靈(ling)活(huo)性(xing)和(he)適(shi)用(yong)性(xing)。
(三)數據緩存與預處理技術
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實時數據緩存
為wei了le確que保bao數shu據ju的de完wan整zheng性xing和he連lian續xu性xing,深shen控kong技ji術shu不bu需xu要yao點dian表biao的de工gong業ye網wang關guan具ju備bei強qiang大da的de數shu據ju緩huan存cun功gong能neng。在zai數shu據ju采cai集ji過guo程cheng中zhong,當dang網wang絡luo出chu現xian波bo動dong或huo其qi他ta異yi常chang情qing況kuang導dao致zhi數shu據ju傳chuan輸shu中zhong斷duan時shi,網wang關guan會hui自zi動dong將jiang采cai集ji到dao的de數shu據ju暫zan存cun到dao本ben地di緩huan存cun中zhong。待dai網wang絡luo恢hui複fu正zheng常chang後hou,再zai將jiang緩huan存cun中zhong的de數shu據ju重zhong新xin上shang傳chuan,避bi免mian數shu據ju丟diu失shi。這zhe種zhong數shu據ju緩huan存cun機ji製zhi有you效xiao地di提ti高gao了le係xi統tong的de穩wen定ding性xing和he可ke靠kao性xing,保bao證zheng了le數shu據ju采cai集ji的de連lian續xu性xing。
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數據預處理
在將數據上傳到上位係統或雲平台之前,深控技術不需要點表的網關還可以對采集到的數據進行預處理。預處理包括數據清洗、篩選、轉換和聚合等操作,旨在去除噪聲數據、提ti取qu有you用yong信xin息xi,並bing將jiang數shu據ju轉zhuan換huan為wei符fu合he上shang位wei係xi統tong要yao求qiu的de格ge式shi。通tong過guo數shu據ju預yu處chu理li,不bu僅jin可ke以yi減jian輕qing上shang位wei係xi統tong的de處chu理li負fu擔dan,提ti高gao數shu據ju處chu理li效xiao率lv,還hai能neng為wei後hou續xu的de數shu據ju分fen析xi和he應ying用yong提ti供gong更geng加jia準zhun確que、高質量的數據基礎。
三、解決方案的優勢與應用效果
(一)顯著優勢
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提高部署效率
深(shen)控(kong)技(ji)術(shu)不(bu)需(xu)要(yao)點(dian)表(biao)的(de)配(pei)置(zhi)過(guo)程(cheng),大(da)大(da)縮(suo)短(duan)了(le)工(gong)業(ye)網(wang)關(guan)的(de)部(bu)署(shu)時(shi)間(jian)。技(ji)術(shu)人(ren)員(yuan)可(ke)以(yi)快(kuai)速(su)將(jiang)網(wang)關(guan)接(jie)入(ru)工(gong)業(ye)網(wang)絡(luo),實(shi)現(xian)對(dui)不(bu)同(tong)設(she)備(bei)的(de)數(shu)據(ju)采(cai)集(ji),顯(xian)著(zhu)提(ti)高(gao)了(le)項(xiang)目(mu)的(de)實(shi)施(shi)進(jin)度(du),降(jiang)低(di)了(le)項(xiang)目(mu)成(cheng)本(ben)。
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增強係統靈活性
nenggouzishiyingbutongxieyiheshebeidebianhua,wuxupinfanxiugaipeizhi,shigongyeshujucaijixitonggengjialinghuodiyingduigongyexianchangdedongtaixuqiu。qiyezaijinxingshebeishengji、改造或擴展時,無需擔心數據采集係統的兼容性問題,極大地降低了係統維護和升級的難度。
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降低維護成本
減jian少shao了le對dui點dian表biao的de維wei護hu工gong作zuo,降jiang低di了le人ren力li和he物wu力li成cheng本ben。同tong時shi,由you於yu係xi統tong的de穩wen定ding性xing和he可ke靠kao性xing得de到dao提ti高gao,減jian少shao了le因yin數shu據ju采cai集ji故gu障zhang而er導dao致zhi的de生sheng產chan停ting機ji和he損sun失shi,為wei企qi業ye帶dai來lai了le間jian接jie的de經jing濟ji效xiao益yi。
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提升數據質量
通過智能協議解析和數據預處理技術,確保采集到的數據準確、完整、一致。高質量的數據為後續的數據分析和決策提供了有力支持,有助於企業實現更精準的生產優化、質量控製和能源管理等目標。
(二)廣泛的應用效果
案例一:汽車製造工廠
背景:一家大型汽車製造企業,擁有多條高度自動化的生產線,涉及眾多不同品牌和型號的生產設備,包括機器人、傳感器、PLC 等。這些設備采用了多種通信協議,如 Modbus、Profibus、Ethernet/IP 等。
問題:
傳chuan統tong的de數shu據ju采cai集ji方fang式shi需xu要yao為wei每mei個ge設she備bei配pei置zhi點dian表biao,工gong作zuo量liang巨ju大da且qie容rong易yi出chu錯cuo。而er且qie,隨sui著zhe生sheng產chan線xian的de調tiao整zheng和he設she備bei的de更geng新xin換huan代dai,點dian表biao的de維wei護hu成cheng本ben極ji高gao,嚴yan重zhong影ying響xiang了le生sheng產chan效xiao率lv和he數shu據ju準zhun確que性xing。
解決方案:caiyonggongyewangguanshujucaijijiejuefangan,wangguannenggouzidongshibiebutongshebeidetongxinxieyi,bingjinxingzhinengjiexi。wuxudianbiaopeizhi,dadasuoduanlexitongbushushijian。tongshi,wangguankeyishishijianceshebeizhuangtaiheshengchanshuju,rujiqirendeyunxingguiji、chuanganqidewenduheyalishujudeng。tongguoduizhexieshujudefenxi,qiyekeyijishifaxianshengchanzhongdeyichangqingkuang,youhuashengchanliucheng,tigaochanpinzhiliang。liru,dangmougechuanganqideshujuyichangshi,xitongkeyizidongfachujingbao,tixinggongzuorenyuanjinxingjianzhaheweixiu,bimianyinshebeiguzhangdaozhideshengchantingzhi。
效果:提高了數據采集的準確性和實時性,減少了人工配置點表的工作量和錯誤率。生產效率提高了 20%,設備故障率降低了 30%,為企業帶來了顯著的經濟效益。
案例二:電力變電站
背景:一個大型電力變電站,需要對站內的各種電力設備進行實時監測和數據采集,包括變壓器、斷路器、互感器等。這些設備采用了不同的通信協議,如 IEC 61850、DNP3.0 等。
問題:傳(chuan)統(tong)的(de)數(shu)據(ju)采(cai)集(ji)係(xi)統(tong)需(xu)要(yao)針(zhen)對(dui)每(mei)個(ge)設(she)備(bei)的(de)通(tong)信(xin)協(xie)議(yi)進(jin)行(xing)點(dian)表(biao)配(pei)置(zhi),而(er)且(qie)不(bu)同(tong)廠(chang)家(jia)的(de)設(she)備(bei)點(dian)表(biao)格(ge)式(shi)不(bu)統(tong)一(yi),增(zeng)加(jia)了(le)係(xi)統(tong)集(ji)成(cheng)的(de)難(nan)度(du)。此(ci)外(wai),電(dian)力(li)係(xi)統(tong)對(dui)數(shu)據(ju)的(de)準(zhun)確(que)性(xing)和(he)實(shi)時(shi)性(xing)要(yao)求(qiu)極(ji)高(gao),傳(chuan)統(tong)方(fang)式(shi)難(nan)以(yi)滿(man)足(zu)。
解決方案:
bushugongyewangguan,shixianduibutongxieyidezidongjiexiheshujucaiji。wangguankeyijiangcaijidaodeshujuzhuanhuanweitongyidegeshi,bingtongguowangluochuanshudaojiankongzhongxin。zaijiankongzhongxin,gongzuorenyuankeyishishizhakanshebeideyunxingzhuangtai、電dian量liang參can數shu等deng信xin息xi,及ji時shi發fa現xian並bing處chu理li故gu障zhang。例li如ru,當dang變bian壓ya器qi的de溫wen度du過guo高gao時shi,係xi統tong可ke以yi自zi動dong啟qi動dong冷leng卻que設she備bei,避bi免mian設she備bei損sun壞huai。同tong時shi,網wang關guan還hai具ju備bei數shu據ju存cun儲chu功gong能neng,可ke以yi記ji錄lu曆li史shi數shu據ju,為wei設she備bei的de維wei護hu和he管guan理li提ti供gong依yi據ju。
效果:提ti高gao了le電dian力li係xi統tong的de可ke靠kao性xing和he穩wen定ding性xing,減jian少shao了le故gu障zhang發fa生sheng的de概gai率lv。數shu據ju采cai集ji的de實shi時shi性xing和he準zhun確que性xing得de到dao了le極ji大da提ti升sheng,為wei電dian力li調tiao度du和he運yun維wei管guan理li提ti供gong了le有you力li支zhi持chi。
案例三:石油化工企業
背景:一家石油化工企業,擁有多個生產車間和複雜的工藝流程。生產過程中涉及大量的傳感器、儀表和控製設備,這些設備采用了不同的通信協議,如 HART、Foundation Fieldbus 等。
問題:傳(chuan)統(tong)的(de)數(shu)據(ju)采(cai)集(ji)方(fang)式(shi)難(nan)以(yi)實(shi)現(xian)對(dui)這(zhe)些(xie)不(bu)同(tong)協(xie)議(yi)設(she)備(bei)的(de)統(tong)一(yi)管(guan)理(li)和(he)數(shu)據(ju)采(cai)集(ji)。點(dian)表(biao)配(pei)置(zhi)複(fu)雜(za),維(wei)護(hu)困(kun)難(nan),而(er)且(qie)數(shu)據(ju)的(de)準(zhun)確(que)性(xing)和(he)實(shi)時(shi)性(xing)無(wu)法(fa)得(de)到(dao)保(bao)障(zhang),影(ying)響(xiang)了(le)企(qi)業(ye)的(de)生(sheng)產(chan)管(guan)理(li)和(he)決(jue)策(ce)。
解決方案:引入不需要點表工業網關數據采集解決方案,網關可以自動識別和解析不同協議的設備數據。通過對生產過程中的溫度、壓力、流liu量liang等deng參can數shu的de實shi時shi監jian測ce,企qi業ye可ke以yi及ji時shi調tiao整zheng生sheng產chan工gong藝yi,提ti高gao產chan品pin質zhi量liang和he生sheng產chan效xiao率lv。例li如ru,當dang某mou個ge反fan應ying器qi的de壓ya力li異yi常chang升sheng高gao時shi,係xi統tong可ke以yi自zi動dong調tiao節jie閥fa門men,控kong製zhi反fan應ying速su度du,確que保bao生sheng產chan安an全quan。同tong時shi,網wang關guan還hai可ke以yi將jiang采cai集ji到dao的de數shu據ju上shang傳chuan到dao企qi業ye的de管guan理li係xi統tong,為wei生sheng產chan管guan理li和he決jue策ce提ti供gong數shu據ju支zhi持chi。
效果:實(shi)現(xian)了(le)對(dui)不(bu)同(tong)協(xie)議(yi)設(she)備(bei)的(de)統(tong)一(yi)管(guan)理(li)和(he)數(shu)據(ju)采(cai)集(ji),提(ti)高(gao)了(le)數(shu)據(ju)的(de)準(zhun)確(que)性(xing)和(he)實(shi)時(shi)性(xing)。生(sheng)產(chan)過(guo)程(cheng)更(geng)加(jia)穩(wen)定(ding),產(chan)品(pin)質(zhi)量(liang)得(de)到(dao)了(le)提(ti)升(sheng),企(qi)業(ye)的(de)管(guan)理(li)效(xiao)率(lv)和(he)決(jue)策(ce)水(shui)平(ping)也(ye)得(de)到(dao)了(le)顯(xian)著(zhu)提(ti)高(gao)。
四、未來展望
隨sui著zhe工gong業ye互hu聯lian網wang和he智zhi能neng製zhi造zao的de快kuai速su發fa展zhan,對dui工gong業ye數shu據ju采cai集ji的de要yao求qiu越yue來lai越yue高gao。深shen圳zhen市shi深shen控kong信xin息xi技ji術shu有you限xian公gong司si的de不bu需xu要yao點dian表biao的de工gong業ye網wang關guan解jie決jue方fang案an為wei工gong業ye數shu據ju采cai集ji領ling域yu帶dai來lai了le創chuang新xin性xing的de突tu破po,具ju有you廣guang闊kuo的de應ying用yong前qian景jing和he發fa展zhan潛qian力li。
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