在鋼鐵冶煉環(huán)節(jié)，原料大多采用皮帶傳輸?shù)姆绞綇牧蟼}傳送至生產(chǎn)車間。傳統(tǒng)的皮帶傳輸?shù)姆绞酱嬖谥T多弊端，比如：原料傳輸路徑長達(dá)幾百米到幾公里，物料分布不均勻及震動，易造成皮帶跑偏、破損，帶來物料泄漏等問題；皮帶傳輸過程需專職人員進(jìn)行24小時巡邏檢查，員工工作強(qiáng)度大，易產(chǎn)生漏檢現(xiàn)象；員工工作環(huán)境惡劣，對輪值工人的健康產(chǎn)生不利影響等。
針對皮帶傳輸中面臨的種種問題，東土聯(lián)合飛騰公司，發(fā)揮東土在邊緣控制、操作系統(tǒng)及工業(yè)軟件領(lǐng)域的深厚經(jīng)驗(yàn)，借助飛騰處理器高性能、低功耗的優(yōu)勢，共同打造以“ 5G+視覺檢測+云化PLC控制”的智能皮帶糾偏系統(tǒng)，方案引入邊緣計算系統(tǒng)部署架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)本地流量卸載，提供超低時延的實(shí)時控制應(yīng)用，并利用皮帶傳輸自動糾偏技術(shù)，提高物料傳輸效率，實(shí)現(xiàn)無人值守、自動糾偏、物料自動識別等功能，為大型鋼鐵制造企業(yè)提供完整的智能化改造方案。
方案概述：
方案基于軟件定義控制的理念，實(shí)現(xiàn)5G通信技術(shù)、機(jī)器視覺檢測、運(yùn)動控制與大數(shù)據(jù)分析的融合。
1、在工廠內(nèi)部建立飛騰5G專網(wǎng)，5G專網(wǎng)具備大帶寬、低時延、大連接、快速部署、管理運(yùn)維等特點(diǎn)，為皮帶自動糾偏控制提供網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。檢測設(shè)備、工業(yè)相機(jī)、遠(yuǎn)程IO、伺服電機(jī)等通過5G網(wǎng)關(guān)接入網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)控制器、傳感器和執(zhí)行部件之間的互聯(lián)互通。
2、在5G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，邊緣通用控制器以飛騰CPU FT-2000/4和Intewell工業(yè)級網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)為核心，整合PLC實(shí)時控制、視覺算法和SCADA等功能，實(shí)現(xiàn)非實(shí)時系統(tǒng)與實(shí)時系統(tǒng)融合運(yùn)行。其中，非實(shí)時系統(tǒng)運(yùn)行視覺算法和SCADA軟件，實(shí)時系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)邏輯控制和運(yùn)動控制。非實(shí)時系統(tǒng)和實(shí)時系統(tǒng)通過共享內(nèi)存進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，確保系統(tǒng)間數(shù)據(jù)通訊的實(shí)時性和穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)物料識別和皮帶自動糾偏控制。
在現(xiàn)場層，東土邊緣通用控制器發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)高帶寬、低延時、高可靠、方便部署等特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)5G邊緣控制器與皮帶傳送機(jī)的穩(wěn)定通信。
在邊緣計算層，通過邊緣控制器，實(shí)現(xiàn)一臺設(shè)備代替多個PLC，同時將PLC控制與和視覺采集功能融合于同一平臺。
在應(yīng)用層，視覺圖像處理和PLC控制系統(tǒng)之間通過MODBUS /TCP或者共享內(nèi)存接口直接通信，與之前PLC和計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信相比，基于軟件之間的通信可有效確保數(shù)據(jù)通信實(shí)時性和穩(wěn)定性，滿足自動化控制與圖像處理的需求。
3、根據(jù)現(xiàn)場運(yùn)輸皮帶的傳輸狀態(tài)，邊緣通用控制器的實(shí)時系統(tǒng)執(zhí)行控制指令，現(xiàn)場工業(yè)相機(jī)進(jìn)行圖片拍攝，通過5G網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)竭吘壙刂破?，進(jìn)行視覺檢測軟件的物料識別，視覺軟件檢測結(jié)果反饋給PLC控制進(jìn)行實(shí)時聯(lián)動，調(diào)整糾偏參數(shù)，控制現(xiàn)場伺服電機(jī)動作，實(shí)現(xiàn)皮帶自動糾偏。
方案亮點(diǎn)：
云化控制：引入邊緣計算的系統(tǒng)架構(gòu)，將Intewell工業(yè)操作系統(tǒng)、軟件定義控制的視覺算法、運(yùn)動控制整合到MEC平臺，將傳統(tǒng)工業(yè)控制硬件云化為5G MEC邊緣云軟件系統(tǒng)。
集中控制：優(yōu)化并整合皮帶糾偏環(huán)節(jié)的控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程集中控制，讓操作人員可以在更安全、更舒適的集中控制室完成生產(chǎn)任務(wù)，讓企業(yè)能在更大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)總部、基地之間的生產(chǎn)調(diào)度和優(yōu)化。
精準(zhǔn)控制：基于Intewell工業(yè)操作系統(tǒng)的高實(shí)時性，滿足對時間抖動的嚴(yán)苛需要，可實(shí)時調(diào)整糾偏參數(shù)，實(shí)現(xiàn)原料傳輸皮帶精準(zhǔn)控制。
自主可控：整體方案從硬件到軟件全部100%國產(chǎn)化。
方案價值：
利用視覺檢測設(shè)備代替人工識別物料，實(shí)時調(diào)整糾偏參數(shù)，精確度高、實(shí)時性好、響應(yīng)快，人工成本可減少50%。
基于5G網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸，使系統(tǒng)布線及維護(hù)更加便捷，施工工作量可減少40%。
邊緣通用控制器一機(jī)多用，融合視覺、控制、通訊技術(shù)，綜合成本更優(yōu)，控制系統(tǒng)硬件成本可節(jié)約30%。
主要產(chǎn)品：
1、Intewell工業(yè)級網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)
Intewell面向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域打造，是基于微內(nèi)核架構(gòu)、支持虛擬化的國產(chǎn)操作系統(tǒng)，它支持多業(yè)務(wù)及多工業(yè)協(xié)議融合，可兼容多種應(yīng)用生態(tài)，提供靈活易用的開發(fā)工具支持。基于微內(nèi)核架構(gòu)，Intewell可提供虛擬化管理，支持非實(shí)時和實(shí)時運(yùn)行環(huán)境，實(shí)現(xiàn)云端互聯(lián)，為多個行業(yè)、不同場景需求的工業(yè)應(yīng)用提供安全可靠的統(tǒng)一基礎(chǔ)運(yùn)行平臺。
2022年1月，Intewell工業(yè)級網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)通過了全球功能安全領(lǐng)域開創(chuàng)者——TÜV南德意志集團(tuán)的最高安全完整性等級的功能安全認(rèn)證，是國內(nèi)第一個在工業(yè)控制、軌道交通、汽車電子三個重要行業(yè)獲得TÜV南德功能安全認(rèn)證的操作系統(tǒng)品牌。
2020年6月，Intewell通過了國內(nèi)權(quán)威測評機(jī)構(gòu)——工信部電子五所嚴(yán)格的功能、性能測試及源代碼自主率掃描測試。在源代碼自主率掃描測試方面，Intewell內(nèi)核及部分關(guān)鍵模塊源碼私有代碼率達(dá)100%；在性能測試方面， Intewell實(shí)時虛擬機(jī)延遲時間、中斷響應(yīng)時間、任務(wù)切換時間等關(guān)鍵性能指標(biāo)均達(dá)到行業(yè)先進(jìn)水平。
2、NewPre邊緣通用控制器
NewPre系列邊緣通用控制器產(chǎn)品，以軟件定義為核心理念，基于統(tǒng)一開放靈活的平臺架構(gòu)，面向多種工業(yè)應(yīng)用場景，實(shí)現(xiàn)從IT到OT的縱向打通、 IT系統(tǒng)之間的橫向協(xié)同，實(shí)現(xiàn)從OT到IT的數(shù)據(jù)驅(qū)動。NewPre可實(shí)現(xiàn)一臺設(shè)備代替多個PLC/DCS，同時兼具協(xié)議網(wǎng)關(guān)能力，可直接傳輸數(shù)據(jù)到云端，再由云端進(jìn)行數(shù)據(jù)分析與處理。
在東土基于軟件定義控制的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)解決方案中，NewPre預(yù)裝東土自主研發(fā)的Intewell高實(shí)時操作系統(tǒng)及控制編程開發(fā)平臺MaVIEW，可支持多業(yè)務(wù)融合的使用方式，實(shí)現(xiàn)人工智能、機(jī)器視覺、大數(shù)據(jù)、人機(jī)監(jiān)控等非實(shí)時業(yè)務(wù)與運(yùn)動控制、PLC控制等實(shí)時控制業(yè)務(wù)融合。
3、MaVIEW工業(yè)編程軟件
MaVIEW是由東土完全自主研發(fā)的，面向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)背景下多業(yè)務(wù)融合的需要。除了支持控制器常規(guī)的IEC61131-3編程開發(fā)，還支持多業(yè)務(wù)融合的使用方式，支持人工智能、機(jī)器視覺、大數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)與實(shí)時控制業(yè)務(wù)融合，適應(yīng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的需要。
MaVIEW是支持軟件定義的控制系統(tǒng)基礎(chǔ)軟件，提供了高實(shí)時虛擬化手段，可集成實(shí)時、非實(shí)時等多種業(yè)務(wù)，支持PLC控制、高速運(yùn)動控制、機(jī)器視覺、人機(jī)交互、數(shù)據(jù)庫、邊緣計算、協(xié)議網(wǎng)關(guān)等業(yè)務(wù)。它提供軟件配置手段，可為一個硬件平臺上的不同業(yè)務(wù)分配硬件資源。MaVIEW支持多種通信，支持不同業(yè)務(wù)之間通過常規(guī)以太網(wǎng)、總線通信，支持Intewell操作系統(tǒng)的內(nèi)部虛擬數(shù)據(jù)總線交互數(shù)據(jù)，為不同業(yè)務(wù)之間的高速數(shù)據(jù)交互提供基礎(chǔ)，將多種業(yè)務(wù)融合到了一個硬件平臺上，無需借助外部通信介質(zhì)。
