边缘计算网关实现铁合金生产设备全天候云端监控

一、项目背景

铁合金行业作为国民经济基础原材料产业，在钢铁、机械制造等众多领域有着广泛应用，其生产规模庞大且呈持续增长趋势。然而，传统的铁合金生产监控方式存在诸多弊端，如数据采集不及时、不准确，信息孤岛现象严重，生产管理人员难以全面、实时地掌握生产现场情况，导致生产效率低下、能耗居高不下、设备故障频发等问题，严重制约了企业的可持续发展。

随着工业互联网技术的不断兴起与发展，将先进的工业智能网关引入铁合金生产过程，构建MQTT物联网平台远程监控系统，实现生产数据的实时采集、传输与监控分析，成为了推动铁合金行业数字化转型、提升生产管理水平的关键举措。

二、项目需求

·数据采集与上传：需要对铁合金生产现场的各类设备，如furnace（品牌：Siemens，型号：SimaticS7-300）、electricalswitchgear（品牌：ABB，型号：ANSOCO2200）、castingmachine（品牌：Sandvik，型号：RST200）等的运行数据进行全面采集，并稳定、准确地上传至MQTT物联网平台。

·远程监控与管理：生产管理人员希望能够通过远程方式实时监控设备的运行状态、生产参数、能耗数据等，以便及时发现异常情况并做出决策，同时实现对设备的远程控制与管理，提高生产效率和设备利用率。

·系统集成与兼容性：铁合金生产现场设备种类繁多，品牌和型号各异，采用的通信协议和数据格式也各不相同，因此要求工业智能网关能够兼容多种协议和设备，实现系统的无缝集成。

三、解决方案

·设备选型：经过对多家品牌和型号的工业智能网关进行调研与评估，最终选择了远创智控YC-GR90-SPLC远程控制网关。该网关具备强大的协议解析能力，支持OPCUA、ModbusTCP等多种主流工业协议，可与现场的各种设备进行通信；采用工业级芯片和元器件，具备高可靠性和稳定性，能够在恶劣的工业环境下长期稳定运行；支持5G/4G/WIFI/有线以太网等多种网络接入方式，确保数据传输的稳定性和实时性。

·系统架构：构建了基于YC-GR90-S边缘计算网关的铁合金生产MQTT物联网平台远程监控系统，其架构主要包括设备层、网关层和云平台层。设备层由各类生产设备组成，负责生产过程的执行和数据的产生；网关层由YC-GR90-SPLC远程控制网关构成，承担着设备数据采集、协议转换和数据上传的关键任务；MQTT物联网平台层部署了铁合金生产监控软件系统，实现对生产数据的存储、分析、展示和管理。

·数据采集与传输：YC-GR90-S工业智能网关通过OPCUA协议与现场设备建立连接，按照预设的采集周期和采集点位，实时采集设备的运行数据，如温度、压力、流量、电流、电压等参数，并将采集到的数据进行初步处理和封装，通过5G网络上传至云平台。

·远程监控与管理功能实现：在MQTT物联网平台中开发了直观、便捷的远程监控界面，生产管理人员可通过电脑、手机等终端随时随地登录系统，实时查看设备的运行状态和生产数据，如设备的启停状态、运行时间、生产产量、能耗情况等。同时，系统支持对设备进行远程控制操作，如远程启停设备、调整设备运行参数等，方便生产管理人员根据生产需求及时调整设备运行状态，确保生产的顺利进行。

四、项目实施

·设备安装与调试：在铁合金生产现场，按照相关规范和标准，将YC-GR90-S边缘计算网关安装在各生产设备附近，并进行接线和调试工作。首先将网关与现场设备进行连接，确保通信链路正常；然后对网关的采集配置进行设置，包括采集点位、采集周期、协议参数等，使网关能够准确采集设备数据。

·云平台部署与配置：在MQTT物联网平台上搭建了铁合金生产监控软件系统，并对系统进行配置，包括设备信息录入、数据存储结构设计、监控界面开发等。同时，对云平台的安全防护机制进行了设置，如防火墙配置、用户权限管理、数据加密等，确保系统和数据的安全性。

·系统集成与联调：将YC-GR90-SPLC远程控制网关与MQTT物联网平台进行集成，实现数据的实时传输和交互。在系统联调过程中，对数据采集的准确性、传输的稳定性、远程监控的实时性等方面进行了全面测试和优化，确保整个系统能够稳定、可靠地运行。

五、项目成果

·生产效率提升：通过实时监控设备的运行状态和生产数据，生产管理人员能够及时发现生产过程中的异常情况并迅速做出决策，减少了设备故障停机时间，提高了设备的利用率和生产效率。据统计，设备故障停机时间减少了约30%，设备利用率提高了约20%，生产效率得到了显著提升。

·能耗降低：基于对能耗数据的实时监测和分析，企业能够找出能源消耗的瓶颈和浪费点，采取针对性的节能措施，如优化设备运行参数、调整生产计划等，实现了能源的合理利用和节能减排。生产过程中能源消耗降低了约15%，为企业降低了生产成本。

·质量管控加强：实时采集和分析生产工艺参数，确保生产过程的稳定性

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审核编辑 黄宇