背景
智慧工廠是現(xiàn)代工廠信息化發(fā)展的新階段。是在數(shù)字化工廠的基礎(chǔ)上，利用物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)和設(shè)備監(jiān)控技術(shù)加強(qiáng)信息管理和服務(wù)；清楚掌握產(chǎn)銷流程、提高生產(chǎn)過程的可控性、減少生產(chǎn)線上人工的干預(yù)、即時正確地采集生產(chǎn)線數(shù)據(jù)，以及合理的生產(chǎn)計(jì)劃編排與生產(chǎn)進(jìn)度。并加上綠色智能的手段和智能系統(tǒng)等新興技術(shù)于一體，構(gòu)建一個高效節(jié)能的、綠色環(huán)保的、環(huán)境舒適的人性化工廠。是IBM“智慧地球”理念在制造業(yè)的實(shí)際應(yīng)用的結(jié)果，在系統(tǒng)中會涉及5G4G PLC網(wǎng)關(guān)、MQTT物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，由于終端基本是由PLC來控制和執(zhí)行，因此大家都稱這類應(yīng)用的設(shè)備為5G4G PLC網(wǎng)關(guān)，實(shí)際上這些設(shè)備在其他行業(yè)更多的稱之為物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，而MQTT協(xié)議經(jīng)常在智慧工廠和工業(yè)自動化領(lǐng)域采用，因此大部分直接叫做MQTT物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)。
系統(tǒng)功能
實(shí)現(xiàn)電子制造業(yè)的工業(yè)4.0個關(guān)鍵在于構(gòu)建智慧工廠，需要智能硬件設(shè)備（PLC網(wǎng)關(guān)、MQTT物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)）、各種數(shù)據(jù)的采集及感知、配套的應(yīng)用軟件共同實(shí)現(xiàn)，其中對設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)控及遠(yuǎn)程診斷，是無人化工廠的關(guān)鍵。通過PLC網(wǎng)關(guān)和MQTT物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備的長期運(yùn)行的大量數(shù)據(jù)支持，搭配安全可靠的云端計(jì)算能力，最終達(dá)到對設(shè)備狀態(tài)的運(yùn)籌帷幄。主要系統(tǒng)模塊如下：
智能倉儲：自動備料，自動上料；
智能車間：自動生產(chǎn)，組裝，包裝；
智能品質(zhì)管控：自動品質(zhì)管控；
集成其他系統(tǒng)：與ERP,MES系統(tǒng)集成；
追溯管理:對材料，生產(chǎn)環(huán)節(jié)，品質(zhì)管控等各個環(huán)節(jié)的追溯。
系統(tǒng)架構(gòu)圖

系統(tǒng)原理
產(chǎn)線上安裝采集各種數(shù)據(jù)的設(shè)備（如電表、PLC、傳感器）等等，通過RS485總線連接至愛陸通5G4G PLC網(wǎng)關(guān)、MQTT物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的串口，通過下發(fā)modbus命令進(jìn)行輪詢采集生產(chǎn)設(shè)備的功耗、電流、電壓、壓力、生產(chǎn)數(shù)量、設(shè)備報(bào)警信息等數(shù)據(jù)。
采集到數(shù)據(jù)后，進(jìn)行提取轉(zhuǎn)換以MQTT（或TCP）協(xié)議JOSN（或透傳）格式利用4G/5G無線網(wǎng)絡(luò)上報(bào)至MES平臺。MES平臺對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)儲存及分析，對生產(chǎn)品質(zhì)、設(shè)備維護(hù)、環(huán)保節(jié)能等各方面進(jìn)行管控。

系統(tǒng)組成描述
AR7088H & 支持5G/4G無線工業(yè)路由器/PLC網(wǎng)關(guān)/MQTT物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)
?支持5G-SA/NSA,提供5G/4G全網(wǎng)通高速網(wǎng)絡(luò)服務(wù)
?三網(wǎng)口、雙串口、雙卡、WIFI、GPS/北斗定位和通信、,巴掌大小導(dǎo)軌安裝
?支持標(biāo)準(zhǔn)OPCUA/MQTT、阿里/華為/移動/電信等主流物聯(lián)網(wǎng)IOT平臺
?協(xié)議網(wǎng)關(guān)、Modbus、西門子PLC系列、地表水、環(huán)保212、電力協(xié)議等
?支持Ntirp、VRRP、流量統(tǒng)計(jì)、黑白名單、數(shù)據(jù)流過濾、DTU等實(shí)用功能
?產(chǎn)品獲得中國電科院型式測試認(rèn)證、中國電科院安全加密認(rèn)證、中國3C等權(quán)威機(jī)構(gòu)認(rèn)證
?滿足5~35VDC寬壓,-40~+80oC抗寒耐高溫、防干擾,24小時全天候運(yùn)行
傳感器：采集各種環(huán)境參數(shù)，比如溫濕度等作業(yè)環(huán)境，實(shí)時進(jìn)行調(diào)整
電表：采集用電情況，如ABC三相的電流、電壓、功率監(jiān)控用電情況
數(shù)控系統(tǒng)：采集機(jī)床的壓力，溫度，報(bào)警，生產(chǎn)數(shù)量，設(shè)備狀態(tài)等各種參數(shù)，對生產(chǎn)過程進(jìn)行監(jiān)控記錄
PLC：采集設(shè)備各種生產(chǎn)參數(shù)
系統(tǒng)優(yōu)勢
1.PLC網(wǎng)關(guān)、物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)采用標(biāo)準(zhǔn)的MQTT，及兼容各大IOT平臺的接入?yún)f(xié)議、適用性廣
2.對下可支持多種工業(yè)協(xié)議、支持定制化需求
3.采用JOSN格式，可自定義南北端數(shù)據(jù)因子，靈活配合MES系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的要求
4.使用5G/4G無線高帶寬傳輸，不受布線距離等限制，支持高頻大數(shù)據(jù)上報(bào)，滿足數(shù)據(jù)實(shí)時性
數(shù)據(jù)平臺
AR7088H PLC網(wǎng)關(guān)、MQTT物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)根據(jù)客戶設(shè)置的采集頻率和上報(bào)參數(shù)，對下進(jìn)行采集并上報(bào)給MES平臺 ，MES實(shí)時接收數(shù)據(jù)進(jìn)行分析匯總存貯記錄。利用大數(shù)據(jù)對生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)進(jìn)行管控優(yōu)化。

審核編輯 黃昊宇