一、項目背景

在工業(yè)自動化及能源管理領(lǐng)域，配電柜的穩(wěn)定運行至關(guān)重要。傳統(tǒng)配電柜監(jiān)控存在人工巡檢效率低、實時性差、數(shù)據(jù)孤島等問題，難以滿足現(xiàn)代工業(yè)對配電系統(tǒng)高效運維與智能化管理的需求。某大型智能制造工廠，其生產(chǎn)線上的配電柜分布廣泛且數(shù)量眾多，包含多種品牌和型號的設(shè)備，如西門子S7-1200系列PLC、施耐德ATV320系列變頻器等，這些設(shè)備通信協(xié)議各異，實現(xiàn)互聯(lián)互通和數(shù)據(jù)采集傳輸難度大。

二、設(shè)備選型與參數(shù)配置

經(jīng)過對多種工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)評估測試，該工廠選用了捷米特數(shù)據(jù)采集器。其具備以下優(yōu)勢：

·協(xié)議支持豐富：支持OPCUA、MQTT、Modbus等多種工業(yè)協(xié)議，能與不同品牌的設(shè)備無縫連接。對于西門子S7-1200系列PLC，通過OPCUA協(xié)議通信，無需訪問PLC程序或手動配置標(biāo)簽，即可掃描變量數(shù)據(jù)并傳輸至網(wǎng)關(guān)；對于施耐德ATV320系列變頻器，利用內(nèi)置驅(qū)動庫通過Modbus協(xié)議采集數(shù)據(jù)。

·強大的邊緣計算能力：可實現(xiàn)數(shù)據(jù)本地處理與分析，減輕云端服務(wù)器負擔(dān)，提高數(shù)據(jù)處理效率和實時性。

·穩(wěn)定性和可靠性高：采用工業(yè)級設(shè)計，能在復(fù)雜惡劣的工業(yè)環(huán)境中穩(wěn)定運行，具備看門狗功能，確保數(shù)據(jù)傳輸不間斷。

在參數(shù)配置方面，首先對網(wǎng)關(guān)進行網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置，配置其IP地址、子網(wǎng)掩碼、網(wǎng)關(guān)地址和DNS服務(wù)器等，使其能夠接入工廠的局域網(wǎng)，并與云端服務(wù)器建立穩(wěn)定連接。接著，根據(jù)現(xiàn)場設(shè)備的通信協(xié)議和數(shù)據(jù)格式，對網(wǎng)關(guān)進行協(xié)議轉(zhuǎn)換配置，確保網(wǎng)關(guān)能夠準(zhǔn)確采集和解析設(shè)備數(shù)據(jù)。同時，定義邊緣計算規(guī)則，如數(shù)據(jù)過濾、報警閾值設(shè)置等，以便網(wǎng)關(guān)對采集到的數(shù)據(jù)進行初步處理和分析。

三、系統(tǒng)架構(gòu)與工作原理

該配電柜遠程監(jiān)控運維系統(tǒng)主要由現(xiàn)場設(shè)備層、捷米特PLC遠程控制網(wǎng)關(guān)、MQTT物聯(lián)網(wǎng)平臺以及監(jiān)控中心組成。

·現(xiàn)場設(shè)備層：包括配電柜中的各類設(shè)備，如西門子S7-1200系列PLC、施耐德ATV320系列變頻器、各類傳感器和儀表等，用于采集配電柜的運行狀態(tài)、電氣參數(shù)、環(huán)境數(shù)據(jù)等信息。

·數(shù)據(jù)采集與傳輸層：捷米特工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)通過多種接口與現(xiàn)場設(shè)備連接，實時采集設(shè)備數(shù)據(jù)，并按照預(yù)設(shè)的協(xié)議轉(zhuǎn)換規(guī)則進行數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換和編碼。然后，通過4G網(wǎng)絡(luò)將采集到的數(shù)據(jù)上傳至云端服務(wù)器。在數(shù)據(jù)傳輸過程中，網(wǎng)關(guān)采用VPN加密技術(shù)，確保數(shù)據(jù)的安全性和完整性。

·云端服務(wù)器：負責(zé)接收、存儲和處理來自網(wǎng)關(guān)的大量數(shù)據(jù)。對數(shù)據(jù)進行深度分析和挖掘，提取有價值的信息，如設(shè)備故障預(yù)測、能耗統(tǒng)計分析等。同時，云端服務(wù)器還提供數(shù)據(jù)接口，供監(jiān)控中心訪問和查詢。

·監(jiān)控中心：運維人員通過監(jiān)控中心的可視化界面，實時查看配電柜的運行狀態(tài)和各項參數(shù)，如電壓、電流、功率、溫度等。監(jiān)控中心還具備報警功能，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)異?；蚬收蠒r，及時通知運維人員進行處理。此外，運維人員可以通過監(jiān)控中心向網(wǎng)關(guān)發(fā)送指令，實現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備的遠程控制和參數(shù)配置。

四、實施過程

1.需求分析與方案設(shè)計：在項目實施前，對工廠配電系統(tǒng)規(guī)模、設(shè)備分布、數(shù)據(jù)采集需求等進行了詳細調(diào)研和分析。根據(jù)調(diào)研結(jié)果，制定了基于捷米特數(shù)據(jù)采集器的遠程監(jiān)控系統(tǒng)方案，包括系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計、網(wǎng)絡(luò)拓撲規(guī)劃、數(shù)據(jù)采集點設(shè)置等。

2.設(shè)備安裝與調(diào)試：按照方案要求，在各個配電柜現(xiàn)場安裝了捷米特PLC遠程控制網(wǎng)關(guān)，并將其與配電柜內(nèi)的設(shè)備進行連接。在安裝過程中，確保網(wǎng)關(guān)的安裝位置符合電磁兼容性要求，避免信號干擾。完成硬件安裝后，對網(wǎng)關(guān)進行上電調(diào)試，配置網(wǎng)絡(luò)參數(shù)、設(shè)備連接參數(shù)等，確保網(wǎng)關(guān)能夠正常工作并與云端服務(wù)器建立穩(wěn)定連接。

3.數(shù)據(jù)采集與配置：通過網(wǎng)關(guān)的配置界面，添加和配置了與各個設(shè)備通訊的參數(shù)，如設(shè)備的IP地址、端口號、協(xié)議類型、寄存器地址等，實現(xiàn)了網(wǎng)關(guān)對現(xiàn)場設(shè)備數(shù)據(jù)的采集。同時，根據(jù)實際需求，對采集到的數(shù)據(jù)進行篩選、轉(zhuǎn)換和計算，以便更好地滿足監(jiān)控和分析的要求。

4.云端服務(wù)器對接與功能開發(fā)：將捷米特智能網(wǎng)關(guān)采集到的數(shù)據(jù)通過4G網(wǎng)絡(luò)上傳至云端服務(wù)器，并在云端服務(wù)器上進行數(shù)據(jù)的存儲、管理和展示。開發(fā)了相應(yīng)的監(jiān)控界面和功能模塊，如實時數(shù)據(jù)監(jiān)測、歷史數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)分析與報表生成、設(shè)備遠程控制等，實現(xiàn)了對配電柜的全面遠程監(jiān)控和管理。

5.系統(tǒng)集成與測試：將4G物聯(lián)網(wǎng)模塊與工廠的MES、ERP等生產(chǎn)管理系統(tǒng)進行集成，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無縫對接和共享。在集成過程中，與各系統(tǒng)供應(yīng)商密切合作，共同制定數(shù)據(jù)接口規(guī)范和數(shù)據(jù)交互方式。集成完成后，對整個系統(tǒng)進行了全面的測試，包括功能測試、性能測試、穩(wěn)定性測試等，通過模擬各種實際生產(chǎn)場景，測試系統(tǒng)在不同情況下的運行情況，確保系統(tǒng)能夠滿足工廠的生產(chǎn)管理需求。

五、應(yīng)用效果與價值

·提高運維效率：實現(xiàn)了對配電柜的實時遠程監(jiān)控，運維人員無需再頻繁前往現(xiàn)場進行巡檢和數(shù)據(jù)采集，節(jié)省了大量時間和人力成本。通過監(jiān)控中心，運維人員可以隨時隨地查看配電柜的運行狀態(tài)和數(shù)據(jù)，及時發(fā)現(xiàn)并處理設(shè)備故障，提高了系統(tǒng)的可用性和可靠性。

·優(yōu)化能源管理：通過對采集到的大量數(shù)據(jù)進行分析和挖掘，可以深入了解配電系統(tǒng)的運行規(guī)律和能耗特點，為優(yōu)化能源管理提供了有力支持。例如，根據(jù)電壓、電流等數(shù)據(jù)的變化趨勢，合理調(diào)整設(shè)備的運行參數(shù)，實現(xiàn)節(jié)能降耗的目標(biāo)。

·保障系統(tǒng)安全：捷米特無線數(shù)傳模塊具備數(shù)據(jù)加密傳輸功能，確保了數(shù)據(jù)在傳輸過程中的安全性，防止數(shù)據(jù)泄露和篡改。同時，網(wǎng)關(guān)還具備設(shè)備接入認(rèn)證和訪問控制功能，有效防止未經(jīng)授權(quán)的設(shè)備接入系統(tǒng)，保障了整個配電系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全。

六、總結(jié)與展望

捷米特工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)在配電柜遠程監(jiān)控運維中的成功應(yīng)用，為工業(yè)自動化及能源管理領(lǐng)域提供了一種高效、智能的解決方案。它不僅提高了配電系統(tǒng)的運維效率和管理水平，還為企業(yè)的智能化轉(zhuǎn)型和升級奠定了基礎(chǔ)。隨著工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展和普及，工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)將在更多行業(yè)和領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，為實現(xiàn)智能制造和智慧能源管理發(fā)揮重要作用。

（具體內(nèi)容配置過程及其他相關(guān)咨詢可聯(lián)系楊工。）

審核編輯 黃宇