智慧工廠安全生產監控與決策管理係統設計
學術研究
作者：楊韶華 柳召輝
摘 要：從智慧工廠的總體設計入手，設計了企業安全生產監控與決策管理係統的硬件平台和軟件平台，並利用雲服務平台技術滿足了海量數據處理的需求，從而實現了智慧工廠的生產監控和智能決策。
關鍵詞：物聯網；智慧工廠；生產監控；雲服務平台
中圖分類號：TP316 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2015）03-00-02
0 引 言
智慧工廠是現代工廠信息化發展的新階段。是將先進的自動控製、通信、計算機、信息和現代管理等技術相結合，將生產過程的控製、運行與管理作為一個整體，以實現企業的優化運行、控製與管理。利用物聯網對物體全麵感知的能力，對工廠內的人、設備、環境全麵感知。運用雲計算等技術將自主感知和人工采集的數據進行運算處理，從而為企業的安全生產提供保證，為企業的科學決策提供支持。
1 智慧工廠總體設計
物聯網是典型的以應用為驅動的網絡技術，通過傳感技術、無線網絡技術、雲計算等技術將各種數據進行集成和分析實現生產過程的智能控製，才是運用物聯網技術的核心。由於綜合自動化及數字化工廠在我國企業中已經有了眾多的實際應用，綜合自動化的監控係統、基礎網絡建設等相對成熟。因此，智慧工廠的建設是建立在已有數字化建設的基礎上，要充分運用原有係統和數據，將老係統和新技術有機結合，才能真正發揮智慧工廠的作用。運用物聯網技術的智慧工廠體係結構分為感知層、傳輸層和應用層。
感知層通過傳感器、RFID標簽、攝像頭等數據采集設備隨時隨地進行數據采集和獲取。傳輸層是利用工業以太網、移動通訊網和無線網絡技術，將設備與網絡相連，從而保證采集到的數據的交互和共享。應用層則結合智慧工廠的實際需求，運用雲計算機技術對數據進行智能分析與決策，形成安全生產監控與決策解決方案。
2 安全生產監控與決策係統設計
2.1 硬件平台設計
硬件平台由Web服務器、防火牆、交換機、工作站、UPS電源等組成。設置1台Web服務器用於應用程序的安裝與部署；設置1台數據服務器用於存儲生產過程中采集到的數據信息；設置1台I/O服務器，采集生產數據後提供給以太網上的工作站；設置5台工作站，用於監控各個子係統的運行；為保證監控網的相對獨立，通過1台硬件防火牆將監控網與廠區局域網隔離；設置1台核心工業交換機實現整個生產數據的交互；在局域網內設置1台郵件服務器和1台文件服務器；設置後備時間不小於4小時的UPS電源設備，以備臨時停電時持續供電。
2.2 軟件平台建設
通過軟件平台將為智慧工廠提供統一的門口入口和各種應用的統一集成環境，使原始數據能夠通過平台協調有序的運行，實現各應用係統的信息共享。軟件平台由五個主要部分組成。數據輸入接口實現與原有係統的銜接；數據輸出接口根據各監控係統的反饋控製需求，按照標準協議規範，提供標準輸出接口；數據中心是業務數據的存儲和處理中心，核心是異構數據分析、轉換處理，從而實現原有信息係統的業務數據能夠得到有效利用；Web Server為各應用係統的數據顯示與控製提供Web服務功能；門戶網站是建立數據中心的基礎上，為智慧工廠的用戶提供滿足不同需求的應用服務。
門戶網站的主要業務需求包括：