数据采集与监控系统-SCADA描述.pptx
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数据采集与监控系统-SCADA描述.pptx
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Siemens数据采集与监控系统(SCADA)描述2015.09数字化制造UnrestrictePdage1介绍内容目标系统总体结构数据采集与监控监控平台业务层Page1Siemens承上启下的功能Page1Siemens目标西门子数字化工厂的层次结构目标Page1Siemens项目规划和策略:
提升企业信息化水平,加强生产制造能力建立一个全面的、集成的、先进的和稳定的生产控制与数据采集系实统现实时数据采集,透明化制造过程规范业务管理流程,优化成本控制水平提高协同作业能力,实现专业化管理开放性平台能为下一步的企业信息平台建设奠定基础改变建立基于工建立基于工业业网网络络的的设备设备集成集成对于车间现有生产设备,基于SCADA建立统一工业以太网网络,通过联网项目将现场独立的或者局部联网的控制设备连接入工业以太网,实现对设备的统一管理,数据交互,使得整个生产制造过程更加透明实,现网络化管理。
为数字化工厂建设提供网络支持。
1建立集中生建立集中生产监产监控系控系统统建立车间级和工厂级的生产监控平台,实现对生产信息、物料、设备状态、人员、能源等实时数据的监控与采集。
使每一个相关部门都能了解生产实时状态,统一管理。
在集中监控的基础上,加强对设备管理的效率,能够使维修人员及时发现设备问题,快速响应与处理故障。
2规规范数据互范数据互连连接口接口对车间设备划分种类,对每一类设备类型定义符合工厂实际的数据互连接口,要求供应商按照标准化接口实现数据互连便,于未来扩展与管理。
SCADA系统与上层信息系统如MES实现交互。
一方面下达上层系统的指令到设备,另一方面采集设备的数据,将上层系统需要的数据传送给上层系统。
3Page1Siemens网络规范与数据采集规范定义总体方案设计SCADA系统建设过程网络与数据调研可行性分析设备联网建设与调试实施数据接口实施与调试中控室与大屏幕建设试运行验收、维护、改进数字化工厂顶整理现场设备制定设备联网按照网络建设严格根据接口集中监控平台系统试运行、验收、维层设计体系、情况与数据需规范和数据采标准调试网络规范调试接口建设、中控室改进护持、续改进网络与数据需求情况集规范,进行与设备联网系统集成,车求总体方案设计间大屏建设系统实施过程Page1SiemensPage1Siemens系统典型结构(环网)Ex数控加工中心RFID扫描设备机器人PLCPLC操作面板传感器,变送器安全区域分布式IO转换器电机、驱动器自动焊接机检测设备天车天车控制器现场总线系统冗余环形工业以太网工业以太网交换机工业以太网管理器现场显示屏摄像头车间监控系统车间数据采集服务器车间设备故障监控系统车间视频服务器车间级生产指挥中心IT网络工业无线AP手持终端防火墙系统典型结构(环网)车间一车间二车间三其他车间网络现场设备工业网络工厂级生产监控系统防火墙工厂级生产指挥中心监控库户端IT网络防火墙防火墙Page1Siemens系统典型结构(星型)Page1Siemens系统结构说明Page1Siemens系统结构说明:
系统底层配置独立的S7300PLC负责采集现场模拟量和个数字量信也息可。
以采集其他厂家的PLC设备。
现场传感器信号就近接入到分布式IO上,分布式IO通过工业以太网主与控PLC通讯。
为了均衡负载,配置若干台WinCC数据采集服务器采集现场的模拟量和数字量信号。
WinCC通过OPC接口向MES层提供数据。
整个网络通过西门子工业以太网Profinet连接。
总体软件结构PLC预定于数据交换区WinCCOA软件OPC接口S7协议或其他驱动MES服务器OPC接口设备层数据采集层MES层非PLC系统MES数据库定制开发Page1Siemens介绍内容目标系统总体结构数据采集与监控监控平台业务层Page1Siemens数据采集Page1Siemens信息类别内容适用生产监视类机台信息、设备运行状态、呼叫、生产过程数据、调用程序,工装信息、配方信息PLC、PC工位报警类工位总报警和详细报警信息PLC生产控制类订单、生产序列、工艺参数要求、班次信息、时间同步,程序、辅料,装配清单PLC计数信息类工位合格、不合格产品计数信息,循环时间PLC质量数据类质量合格信号、质量项数据、质量标准PLC、PC追踪类主工件识别码、物料条码信息,辅料条码信息PLC、PC人员类操作员信息PLC、PC环境能耗类能源仪表数据采集,水、电、气、空调等信息PLC物流物流交互信号PLC维修维护类维修信息PC工艺文件工艺文件下发PC数据采集方式PLC类型西西门门子子PLCS7协议协议非西非西门门子子PLCOPC方式方式西门子PLCWinCCOAS7协议非西门子PLCWinCCOA安装OPCServer软件OPCDA/UA协议Page14Siemens数据采集方式非PLC类型文件文件传传送送数据数据库传库传送送报报文文传传送(送(socket)WebService传传送送Page15Siemens数据采集方式集控类型MES服务器中控系统中控系统生产线PLC数控加工中心数据库、报文、OPC数据下发数据下发数据库、报文、OPC数据上传中控控制与采集Page16Siemens中控控制与采集数据采集标准化PLC类类型型PC类类型型统一定义标准化数据接口区域便于管理与可扩展根据数据采集的要求定制开发西门子与非西门子PLCPage17Siemens检测设备/计算机类型数据采集标准化工工业业网网络络参考参考规规范范设备设备接口与控制参考接口与控制参考规规范范联网方式联网要求选型要求选型参考施工要求集成方式数据交互方式数据定义接口映射标准化Page18Siemens标准化介绍内容目标系统总体结构数据采集监控平台业务层Page19Siemens上位机结构车间一数据采服务集器车间监一控数据采服务集器车间监二控数据采服务集器车间监三控数据采服务集器车监间控n车间二车间三车间n数据库集中监控WEB服务器工程师站MESWEB客户端Page20Siemens监控界面结构厂区总览车间总览区域总览报警产量停线厂区级车间级区域级设备级生产质量Page21Siemens监控界面结构设备监控流水线监控设备报警监控趋势曲线监控门户车间监控Page22SiemensSiemens中控室与车间大屏中控室中控室车间车间大屏大屏SCADA系统设备监控系统MES系统客户端车间视频监控能源管理系统安防系统Page23物流系统移移动应动应用用介绍内容目标系统总体结构数据采集监控平台业务层Page24SiemensMES业务数据交互PLC系统其它软件系统ERPMESSCADAPage25SiemensMES业务数据交互入库工艺员生产调度基础管理BOM生产订单配盘系统生产工单BOM工艺标准配盘配盘完成工序1工序2工序3工序4工序5工序6工序7生产工单物料状态2具备生产条件的工单出库34工单开始排产工艺标配盘状配盘位工单执行状态装配物料物准料态置测量数据1工单5工单物料物料工序工序状态工单状态物料工序状态测量数据ERPMES物料系统生产线工单完成SCADAPage26SiemensSCADAMES业务数据交互MES生产线SCADA库房可执行的工单工单开始生产序号、物料信息、工单号、工序号、工位号、结束状态、检测数据、人员配料托盘工序1工序2工序3工序4工序5工序6工序7配料托盘配料托盘扫描扫Page27Siemens描扫描业务层工艺管理与设备生产线MES系统314工艺维护2SiemensPLC预留工艺参数接口工艺下达控制执行现场设备状态现场数据采集5Page28Siemens1MES系统将工艺参数下达到PLC,PLC预留接口控制现场机械动作;2现场关键设备状态、故障、停线等信息传送到MES系统做统计分析。
业务层产品与物料追踪生产线MES系统2431装配物料扫描SiemensRFID空调追踪SiemensPLC追踪条码接口与功能条码数据采集物流追踪与产品追踪
(1)PLC自动或手动采集的关键装配物料信息传送到MES实现追溯;
(2)PLC通过西门子RFID产品采集空调的条码信息传送给MES实现追踪。
Page29Siemens业务层设计方案在线质量检测生产线MES系统1243扫描登陆/手动入录质检数据与产量信息SiemensPLC人员与质检数据接口数据采集质量追踪与人员管理1现场扫描或者手动输入人员信息,PLC采集人员信息传送给MES;2PLC采集现场质检数据并且记录产量信息,传送给MES。
3人员与产品的条码,工艺,质量,物料等采集信息关联。
Page30Siemens工业网络信息安全框架车间车间光光纤环纤环网网现场设备现场设备工工业业网网络络第第0层层:
执执行行物物层层理安全理安全第第1层层:
访问访问控控制制安安全全,配置,配置,网网络设备络设备保保护护,登登陆权陆权限控制限控制第第2层层:
端口安全控:
端口安全控限限制制,制广播区域,制广播区域,访问访问流量流量监监控控工工业业防火防火墙墙第第3层层:
状:
状态检测态检测,病毒防病毒防护护,限制,限制访访问问路路由由,控制控制第第2层层:
Vlan划分,病毒防划分,病毒防安安护护全域划分全域划分,SNMP控制控制环环网管理网管理安全区域:
工安全区域:
工业业安全网安全网网网关关络络,隔离区,隔离区(DMZ)状状态态包包检测检测(SPI)公司网公司网络络公司网公司网络络第第2层层:
终终端安全端安全防病毒,防病毒,访问访问控控安安制制全配置全配置Page31Siemens案例一:
发动机行业数据采集与管理系统系统结构图Page32Siemens案例一:
发动机行业数据采集系统功能结构系统并不是孤立存在的,其势必需要同公司内其他关键的业务、设计,以及控制系统进行集成,通过系统之间的数据互通,并采用合理的技术手段保证系统之间的闭环过程,保证数据的一致性和统一性。
本图所构建的功能架构,其中浅蓝色部分为系统的功能模块,其他部分为系统间的集成接口。
Page33Siemens案例二:
汽车行业数据采集与管理系统系统结构图Page34Siemens案例二:
汽车行业数据采集与监控系统功能结构数据采集与监控系统系统的用途是提供工厂生产过程设备的实时监控,并指示故障情况、警告和操作模式。
班次调度、报表生成、生产和停机时间追踪等功能都是本系统的组成部分。
产量统计故障分析产量曲线ZeitStck生产管理监控系统在线过程追踪各种区域计数Page35SiemensSIEMENSAG2011Subjecttochangeswithoutpriornotice谢谢!
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