爱陆通5G4G智慧工厂解决方案-PLC网关MQTT物联网网关

方案背景

智慧工厂是现代工厂信息化发展的新阶段。是在数字化工厂的基础上，利用物联网的技术和设备监控技术加强信息管理和服务；清楚掌握产销流程、提高生产过程的可控性、减少生产线上人工的干预、即时正确地采集生产线数据，以及合理的生产计划编排与生产进度。并加上绿色智能的手段和智能系统等新兴技术于一体，构建一个高效节能的、绿色环保的、环境舒适的人性化工厂。是IBM“智慧地球”理念在制造业的实际应用的结果，在系统中会涉及5G4G PLC网关、MQTT物联网网关，由于终端基本是由PLC来控制和执行，因此大家都称这类应用的设备为5G4G PLC网关，实际上这些设备在其他行业更多的称之为物联网网关，而MQTT协议经常在智慧工厂和工业自动化领域采用，因此大部分直接叫做MQTT物联网网关。

系统功能

实现电子制造业的工业4.0个关键在于构建智慧工厂，需要智能硬件设备（PLC网关、MQTT物联网网关）、各种数据的采集及感知、配套的应用软件共同实现，其中对设备的状态监控及远程诊断，是无人化工厂的关键。通过PLC网关和MQTT物联网网关设备的长期运行的大量数据支持，搭配安全可靠的云端计算能力，最终达到对设备状态的运筹帷幄。主要系统模块如下：

智能仓储：自动备料，自动上料；

智能车间：自动生产，组装，包装；

智能品质管控：自动品质管控；

集成其他系统：与ERP,MES系统集成；

追溯管理:对材料，生产环节，品质管控等各个环节的追溯。

系统架构图

系统原理

产线上安装采集各种数据的设备（如电表、PLC、传感器）等等，通过RS485总线连接至爱陆通5G4G PLC网关、MQTT物联网网关的串口，通过下发modbus命令进行轮询采集生产设备的功耗、电流、电压、压力、生产数量、设备报警信息等数据。

采集到数据后，进行提取转换以MQTT（或TCP）协议JOSN（或透传）格式利用4G/5G无线网络上报至MES平台。MES平台对这些数据进行统计储存及分析，对生产品质、设备维护、环保节能等各方面进行管控。

系统组成描述

AR7088H & 支持5G/4G无线工业路由器/PLC网关/MQTT物联网网关

l 支持5G-SA/NSA,提供5G/4G全网通高速网络服务

l 三网口、双串口、双卡、WIFI、GPS/北斗定位和通信、,巴掌大小导轨安装

l 支持标准OPCUA/MQTT、阿里/华为/移动/电信等主流物联网IOT平台

l 协议网关、Modbus、西门子PLC系列、地表水、环保212、电力协议等

l 支持Ntirp、VRRP、流量统计、黑白名单、数据流过滤、DTU等实用功能

l 产品获得中国电科院型式测试认证、中国电科院安全加密认证、中国3C等权威机构认证

l 满足5~35VDC宽压,-40~+80ºC抗寒耐高温、防干扰,24小时全天候运行

传感器：采集各种环境参数，比如温湿度等作业环境，实时进行调整

电表：采集用电情况，如ABC三相的电流、电压、功率监控用电情况

数控系统：采集机床的压力，温度，报警，生产数量，设备状态等各种参数，对生产过程进行监控记录

PLC：采集设备各种生产参数

系统优势

1. PLC网关、物联网网关采用标准的MQTT，及兼容各大IOT平台的接入协议、适用性广

2. 对下可支持多种工业协议、支持定制化需求

3. 采用JOSN格式，可自定义南北端数据因子，灵活配合MES系统对数据的要求

4. 使用5G/4G无线高带宽传输，不受布线距离等限制，支持高频大数据上报，满足数据实时性

数据平台

AR7088H PLC网关、MQTT物联网网关根据客户设置的采集频率和上报参数，对下进行采集并上报给MES平台，MES实时接收数据进行分析汇总存贮记录。利用大数据对生产各个环节进行管控优化。