隨著工業(yè)4.0的蓬勃發(fā)展，制造業(yè)逐漸向數(shù)字化轉(zhuǎn)變，但是舊設(shè)備通常不具備數(shù)字化功能，虹科Gembo物聯(lián)網(wǎng)平臺能夠保留舊設(shè)備，將新舊設(shè)備同時連入工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，使制造商能夠無縫地過渡到工業(yè)4.0，挖掘?qū)崟r訪問傳感器數(shù)據(jù)的潛力，提高效率、生產(chǎn)力和質(zhì)量。

GEM Precare平臺通過部署傳感器實現(xiàn)了對過程數(shù)據(jù)的實時訪問，這在控制和監(jiān)控過程中十分重要。在云端或機器本身的邊緣復(fù)雜事件處理（CEP）需要高處理性能的硬件平臺，GEM Precare通過使用功能強大的 GEM 代理對傳感器數(shù)據(jù)進行邊緣處理。

這些代理支持各種基于ARM、 MIPS 和 x86嵌入式處理器的嵌入式硬件平臺，以及嵌入式操作系統(tǒng)，如各種 Linux 風(fēng)格和實時操作系統(tǒng)。此外，GEM 代理還可以使用可編程硬件(如fpga)和加速器(如DSPs)。

實時獲取機器性能數(shù)據(jù)的另一個重要好處是能夠進行數(shù)據(jù)分析，并應(yīng)用機器學(xué)習(xí)技術(shù)探究預(yù)測性維護趨勢。與計劃維護相比，預(yù)測性維護的好處在于前者減少了機器的停機時間，無論機器的實際性能或狀況如何，都取消定期維護，而只是在機器狀況達到預(yù)先設(shè)定的最大公差水平的情況下才進行維護，達到公差水平的時間可以從機器的數(shù)據(jù)模式隨時間的變化趨勢中預(yù)測。因此，預(yù)測性維護提高了整個設(shè)備的效率，即OEE。

GEM Precare 電機控制代理

HONGKE IIOT

下面的電機控制案例說明了虹科Gembo物聯(lián)網(wǎng)平臺的功能和優(yōu)勢：

在機器和生產(chǎn)過程中電機非常普遍，因此實時監(jiān)控電機性能是十分必要的。GEM 與英特爾和貝加萊合作開發(fā)了一個端到端電機控制和監(jiān)測解決方案，該方案利用了通用且強大的邊緣CEP GEM代理和GEM Precare云平臺進行監(jiān)測和預(yù)測維護。

控制泵決定管道中的流量，裝置后端的安全閥防止管道內(nèi)超壓。該裝置控制的關(guān)鍵參數(shù)是壓力、流量和流道，泵的關(guān)鍵參數(shù)是電機溫度、轉(zhuǎn)速、電流消耗、振動和噪聲。管道壓力和流量直接受到泵電機轉(zhuǎn)速的影響。

PCIe附加卡與英特爾Cyclone V SoC FPGA執(zhí)行實際電機控制和感應(yīng)電機電流的消耗量、轉(zhuǎn)速和溫度，貝加萊X20CP PLC監(jiān)測振動和噪音?；?Intel Skylake x86計算機運行GEM代理，并通過云端的GEM Precare平臺提供以太網(wǎng)上的通信鏈路。該計算機同時作為網(wǎng)關(guān)工作，并通過以太網(wǎng)與貝加萊X20CP PLC進行通信。

其中一個GEM代理在英特爾Cyclone V SoC FPGA中嵌入式ARM 處理器上運行，并采集電機參數(shù)。另一個GEM代理在基于英特爾Skylake CPU的計算機上以O(shè)PC UA客戶端模式運行。該代理采集英特爾Cyclone V SoC FPGA的GEM代理和貝加蒂X20CP PLC的傳感器數(shù)據(jù)，該PLC以O(shè)PC UA服務(wù)器模式運行。OPC UA 客戶端/服務(wù)器模型的好處是網(wǎng)絡(luò)中不同實體之間的所有通信都符合開放的行業(yè)標準。

GEM Precare 電機控制儀表盤

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GEM PRECARE 指示板如下所示。儀表板使用儀表小部件顯示管道壓力和流量，以及泵的實時馬達溫度。泵電機的轉(zhuǎn)速、電流消耗、振動和噪聲實時顯示在圖形部件中。安全閥狀態(tài)通過“紅綠燈”控件顯示，當閥門開啟或關(guān)閉時，它會打開對應(yīng)的紅綠燈。

用于電機控制的復(fù)雜事件處理(CEP)規(guī)則如下：

1. 如果電機溫度超過溫度閾值水平1并且電機轉(zhuǎn)速超過閾值，GEM代理將降低轉(zhuǎn)速。GEM Precare平臺將顯示高溫警報，并且GEM代理將執(zhí)行防止嚴重故障的指令，直到溫度下降到低于溫度閾值水平1。

2. 如果電機溫度超過溫度閾值2并且電機轉(zhuǎn)速超過閾值，GEM代理將立即將電機轉(zhuǎn)速降至零，并同時打開安全閥，減輕管道中的壓力。GEM Precare平臺將顯示嚴重高溫警報和GEM代理將會執(zhí)行的指令，直到溫度降至溫度閾值1以下。

3.如果電機轉(zhuǎn)速超過閾值，管道壓力超過壓力閾值1，GEM代理將降低轉(zhuǎn)速。GEM Precare平臺將顯示高壓報警和GEM代理將執(zhí)行的指令，以防止嚴重故障，直到壓力降到壓力閾值水平1以下。

4.如果電機轉(zhuǎn)速超過閾值，管道壓力超過壓力閾值2，GEM代理將立即將電機轉(zhuǎn)速降至零。GEM Precare平臺將顯示嚴重高壓警報和GEM代理將執(zhí)行的指令，直到壓力降至壓力閾值水平1以下。

以上說明了GEM代理執(zhí)行邊緣CEP的時間關(guān)鍵監(jiān)測和控制的能力和優(yōu)勢。GEM代理可以立即執(zhí)行指令，并且是在GEM Precare未控制之下自動執(zhí)行。

大型工廠中通常有多個類似以上案例的電動機控制單元，例如釀酒廠。每個控制單元都通過GEM代理連接到GEM Precare平臺。

GEM代理在邊緣執(zhí)行控制和CEP，工廠的所有電機控制單元數(shù)據(jù)輸入到GEM Precare平臺，每個控制單元顯示一個儀表盤，GEM Precare平臺計算每個控制單元以及整個工廠的OEE、MTBF和MTBA，并分析監(jiān)控信號以創(chuàng)建預(yù)測維護模型。

結(jié) 論

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GEM代理能夠充分利用運行的硬件，在邊緣而不是在云中進行復(fù)雜事件處理，就像以上電機和閥門復(fù)雜系統(tǒng)所列舉的一樣，減少了關(guān)鍵點的監(jiān)測和控制應(yīng)用程序的延遲時間。此外，GEM代理支持OPC UA 客戶端/服務(wù)器模型，可與現(xiàn)代PLC進行互操作。最后，GEM Precare支持實時遠程監(jiān)控和可視化，通過關(guān)鍵參數(shù)和信號云的報警進行執(zhí)行指令的實時調(diào)整。

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附錄-虹科Gembo物聯(lián)網(wǎng)平臺

Gembo為制造業(yè)以及能源，零售，醫(yī)療保健等其他行業(yè)提供業(yè)內(nèi)最佳的端到端IIoT實時預(yù)測分析和OEE解決方案。為任何舊的或新的工廠車間創(chuàng)建數(shù)字孿生和分析框架，將設(shè)備轉(zhuǎn)變?yōu)槲锫?lián)網(wǎng)（IoT）設(shè)備。GEMBO Precare可提高利潤和收入，易于集成具有第三方后端和邊緣系統(tǒng)，并且可以作為平臺即服務(wù)或作為產(chǎn)品平臺使用。

原文標題：虹科方案|物聯(lián)網(wǎng)平臺-工業(yè)4.0應(yīng)用程序的邊緣處理

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