工业物联网远程控制系统：5G技术助力机泵设备数据监控与远程控制

1、项目功能需求

为了解决企业对遥远、分散的泵设备的数据监控和远程控制问题，打造了工业物联网远程控制系统。结合5G技术的应用，控制系统采用分布式架构部署，保证动态负载平台，保证远程控制操作的安全稳定。

2、采集功能设计

2.1 现场设备现状

现场所需的采集设备为机械和泵类设备，分布较远，无法通过部署以太网或光纤进行数据交换。

2.2 采集方案

所有现场采集设备均配备5G传输模块，并默认要求厂家提供MQTT模式将数据传输至云端服务器。

考虑到控制系统的安全性和可靠性，采用服务器冗余机制，保证工业物联网平台能够正常控制现场设备。

2.3 架构设计

为了考虑服务器冗余、设备上传数据模块配置的方便性以及工业物联网平台嵌入控制平台的方便性，设计架构图如下：

架构说明：

本项目所有产品均基于信创的基础设计，确保产品兼容本地化操作系统，并能提供认证证书。

2.3.1.冗余机制

RoseMirrorHA采用实时数据镜像技术，利用服务器内置硬盘实现服务器之间的数据完全同步，无需共享存储。支持配置两台服务器创建虚拟固定IP。上图中的节点1-节点3。当任何服务器宕机时，IP地址不会改变。客户端仍然可以通过IP访问应用程序服务。

注意：您可以选择市场上具有相同功能的产品或虚拟机制造商提供的其他可行的服务器冗余解决方案。

2.3.2.数据收集

现场设备通过厂商自带的5G数据传输模块传输数据，协议采用MQTT。数据配置统一的规则标签名称，并在模块管理中心配置MQTT服务器地址、端口号、用户名和密码、上游主题和下游主题，指向ForceSCADA V2.0搭建的MQTT服务器，数据IO监控器将数据解析并存储在力控实时数据库中，并通过力控软件内部接口将数据源提供给WEB控制系统FsmartWorx。

注：由于现场设备制造商众多，MQTT 协议格式可能无法统一标准化。力控可以根据厂商协议提供开发和自适应驱动服务。

2.3.3.控制平台服务器

控制平台服务器部署工业云可视化管理平台FsmartWorx，可以独立开发控制和一些逻辑命令来启动和停止现场设备。该平台部署在服务器上，以WEB形式开发和访问，支持单点登录。后续开发完成并嵌入工业互联网平台。

三、产品功能

3.1 力控SCADA V2.0

ForceSCADA平台配置软件是Forcecontrol产品系列的重要组成部分。是力控科技为企业用户提供的工业信息化应用部署在国产操作系统下的基础软件平台。 SCADA平台的设计涵盖了从现场监控站到调度中心，为企业提供自下而上完整的生产信息采集和集成服务，从而为企业全面自动化、工厂数字化和全“管控一体化”解决方案。

支持主从、主从、从主等多种交互机制与设备进行通信。支持断线重连和恢复传输，并具有通讯故障后自动恢复功能。

支持6000多种IO通讯驱动，支持与国内外主流PLC、SCADA软硬件、DCS、PAC、IPC等设备通讯和组网。

软件自带实时历史数据库，为工业云可视化管理平台FsmartWorx提供数据源。

3.2 工业云可视化管理平台FsmartWorx

FSmartWorx工业云可视化平台是完全符合云场景设计的在线开发平台。可以通过浏览器在线开发和运行，在PC、手机、平板等设备上监控和管理各种生产场景。 ，与各种工业互联网平台集成，完成各种过程可视化工业APP的开发。

用户可以通过配置方式开发大屏可视化系统、生产过程设备数据展示、图表数据分析查询、移动APP程序等，构建企业生产管理驾驶舱系统、生产监控系统和移动应用。还可以加载各种矢量模型、三维可视化模型、视频和流媒体接入、VR/AR场景集成等。

本项目现场采集设备均具备5G传输模块，且默认要求厂家提供MQTT方式将数据传输至云服务器。

考虑到控制系统的安全性和可靠性，采用服务器冗余机制，保证工业物联网平台能够正常控制现场设备。

3.2.1 控制页面设计

配置开发管理提供了集成的系统开发平台。配置开发管理平台可以提供良好的远程运维功能，支持分布式网络节点下的项目开发和部署，并可以远程更新项目。

它提供了方便、友好的开发环境和面向对象的设计。工程师可以使用这些工具构建自己的泵站监控系统。

通过廊道内的水泵和按钮组件，对现场实际控制设备进行配置，包括显示机组的电压电流值、故障状态、当前水位等信息。

控制部分通过左侧按钮动作并绑定相应的开关命令点可启动、停止和复位泵。可根据需要制作手动自动切换按钮，保证远程和现场操作的安全。

每个按钮可分为独立的安全区域。通过用户管理，为不同的操作人员分配不同的操作权限，保证操作安全。

3.3.2 单点登录

软件支持单点登录，可与FsmartWorx其他第三方软件（信息平台）配合使用。用户只要通过工业互联网平台的登录认证，就可以通过菜单链接直接访问FsmartWorx平台及其功能。

3.3.3 跨平台部署

该平台基于开源、跨平台的Node.JS服务框架，具备原生跨平台能力。目前，该产品已完成与国内不同CPU硬件场景和国内操作系统厂商的兼容性适配认证，可以为用户提供更多选择。方便企业IT平台的集成和维护。

支持X86、ARM、MIPS/LoongArch等不同CPU架构，适配海光、兆芯、龙芯、鲲鹏、飞腾等国内硬件厂商。

支持Windows、Linux、Unix等跨平台操作系统，适配国产麒麟、银河麒麟、同芯UOS、CentOS等系统。

支持项目的跨平台部署。同一项目可在多个系统中一键恢复，实现项目100%复用，消除异构系统之间的障碍。

3.3.4 多人在线部署

平台采用标准HTML5技术，基于B/S架构开发。服务器一次部署，客户端无需重复安装软件。它可以通过浏览器运行。易于部署和维护。支持WEB端渲染，方便在浏览器端完成。人机交互由传统的串行方式转变为并行方式，可实现多人在线协同开发，并可根据权限进行管理。不同权限的用户可以看到不同的页面效果，全面提高配置效率和项目安全性。

四、计划概要

该工业物联网解决方案帮助企业利用物联网技术实时监控设备和生产单元的运行状态，优化资源配置和高效利用，实现生产设备的远程监控和控制，更灵活地调整生产计划和调度。实时监控设备的运行状态和故障情况，实现故障快速诊断和及时修复，提高设备的可靠性和使用寿命。

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