上海纳普工业物联网解决方案

上海纳普工业物联网解决方案上海纳普信息科技公司 目录1.公司简介12.组网架构22.1.组网方案22.2.系统结构32.3.产品组成32.3.1.资源层32.3.2.数据层42.3.3.呈现层42.4.用户准备43.产品介绍53.1.适配器（APRUS）53.1.1.功能介绍53.1.2.产品特点63.2.基础数据云服务系统（GARDS）73.2.1.功能介绍73.2.2.产品特点93.3.柔性信息与数据集成系统（Fidis）103.3.1.PC端103.3.2.APP端113.3.3.大屏端123.3.4.产品特点123.4.大数据分析（INDASS）134.方案优势144.1.中立的第三方144.2.可靠性144.3.安全性154.4.灵活性154.5.整体性155.系统功能166.1 远程设备监控166.2 设备综合管理166.3 报警及预警功能176.4 报表分析186.5 操作记录统计186.6 配件管理196.7 生命周期管理206.8 在线体检206.9 权限管理216.10 业务管理216.11 历史数据226.成功案例226.1.西门子226.2.英威腾236.3.立昇净水246.4.富邦25 - 21 - 版本号v3.21.1. 组网方案上海纳普采用公有云+私有云，混合云的方式或系统自建方式提供工业物联网方案，相比传统的公有云或私有云方案，可靠性更强、数据更安全、系统更灵活。公有云存储、处理设备数据，私有云处理商业数据，设备数据与商业数据分离，从根本上保护了用户的商业机密。1.2. 系统结构1.3. 产品组成上海纳普云系统采取三层结构设计，分为数据采集层、基础数据支持层及应用层。1.3.1. 资源层资源层是通过适配器与工业设备（控制器、PLC等控制模块）对接，采集设备的各种运行状态、事件、告警、设定、请求/控制、GPS等数据，并由GPRSWIFI等方式上传至基础数据系统GARDS；支持RS232、RS485串口，CAN、MODBUS、PPI等常见或私有协议。适配器采集数据后，可通过流量卡、WIFI、RJ45等方式，参照GARDS云平台数据标准整理和规划后发送至GARDS云平台。1.3.2. 数据层数据层负责接收适配器发送的数据，并保存这些数据；维护一系列的逻辑规则（关联关系、预警模型、阈值控制、边界条件设置等等）；把数据进行整理、组织、关联、分析；根据逻辑规则，形成一系列的条触发机制；给适配器下发信息（数据）；把GARDS系统的数据，提供给其他的应用系统。1.3.3. 呈现层结合用户对数据的实际需求及已有的业务平台，在FIDIS系统中提出、展现出用户所关注的数据，可以通过PC、大屏、APP等方式体现，同时上传操作指令到GARDS平台；1.4. 用户准备序号项目备注1控制器通信协议、数据表（必需）用于适配器与工业设备对接2数据需求文档 （必需）用于测算预用流量、应用系统的软件调整3设备网络环境（必需）决定数据传输路径（流量卡、RJ45、WIFI等）4应用系统服务器（可选）若应用系统置于用户本地，需独立服务器5私有云平台（可选）若应用系统置于云端，需私有云平台6大屏设备（可选）若需将数据对外大屏展现，需LED屏、显示器或投影设备7GARDS服务器群、FIDIS服务器、数据存储服务器、对称光纤用户采用系统自建时，需要准备多台服务器及网络环境2. 产品介绍上海纳普云系统核心包括三大模块，适配器（APRUS）、基础数据平台(GARDS)、应用系统(FIDIS)2.1. 适配器（APRUS） 2.1.1. 功能介绍适配器APRUS,本身不产生数据，它通过和工业设备上的控制器PLC等控制模块对接，获取控制模块上的数据（状态、事件、报警），当然它也可以直接外接传感器、摄像头用于采集工业设备周边的数据，如温度、湿度、图像等信息。适配器获取到这些数据后，经过加工整理，格式化，变成GARDS系统规范的数据方式，发给GARDS数据平台。同时，适配器也能接收GARDS的指令数据，收到这些数据后，适配器会去做相应的解析，并根据解析的结果，发送给装置（设备）控制模块，让他们去操控某些执行机构。2.1.2. 产品特点a、 用户可自行编程，同一款设备支持与所有类型工业设备对接；b、 与设备控制模块对接支持RS485、RS232、CAN等方式； c、 支持modbus、PPi等常用协议及各类私有协议；d、 支持GPRS、以太网、WIF等方式传输方式；e、 支持市场主流PLC控制器协议（西门子、三菱、欧姆龙等）；f、 支持反向控制、远程升级2.2. 基础数据云服务系统（GARDS）2.2.1. 功能介绍异步远程服务系统（Generic Asynchronous Remote Data Service），简称GARDS系统。简单的理解，基础数据平台就是GARDS的数据中心。它的基本作用是：接收适配器发送的数据，并保存这些数据；维护一系列的逻辑规则，比如：关联关系、预警模型、阈值控制、边界条件设置，等等；把数据进行整理、组织、关联、分析；根据逻辑规则，形成一系列的条触发机制；给适配器下发信息（数据）；把GARDS系统的数据，提供给其他的应用系统。GARDS基础数据平台，不仅是一个数据处理中枢，而且是一个非常灵活的平台。首先，GARDS基础数据平台，是可以自行定义通讯数据交换格式，也就是说，一个GARDS平台上，可以兼容各种不同的适配类型，唯一需要的是，数据描述必须符合GARDS规范；其次，一个GARDS平台，必须可以保证能很好的支持百万级的适配器连接，高效收发数据；还有，一个GARDS平台，可以支持不同的应用接入，必须能够很好的支持这些应用系统去进行数据交换。举例：ABC公司，是著名化工反应装置的生产制造商，他们的产品很多：RE-01，RE-02，RE-03型反应器装置，PV-1、PV-2型压力容器装置，还有MP-A，MP-B型机泵。这实际上是三类没有关系的装置（设备），但是，他们都用在一百个化工厂。RE系列的反应器也好，PV系列的压力容器也好，MP系列的机泵也罢，ABC公司都分别提供了独立的监控台，可以分别操控这些装置。ABC公司，使用GARDS系统。这个系统，只有一个基础数据平台，每种装置（设备）都对应使用适合的适配器： ADR适配器加装在RE系列反应器上，获取的主要数据是，反应器的温度，催化剂含量、CO2组分含量； ADP适配器加装在PV系列压力容器上，获取的主要数据是，压力容器的温度、和压力； ADM适配器加装在MP系列机泵上，获取的主要数据是，机泵的转速、流量、输出功率。那么，GARDS系统上：（1）首先能做到的是：ABC公司的技术支持人员足不出户，就可以分别了解每个客户所使用的反应器、压力容器和机泵的实时客观数据。并可以根据这些数据，绘制成图表。还可以知道，那些客户的那些装置（设备）什么时候发生过什么事情，比如，什么时候停过机，什么时候发出过什么报警；（2）其次能做到的是：ABC公司经过一段时间的GARDS系统的运行，发现他们的客户在使用这些设备装置的时候，一些数据的一些内在关联情况，比如，机泵流量变大的时候，反应器里面CO2组分含量一定会升高，同时，压力容器的温度一定会下降；（3）还能做到的是：ABC公司，可以设置预警，一旦机泵的流量达到或者超过 12m/秒 并且压力容器温度低于220C 的时候，必须要发出提示。这个时候，ABC公司的技术支持人员可以联系客户，让他们把反应器的CO2含量降低，同时调整机泵的输出功率。这个例子实际上要说明的是几个核心的意思：一个装置（设备）厂家，无论他有多少种产品，都可以只使用一个基础平台；这个平台上，可以分别展现所有客户的所有装置（设备）的运行情况；这个平台上，可以建立一系列的关联关系，无论他们是不是同一个装置，甚至是不是同一个客户；根据这些关联关系，和数据特征，任意设置预警条件；2.2.2. 产品特点 a、 全球异地容灾备份，确保设备数据24小时在线；b、 具备亿级的高并发处理能力和毫秒级个性化事件触发能力；c、 支持设备间协同控制。2.3. 柔性信息与数据集成系统（Fidis）柔性信息与数据集成系统，柔性的意思，就是可以灵活展现。它是应用层软件，通常通过PC端、APP端、大屏方式来呈现和利用数据；2.3.1. PC端在PC上可查看所有设备实时运行数据、设备管理、工单管理、生命周期管理、告警信息、历史数据、权限管理等，而这些功能通常都是可以直接根据客户需求配置而非开发出来的。2.3.2. APP端APP就是把应用系统的功能在智能手机上进行展示和操作。例如，在手机APP上对设备进行监控及操作，自动预警、报警等等。设备厂商、用户、代理商，都可以通过权限控制使用。支持安卓和IOS,支持使用用户自己LOGO2.3.3. 大屏端大屏监控系统的应用，是FIDIS应用中最常用的一种应用形式。就是客观数据的宏观或微观展现方式。一般大屏可以用于：显示客户的分布状况、设备总体运行状况、设备完好状况等等。展现所有设备宏观信息 展现单台设备运行数据2.3.4. 产品特点a、 FIDIS是高度自定义系统，客户需求通常是配置而非开发实现；b、 客户可自己配置实现新增需求，不再受制于供应商；c、 FIDIS不限制用户数量；d、 FIDIS支持与其它业务系统对接（ERPPLMCRM等）2.4. 大数据分析（INDASS）INDASS是（Industrial Data Analysis Service System）是上海纳普体系中的工业物联网数据分析服务系统，它将分成三个发展阶段：- INDASS I（第.一阶段），提供基于单工业设备的运行数据分析服务；- INDASS II（第.二阶段），提供基于多工业设备的运行数据分析服务；- INDASS III（第三阶段），提供基于工业设备群的数据评估服务。INDASS 第阶段提供包括四个内容的服务，分别是：- INDASS INDEX（工业设备运行指数分析）- INDASS TRENDS（工业设备运行趋势分析）- INDASS STABILITY（工业设备运行稳定性分析）- INDASS PREDICTION（工业设备运行预测分析）工业物联网无论架构如何、获取什么数据、多少数据，最后核心的问题，都落脚到工业数据的处理。从这个意义上说，工业物联网的实质，就是工业物联网数据的处理。数据处理的能力，实际上是一个物联网平台的最终能力。上海纳普自主研发了一套工业大数据分析理论，可以科学、有效地利用这些可能包含有瑕疵的数据，去伪存真、补缺遗，对这些数据进行科学的归纳和计算，找出数据变化的规律、发掘数据之间的关联关系。3. 方案优势3.1. 中立的第三方上海纳普专注于工业物联网领域，不参与客户的具体业务，更用户业务的上下游厂商，仅仅是技术服务供应商，不会对客户的商业产生影响。3.2. 可靠性l 平台工业设备接入量超过30万，服务的客户大多为各有领域龙头企业或前十强企业l 上海纳普GARDS平台采用多服务器群组、异地容灾备份机制，确保平台无间断工作，满足工业领域对系统稳定性要求l 上海纳普GARDS平台采用非关系数据库，相比传统数据库存，它在大数据处理时效率、稳定性极高l 数据交互采用QOS 012标准，确保关键数据（如请求/控制）100%送达且只送达一次，满足工业领域对系统服务标准的要求3.3. 安全性l 上海纳普物联网方案将设备运行数据与商业数据分离，涉及商业私密的业务数据在客户私有服务器或私有云端，确保数据的安全性l 适配器与基础数据云服务平台数据交互采用对称加密技术、云服务平台与应用系统交互采用时间戳方式加密，确保整个方案数据交互的安全性3.4. 灵活性l 上海纳普适配器可对接所有标准协议控制器，对接不同设备时硬件相对固定，只需要修改软件即可l 上海纳普提供的FIDIS系统，可对数据灵活展现，通常复杂的、个性的需求用户都能直接通过配置而非开发方式实现，用户不会被供应商“绑架”l GARDS是一个泛接入的数据平台，可以接收来自任何设备的任何数据，并不受设备种类的限制l 上海纳普物联网方案在运营或后续扩容时非常便利，只需增加相应适配器及授权许可3.5. 整体性l 上海纳普提供的是从适配器、GARDS平台到各类应用系统（如PCAPP大屏联络中心等）端到端的一体化解决方案，所有产品拥有自主知识产权，从方案设计、项目实施、项目交付有非常严格的规范化的流程l 为用户免费提供硬件接入和应用系统功能配置开发的培训服务4. 系统功能应用程序系统是应用的具体体现。基础数据平台中，包含了由适配器获取到的数据。这些数据经过基础数据平台的分类、组织、规范化、关联以后，可以方便、灵活的使用。具体可以通过FIDIS进行设备远程监控、报警预警、操作记录、历史数据查询、在线体检等。6.1 远程设备监控通过FIDIS应用系统，可在PC、APP或是大屏上实时了解所有设备的实时运行数据、故障信息、现场视频等。 6.2 设备综合管理可以在FIDIS对所有设备进行综合管理，可以做到设备的在线监管、地理分布统计、故障统计。6.3 报警及预警功能通过对设备的实时监控，若设备运行过程中出现异常状况达到设定的触发报警条件，系统会自动报警（包括直接报警和逻辑预警，逻辑预警指的是虽然系统各项均未达到阈值，但可根据预先设定的逻辑条件可判断出故障），并通知责任人。6.4 报表分析系统可通过设置逻辑，进行数据统计和分析，并自动生成报表，支持自定义和多种表格形式。6.5 操作记录统计设备的现场参数设置、关机、开机、等操作记录都能够在FIDIS平台展现。6.6 配件管理设备易损配件或核心配件使用周期、已使用时间可通过FIDIS展现，且可预警。避免因核心配件过度使用而导致的事故。6.7 生命周期管理设置设备的保养周期、仪校时间、配件更换周期等。6.8 在线体检通过在线体检，可快速了解设备运行状况。6.9 权限管理可以分配子账号、设置不同账号、不同角色的使用权限。6.10 业务管理FIDIS可以通过二次开发，设计工单流、从而成为企业的OA/CRM/ERP系统，也可对接企业的其他信息化系统。6.11 历史数据所有设备的历史运行数据可以追溯。数据亦可用折线图等方式呈现。