物联网急需的云现场总线AutoNet及全功能PLC控制器 点击:1335 | 回复:2



徐绍衡

    
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发表于:2016-11-19 13:48:04
楼主

物联网风暴席卷全国及全世界,物联网已有成功的应用例子,不少地区已召开了物联网学术交流会,但是要把物联网推广到全国全世界应用,技术难度很大,主要是:现有的物联网试验系统采用以现有现场总线CAN及MODBUS等为基础的通信技术,其工作速度低、容量小、通信流量大、成本高、自动化程度低,现有的4G网及卫星网均不够用,要等5G技术出来后才能推广,物联网也无法包括海洋船舶等海洋及天空中的物流,需要创新解决高速大容量的云现场总线及大大压缩流量的云平台,才能大量推广物联网,才能推广包括海洋船舶及飞行器的广域物联网。 纵观市场,已在大型舰船领域创新应用的AutoNet云现场总线及具有云平台的PCC全功能可编程控制器采用“分布数据库同步”技术,使通信模式更新换代,具有高速大容量、低流量低成本、数据库式全自动免编程,是物联网推广的急需技术,已获得了造船科技进步二等奖,目前国内外市场中没有第二个类似技术,AutoNet+PCC技术已应用到150多艘大中型舰船及民用船舶,PCC已量产2000多台,稳定可靠,是成熟的技术,军民融合,可以在物联网领域大批推广,下面介绍AutoNet+PCC技术。

物联网风暴席卷全国及全世界,物联网已有成功的应用例子,不少地区已召开了物联网学术交流会,但是要把物联网推广到全国全世界应用,技术难度很大,主要是:现有的物联网试验系统采用以现有现场总线CANMODBUS等为基础的通信技术,其工作速度低、容量小、通信流量大、成本高、自动化程度低,现有的4G网及卫星网均不够用,要等5G技术出来后才能推广,物联网也无法包括海洋船舶等海洋及天空中的物流,需要创新解决高速大容量的云现场总线及大大压缩流量的云平台,才能大量推广物联网,才能推广包括海洋船舶及飞行器的广域物联网。

纵观市场,已在大型舰船领域创新应用的AutoNet云现场总线及具有云平台的PCC全功能可编程控制器采用“分布数据库同步”技术,使通信模式更新换代,具有高速大容量、低流量低成本、数据库式全自动免编程,是物联网推广的急需技术,已获得了造船科技进步二等奖,目前国内外市场中没有第二个类似技术,AutoNet+PCC技术已应用到150多艘大中型舰船及民用船舶,PCC已量产2000多台,稳定可靠,是成熟的技术,军民融合,可以在物联网领域大批推广,下面介绍AutoNet+PCC技术。

AutoNet现场总线云平台

AutoNet现场总线云平台系统的每个节点由用户节点设备、分布数据库芯片(或组件)、连接隔离器和以太网组成(见下图)。节点设备通过分布数据库芯片上网,全部节点的分布数据库芯片(包括海洋上、天空中及岸上的所有分布数据库芯片)通过以太网连接成一体化同步云系统,被称为“分布数据库同步”模式,同步方法是群广播发送同步短报文实现全部节点的分布数据库毫秒级同步一致相等,免除了通信,现场总线工作速度比通信模式提高了数千倍,同时节点设备不直接上网,也使网络上的流量比通信模式压缩了数万倍,新模式称为AutoNet现场总线云平台(简称AutoNet),云平台使用VPN技术,可以使用卫星宽带网、4G及5G移动网、量子网、光纤宽带网、有线电缆网等网络。

AutoNet芯片(或组件)内部的结构包括CPU同步工作软件包、分布数据库双口RAM及以太网控制器三个部分(如下图)。

AutoNet现场总线模式与CANMODBUS传统的现场总线相同(比较如下图),但AutoNet的性能比通信模式大大提高:现场总线工作速度提高数千倍;网络流量压缩数万倍;数据库读写方式免编程通信全自动;有效防止“黑客“攻击,每个节点具有全平台节点的”心跳“数据库及安全软件,平台可以安全预警防止事故与灾难发生。AutoNet是新一代的云现场总线。

结构比较.JPG

AutoNet具有发明专利如下:

1. 发明专利“ZL201610836018.4分布数据库同步分布式实时信息云平台系统”。                         

2. 实用新型专利:“ZL201420733640.9一种船舶、海洋设备、飞行器离岸工作一体实时数据库信息平台”。

PCC具有云平台的全功能可编程控制器

具有AutoNet云平台的PCC全功能可编程控制器是已有的成熟技术,成为AutoNet分布数据库实时云平台推广的主要产品,系统图及样机见图。

(1)万能采集控制器:模拟量、开关量、脉冲量及串口等均能采集控制,每个输入端可编程放大器可以接任何品种的传感器,输出口300V\150MA大容量驱动,系统容量64000点,性能优越 ,全功能满足工业控制要求。

(2)全功能PLC控制器:可以取代西门子及ABB等任何进口PLC,功能比进口品齐全,模拟量PLC、开关量PLC、控制模型PLC等等,主动力、电站、辅助设备全能用;其编程语言为电脑设置 式“控制模型+数据库”编程,比“梯形图”“指令”编程大大简化,功能全面。

(3)船岸一体云平台DCS系统:系统采用分布数据库以太网平台,免通讯免编程;平台64000点大容量及1毫秒以下高速,网络流量很小,船岸一体AutoNet卫星及4G云平台;具有全面的系统自检功能,系统能安全预警;平台能抵御黑客的网络攻击。

(4)PCC已批量生产数千台,用于几十艘大中型军舰及100多艘民船,多年来运行稳定可靠。

船舶数据与音视动态大数据池

依据AutoNet+PCC创新技术建立船舶数据与音视动态大数据池,可以作为物联网参考,介绍如下:

船舶数据与音视动态大数据池是把全局所有船舶的全部设备及导航的动态数据送进大数据池长期连续储存,同时每船设二个高清低速刷新的摄像音视头信号,可控进行长期录像储存,不再需要打捞“黑匣子”。在动态大数据池的基础上,开发大量的应用大数据池的软件,使动态大数据池成为解决船舶安全预警、安全控制,防止大事故及事故处理的重要手段,也是船舶动态调度指挥现代化管理的重要手段,更是船舶设备现代化维护管理远程维修的重要手段,对于海洋设备,也是海洋数据远程监控,海洋设备远程管理及安全预警的重要手段,现代化没有动态大数据池不行,“黑匣子”也将成为“白匣子”,不必打捞。

由于全世界船舶及海洋设备均需建大数据池,数据储存量及储存成本是天文数字,如采用通讯及压缩通讯手段,其通讯费用及流量成本也是天文数字,用现有技术来实现是不可行的。必须创新一种新的大压缩技术,使其数据流量带宽压缩万倍以上,影视流量压缩百倍以上,船舶动态大数据池才能变为可行,这就是“AutoNet+PCC”技术。大数据池方案如下:

1. 动态大数据池分为三大部分:32个船队工作站、SQL大型服务器中心、录像储存中心,应

用SQL大数据池的船舶动态指挥管理、安全预警、设备维护管理等等的应用系统。

2. 每个船队工作站是一个独立的系统,管理一个船队的船舶,船队工作站可以查看船队全部

船舶的数据,工作站能保存20年的全部每小时一次的定时记录及应急记录,随时可以查询,船队工作站把本机数据库的数据自动嵌入SQL大型服务器中心,全局的SQL大数据池是32个工作站汇总。

3. 全局SQL大数据池服务器中心实时数据库共 52万个点实时数据库,满足全局船的需要,

所有数据库均高速动态毫秒级刷新。

4. 全局512台摄像头录像系统,每船2个记录摄像头,摄像头非连续记录,由网关自动开

闭,录像数据与设备数据可混合显示。

5. 每船数据带宽约5KB,每个压缩摄像头带宽约25KB,全局所有船舶可以共用一个50M

带宽的VSAT卫星宽带网,也可以用海上4G网及WIFI网。

 





徐绍衡

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联系人13812808399@163.com徐绍衡

jamesli831

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