基于GENESIS64的三维数字化工厂

摘要

本文介绍了ICONICS 公司基于微软64位操作系统的全景3D HMI/SCADA软件GENESIS64 V10 软件在制造园区的应用。本项目集成了微软最新的Bing Map地图系统，以真正3D、实时、可交互的方式全面展现了园区全景监控、车间，生产线、机组及其配套系统，极大地方便了对系统的直觉化监控、快速维护和高效资产管理、培训和仿真等应用。

关键字

ICONICS  GENESIS64  SCADA  Bing Map  3D  GIS  制造业 数字化工厂

项目背景

某装备有限公司为1994年组建企业。公司主要产品：机床铸件、发电设备铸件、风电铸件、发动机铸件、压缩机铸件、轨道交通铸件、海工装备铸件等。年生产能力为50000吨，铸件产品50%以上出口日本、韩国、美国、英国、德国、法国、意大利、芬兰等10余个国家和地区的国际知名企业。

为了全面实现园区生产监控的信息化，智能化，提升园区各个生产车间的管理和运营效率，整合现有监控和安防系统，集团管理部门通过多方调研、考察学习，最终选用了基于ICONICS的GENESIS64作为三维数字化工厂的集成开发平台，解决了从数据采集，归档，到三维场景构建，实时动画驱动等问题，实现了园区电力，供水，供气，自动化控制，照明，空调，排水，门禁，视频等多个系统的集成和融合，实现了以上各个系统的联动监控。

架构与配置

系统的应用服务器为15000点GENESIS64三维HMI/SCADA软件套件，该套件包含开发和运行版授权，动态计算有效I/O点；Web服务器一台，包含GENESIS64 Web服务器授权；5个WEBHMI64客户端开发/运行浮动授权，应用于GraphWorX64、AlarmWorX64、TrendWorX64和GENESIS64 Workbench等GENESIS64组件的胖客户端或瘦客户端。此外系统还包括GENESIS64 FrameWorX、Unified Data Manager，OPC-UA数据网桥、数据聚合、全局别名等功能模块。

功能简述

1、集成能力

本项目集成了园区的电力，供水，供气，自动化控制，照明，空调，排水，门禁，视频等多个系统，结合了GENESIS64平台的SCADA，3D，GIS等功能，所有的集成系统完全通过三维情景中的实体对象进行交互，所有集成的信息完全与三维情景融合，点击三维场景中的某个对象，可以实现对其的信息查看，历史数据查询，指令下达等操作，同时结合报警联动，视频追踪，可以及时发现园区中的异常运行情况，实现信息的全面实时监控和故障的快速应对。

2、创新的交互方式

在系统的开发部署中，采用了众多的新技术，在交互方面，为了使得系统的交互更为方便快捷，使用了ICONICS特有的PivotControl来控制同级监控界面的快速切换。

运行中，用户还可以通过CardFlow来查看最近查看的监控界面，并通过点击其快照快速切换到对应的监控界面。

CardFlow

在园区以及车间的三维监控中，采用视角巡航和跟踪技术，可以实现任意位置的快速定位和跟踪，也可以进行固定路线以及定制路线的巡航监控，达到所看即所得的监控效果。

巡航与定位 

我们还可以通过“Carousel”控件实现画面的自动顺序切换，实现重点部位的不间断监控。

Carousel自动切换 

3、图纸集成

ICONICS提供了对于CAD文件，PDF文件等多种格式文件的集成功能，系统集成了电力，机械，建筑，电气，等多个子系统的设计图纸，使用手册等文档。

CAD设计图纸导入

4、在线仿真

对于复杂的机械装置和设备，以在线仿真的方式，可以对机械装置和设备进行组装，拆解，以这种方式不但可以实现机械设备的内部运行仿真，还可以辅助机械故障诊断分析，也可用于员工培训及考核等方面的管理。

设备仿真拆解与组装 

应用效果

1、GIS集成

用了微软最新的Bing Map技术，在真实的遥感地图上还原了园区的整体布局，实现了园区的全景监控和全局信息展现和查看。

2、园区仿真

全景3D方式进行数据展现：完全真实的描绘了园区布局、车间分布和设备状态；面向对象报警管理、卓越的实时历史趋势数据管理能力。

3、Pivot集成

Pivot控件主要用于同级界面的快速切换，可是适应鼠标控制，触摸控制，支持点击，划屏等操作， Pivot控件不但可以大大节省工程实施时间，在运行中，也使得人机界面更为人性化，操作更为简单便捷。

4、生产综合监控

通过自定义的页面“layout”，监测生产过程中的人、机、料、水、电、气的状态，结合报警、历史曲线查看。实现各系统的数据融合，关联以及管理协同。

5、系统联动

通过数据相关性分析，实现了设备与视频，门禁与视频，报警与视频，电力与设备等多种形式的系统联动。大大提高了生产管理效率。

6、数据分析

以历史趋势，报表等形式，实现历史数据的汇总，查询，查看，分析。

总结

由于园区建筑众多，车间布局及设备监控系统独立运行，无法直观形象的从整体对园区进行生产监控和管理，GENESIS64的3D及GIS功能恰好弥补了这一不足。通过在GENESIS64中对园区的建筑和车间设备等建模，通过情景再现真实的还原了现场，并且集成了电力，供水，供气，自动化控制，照明，空调，排水，门禁，视频等多个系统信息，实现了多个系统的相关性关联分析，提高了园区的整体信息化管理水平，并极大的提升了企业的生产管理和运营效率。

通过Web浏览器的方式，在三维场景中可以全方位的了解园区各个车间的实时生产信息，极大的方便了系统的日常使用、故障时的定位和排查，由于系统开发中，采用许多新的技术，集中体现在系统集成能力和人机交互模式的创新，带来了管理制度管理模式的创新，实现了多部门的协同管理，大大提升了园区生产各个环节的管理效率。