焦瑀陽(yáng) 李 麗 聶 華 周 麗 陳行政 李 濤

1.西南大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院，重慶，4007152.中國(guó)船舶重工股份有限公司重慶長(zhǎng)征重工有限責(zé)任公司，重慶，400083

0 引言

鍛造是零件毛坯的一種加工方法，其成形質(zhì)量直接決定了零部件的精度、性能及壽命，是裝備制造、汽車(chē)、軍工、造船、航空航天等行業(yè)中的一種重要加工工藝[1]，例如，造船采用鍛造工序加工曲軸、曲柄[2]，航空航天使用了等溫鍛造技術(shù)、精密環(huán)軋技術(shù)[3]。我國(guó)重工企業(yè)在國(guó)家策略指引下，不斷引進(jìn)新的工藝、加工設(shè)備，并對(duì)監(jiān)測(cè)指標(biāo)進(jìn)行更新。與此同時(shí)，各類(lèi)底層新設(shè)備也帶來(lái)了很大的挑戰(zhàn)[4]，導(dǎo)致出現(xiàn)了以下問(wèn)題：①鍛造工藝的生產(chǎn)線(xiàn)布置較長(zhǎng)，車(chē)間占地面積大，新老設(shè)備間的互通較為困難；②歷史悠久的重工企業(yè)無(wú)法及時(shí)獲取生產(chǎn)中的各項(xiàng)能耗數(shù)據(jù)，難以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)管理與監(jiān)控，無(wú)法判斷出能耗損失的具體環(huán)節(jié)及原因[5]；③通信協(xié)議多樣，只能被動(dòng)收集各種不同的通信數(shù)據(jù)來(lái)與底層設(shè)備匹配，延緩了車(chē)間信息化的建設(shè)進(jìn)程。因此，必須攻克這些問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)鍛造工藝流程的能源利用高效化、能耗數(shù)據(jù)智能化，提高鍛造企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力。

OPC統(tǒng)一架構(gòu)(OLE for process control unified architecture，OPC UA)是一種機(jī)器對(duì)機(jī)器的通信技術(shù)，基于該技術(shù)，從傳感器到可編程機(jī)器的多個(gè)設(shè)備可通過(guò)一個(gè)通信線(xiàn)程連接起來(lái)[6]。監(jiān)控系統(tǒng)，如數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制(supervisory control and data acquisition，SCADA)系統(tǒng)、制造執(zhí)行系統(tǒng)(manufacturing execution system，MES)和企業(yè)資源計(jì)劃(enterprise resource planning，ERP)在OPC UA的連接范圍內(nèi)，這些監(jiān)控系統(tǒng)既可以嵌入到生產(chǎn)資源中，也可以作為插件安裝[7]，通過(guò)其簡(jiǎn)捷但強(qiáng)大的結(jié)構(gòu)，用于各種類(lèi)型網(wǎng)絡(luò)的客戶(hù)端和服務(wù)器之間消息的通信，促進(jìn)信息交換[8]。CAVALIERI等[9]提出的Web平臺(tái)能訪(fǎng)問(wèn)一個(gè)或多個(gè)OPC服務(wù)器，通過(guò)Web交換信息。OPC UA的作用不僅僅是作為從設(shè)備到數(shù)字存儲(chǔ)的橋梁，通過(guò)其適用性，還可以完成從數(shù)字存儲(chǔ)到客戶(hù)端顯示的過(guò)程[10]。林博宇等[11]設(shè)計(jì)的一套鍛造車(chē)間數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)僅包含OPC UA協(xié)議采集接口，未涉及信息采集與交互的建模過(guò)程及具體應(yīng)用的場(chǎng)景。

綜上所述，數(shù)據(jù)采集及其標(biāo)準(zhǔn)化、可視化是實(shí)現(xiàn)鍛造車(chē)間信息化、智能化轉(zhuǎn)型的基礎(chǔ)。但是，目前國(guó)內(nèi)鍛造車(chē)間的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸匯總、能耗監(jiān)管相關(guān)研究較少。采用信息模型對(duì)車(chē)間的數(shù)據(jù)進(jìn)行梳理和組織、標(biāo)準(zhǔn)化集成方案、統(tǒng)一信息交互模型，是解決上述問(wèn)題的關(guān)鍵。針對(duì)鍛造車(chē)間的信息模型及其應(yīng)用開(kāi)展研究，筆者提出采用OPC UA的鍛造車(chē)間能耗數(shù)據(jù)采集與監(jiān)管系統(tǒng)。

1 鍛造車(chē)間能耗數(shù)據(jù)采集與監(jiān)管系統(tǒng)需求分析

1.1 鍛造車(chē)間數(shù)據(jù)特點(diǎn)分析

鍛造車(chē)間中的重型設(shè)備眾多。鍛造加工、熱處理和機(jī)加工均屬于高能耗生產(chǎn)環(huán)節(jié)，車(chē)間造價(jià)高、占地面積大[12-13]，且車(chē)間中的加熱爐、電阻爐眾多，型號(hào)也各不相同，新購(gòu)買(mǎi)的先進(jìn)設(shè)備與原有老設(shè)備共存，這造成了整條鍛造生產(chǎn)線(xiàn)內(nèi)每個(gè)設(shè)備的能耗數(shù)據(jù)采集難以實(shí)現(xiàn)，如何完成自動(dòng)化和信息化是鍛造車(chē)間急需解決的一個(gè)重要問(wèn)題?，F(xiàn)階段的信息化管理水平較低，往往只實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)線(xiàn)上硬件設(shè)備的自動(dòng)化，生產(chǎn)線(xiàn)的信息管理依舊更多依賴(lài)人工的線(xiàn)下參與[14]，同時(shí)，生產(chǎn)物料信息和車(chē)間人員信息也較為繁雜。綜合以上分析得到鍛造流程中需采集及監(jiān)管的數(shù)據(jù)類(lèi)型，如圖1所示。

圖1 鍛造流程數(shù)據(jù)類(lèi)型Fig.1 Data types in forging process

1.2 能耗數(shù)據(jù)采集與監(jiān)管系統(tǒng)需求分析

結(jié)合鍛造生產(chǎn)線(xiàn)的生產(chǎn)特點(diǎn)可得系統(tǒng)的功能需求如下：

(1)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)分析。從鍛造工藝、能源管網(wǎng)、設(shè)備實(shí)時(shí)工況等幾個(gè)層面全方位監(jiān)測(cè)并展示車(chē)間現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際能耗數(shù)據(jù)和設(shè)備運(yùn)行狀況。

(2)信息查詢(xún)。能源類(lèi)型、設(shè)備信息、查詢(xún)的起始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間等信息的查詢(xún)結(jié)果以列表、曲線(xiàn)的形式展示。通過(guò)歷史數(shù)據(jù)查詢(xún)可查看任意設(shè)備的指定變量在選定時(shí)間段內(nèi)的分鐘級(jí)、小時(shí)級(jí)的數(shù)據(jù)，為異常原因分析提供依據(jù)。

(3)設(shè)備管理。設(shè)備檔案功能是實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)設(shè)備的集中管理，有權(quán)限的用戶(hù)可在線(xiàn)修改設(shè)備的固有屬性、特殊參數(shù)等信息。通過(guò)設(shè)置設(shè)備類(lèi)型、能源類(lèi)型對(duì)當(dāng)前分析對(duì)象進(jìn)行篩選，選擇需要錄入的設(shè)備名稱(chēng)。

(4)報(bào)警管理。報(bào)警記錄主要是對(duì)設(shè)置的報(bào)警信息(包括實(shí)時(shí)報(bào)警信息和歷史報(bào)警信息)進(jìn)行集中管理。管理人員可根據(jù)需求對(duì)設(shè)備的報(bào)警條件進(jìn)行增刪改操作；通過(guò)設(shè)置相應(yīng)的報(bào)警條件，達(dá)到關(guān)聯(lián)提醒、控制操作和節(jié)能分析的目的。

2 能耗數(shù)據(jù)采集與監(jiān)管系統(tǒng)的總體網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)和通信技術(shù)可將捕獲的數(shù)據(jù)傳輸并存儲(chǔ)到企業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)，同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，為進(jìn)一步的數(shù)據(jù)挖掘和決策提供有效可靠的數(shù)據(jù)支持。所挖掘的結(jié)果將為節(jié)能減排的優(yōu)化控制和決策提供有價(jià)值的信息。

2.1 鍛造車(chē)間多源異構(gòu)數(shù)據(jù)感知與獲取整體架構(gòu)

如圖2所示，整個(gè)多源異構(gòu)數(shù)據(jù)感知與獲取架構(gòu)分為硬件層、數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)層、功能層、應(yīng)用管理層。

圖2 鍛造車(chē)間多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的感知與獲取整體架構(gòu)Fig.2 Overall architecture of multi-sourceheterogeneous data perception and acquisition inforging workshop

(1)硬件層是鍛造生產(chǎn)線(xiàn)的執(zhí)行資源，包括模鍛、自由鍛所需的加熱爐、回火爐等設(shè)備，是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、決策等一切后期分析的實(shí)體基礎(chǔ)。

(2)數(shù)據(jù)采集層在分布式、動(dòng)態(tài)制造環(huán)境中配置物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，捕獲空間維度(機(jī)器、車(chē)間、工廠、系統(tǒng))、數(shù)據(jù)維度(工廠信息、訂單信息、能源信息)和時(shí)間維度(分、時(shí)、日、月)的多源異構(gòu)數(shù)據(jù)。

(3)數(shù)據(jù)層根據(jù)不同的應(yīng)用目標(biāo)，將多源異構(gòu)數(shù)據(jù)集清理、集成并存儲(chǔ)在不同的企業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)中，為后續(xù)功能層的實(shí)現(xiàn)提供數(shù)據(jù)支持。

(4)功能層從區(qū)域、班組、工序、單耗等方面進(jìn)行多維度的分析。監(jiān)控室的監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)提供直觀的人機(jī)交互接口來(lái)實(shí)現(xiàn)與控制計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)交互，通過(guò)界面實(shí)時(shí)顯示鍛造過(guò)程中產(chǎn)生的各種傳感器參數(shù)。

(5)應(yīng)用管理層實(shí)現(xiàn)能耗信息的分析和診斷，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、能耗分析、節(jié)能診斷，優(yōu)化企業(yè)現(xiàn)有的能源運(yùn)營(yíng)控制策略，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

2.2 鍛造車(chē)間數(shù)據(jù)傳輸路線(xiàn)

如圖3所示，智能儀表(電流互感器、燃?xì)廨啓C(jī)流量計(jì)、水系統(tǒng)電磁流量計(jì)、污水在線(xiàn)監(jiān)測(cè)儀)用于監(jiān)控和捕獲生產(chǎn)過(guò)程中的能耗數(shù)據(jù)，搭建大型構(gòu)件離散制造工廠能源的多源異構(gòu)數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)能源及環(huán)境排放數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集和傳輸。通過(guò)編寫(xiě)相關(guān)通信協(xié)議接口，基于.NET平臺(tái)，設(shè)計(jì)C+語(yǔ)言的采集程序，將車(chē)間各個(gè)設(shè)備的數(shù)據(jù)采集至服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行存儲(chǔ)。

圖3 面向鍛造車(chē)間的數(shù)據(jù)傳輸路線(xiàn)Fig.3 Data transmission route of forging workshop

3 采用OPC UA的能耗數(shù)據(jù)采集與監(jiān)管系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)

鍛造車(chē)間具有多種能源介質(zhì)，這些能耗數(shù)據(jù)需要從工廠的制造設(shè)備(回火爐、加熱爐、模鍛錘等)、供配電系統(tǒng)、天然氣系統(tǒng)及車(chē)間污水處理站獲取。在車(chē)間硬件層，通過(guò)TCP/IP協(xié)議連接相應(yīng)的數(shù)控設(shè)備，通過(guò)設(shè)備的私有協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，其具體技術(shù)方案的實(shí)現(xiàn)如圖4所示。

圖4 基于OPC UA的鍛造車(chē)間數(shù)據(jù)通信流程Fig.4 Data communication process of forgingworkshop based on OPC UA

3.1 采用OPC UA的鍛造車(chē)間能耗數(shù)據(jù)對(duì)象的語(yǔ)義模型

由于鍛造車(chē)間涉及的能耗數(shù)據(jù)項(xiàng)較多，為更好地表達(dá)車(chē)間數(shù)據(jù)對(duì)象類(lèi)型和各個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)象之間的聯(lián)系，并對(duì)后續(xù)的數(shù)據(jù)傳輸提供有效的支持，將車(chē)間的用水量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、天然氣用量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、污水處理系統(tǒng)及其相關(guān)數(shù)據(jù)中的部分代表項(xiàng)進(jìn)行列舉。根據(jù)鍛造車(chē)間的主要監(jiān)控需求來(lái)創(chuàng)建其OPC UA語(yǔ)義模型，通過(guò)該語(yǔ)義模型實(shí)現(xiàn)對(duì)鍛造車(chē)間各監(jiān)測(cè)點(diǎn)對(duì)象狀態(tài)的有效監(jiān)測(cè)，并建立圖5所示的OPC UA語(yǔ)義模型。

圖5 鍛造車(chē)間數(shù)據(jù)對(duì)象的OPC UA語(yǔ)義模型Fig.5 Hierarchical model of OPC UA for data objects in forging workshop

3.2 基于OPC UA的鍛造車(chē)間信息建模流程

監(jiān)測(cè)點(diǎn)應(yīng)用程序在監(jiān)測(cè)采集模塊中運(yùn)行，該監(jiān)測(cè)點(diǎn)提供用來(lái)定義所需采集數(shù)據(jù)的終端。自由鍛車(chē)間、模鍛車(chē)間及下料工段實(shí)現(xiàn)所需功能的OPC UA應(yīng)用場(chǎng)景如圖6所示。采集終端以同樣的方式工作，應(yīng)用程序只需開(kāi)發(fā)一次即可適用于所有的能耗監(jiān)測(cè)采集模塊，可使用類(lèi)型層次結(jié)構(gòu)暴露的信息，讓客戶(hù)端程序使用基礎(chǔ)類(lèi)型的定義，并根據(jù)這些父類(lèi)型進(jìn)行編程。

圖6 OPC UA在鍛造車(chē)間中的應(yīng)用場(chǎng)景Fig.6 Application scenarios of OPC UA in forging workshop

鍛造車(chē)間用電量監(jiān)測(cè)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)層次類(lèi)型如圖7所示。監(jiān)測(cè)采集點(diǎn)有一個(gè)基本的抽象類(lèi)型，可被各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)模塊引用，獲取用電量監(jiān)測(cè)點(diǎn)的設(shè)備工作狀態(tài)，進(jìn)行電能監(jiān)測(cè)。功率監(jiān)測(cè)點(diǎn)是用電量監(jiān)測(cè)點(diǎn)的一個(gè)子類(lèi)型，它繼承了用電量監(jiān)測(cè)點(diǎn)的基本特征，通過(guò)在枚舉字符串中增加額外的狀態(tài)，重載功率監(jiān)測(cè)點(diǎn)的狀態(tài)。電能監(jiān)測(cè)點(diǎn)繼承了同樣的功能，但未進(jìn)行狀態(tài)重載。電能監(jiān)測(cè)點(diǎn)增加了有功電能和頻率的設(shè)定點(diǎn)，功率監(jiān)測(cè)點(diǎn)增加了有用功率設(shè)定點(diǎn)。應(yīng)用程序關(guān)注用電量的采集，它基于抽象的用電量監(jiān)測(cè)點(diǎn)編程，并在運(yùn)行時(shí)使用電能監(jiān)測(cè)點(diǎn)或功率監(jiān)測(cè)點(diǎn)的具體實(shí)例。

圖7 鍛造車(chē)間中用電量監(jiān)測(cè)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)層次類(lèi)型Fig.7 Structure level type of power consumptionmonitoring points in forging workshop

如圖8所示，連通性層次結(jié)構(gòu)使用Connects引用連接IO模塊和設(shè)備，鍛造車(chē)間拓?fù)涫褂肅ontains引用從廠房指向設(shè)備。監(jiān)測(cè)點(diǎn)變量使用非層次化引用Signal指向設(shè)備變量，這種類(lèi)型的引用意味著設(shè)備的測(cè)量值被監(jiān)測(cè)點(diǎn)使用。所有這些引用類(lèi)型都是新創(chuàng)建的，而不在OPC UA規(guī)范中，因此，鍛造車(chē)間并不總是需要提供新的引用類(lèi)型。

圖8 地址空間中的鍛造車(chē)間設(shè)備Fig.8 Forging workshop equipment in the address space

3.3 基于OPC UA的設(shè)備數(shù)據(jù)采集與交互

聚合服務(wù)整體服務(wù)器模式如圖9所示，普通的OPC UA用戶(hù)端首先與含有嵌入式OPC UA客戶(hù)端的OPC UA服務(wù)器1進(jìn)行對(duì)話(huà)。在響應(yīng)發(fā)給普通客戶(hù)端之前，中間客戶(hù)端已準(zhǔn)備好從其他服務(wù)器獲得的數(shù)據(jù)，或已對(duì)這些數(shù)據(jù)完成了處理。每個(gè)聚合服務(wù)器都對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的某個(gè)指定部分負(fù)責(zé)。一旦它們完成自身任務(wù)，就將結(jié)果返回給OPC UA服務(wù)器1，這些結(jié)果構(gòu)成了對(duì)普通服務(wù)器的響應(yīng)。

圖9 聚合服務(wù)器模式Fig.9 Mode of aggregation server

響應(yīng)發(fā)送給普通客戶(hù)端之前，從聚合服務(wù)器獲得的數(shù)據(jù)需由客戶(hù)端或服務(wù)器進(jìn)行分析，以便獲取生產(chǎn)的產(chǎn)品類(lèi)型與數(shù)量等多種信息[15]。服務(wù)器1處理請(qǐng)求并分發(fā)子任務(wù)給基礎(chǔ)服務(wù)器，OPC UA服務(wù)器發(fā)生更改，觸發(fā)數(shù)據(jù)更改函數(shù)并返回相應(yīng)的OPC UA項(xiàng)值[16]。設(shè)備的數(shù)據(jù)采集交互流程如圖10所示。

圖10 設(shè)備的數(shù)據(jù)采集、交互流程Fig.10 Data collection and interaction processof equipment

可擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言(extensible markup language，XML)具有良好的擴(kuò)展性，是目前廣泛應(yīng)用的中性數(shù)據(jù)描述語(yǔ)言[17]。通過(guò)信息模型編輯器建立車(chē)間信息模型并生成鍛造車(chē)間信息模型的XML描述文件。

4 應(yīng)用案例

某公司鍛造車(chē)間的工藝流程和生產(chǎn)線(xiàn)布局如圖11、圖12所示。

圖11 鍛造車(chē)間的工藝流程Fig.11 Process flow of forging workshop

圖12 鍛造生產(chǎn)線(xiàn)平面布置Fig.12 Layout of forging production line

4.1 鍛造工藝生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集架構(gòu)布置

以該鍛造車(chē)間為基礎(chǔ)，基于數(shù)據(jù)感知與獲取方法，通過(guò)布置132個(gè)電量監(jiān)測(cè)點(diǎn)、19個(gè)天然氣流量監(jiān)測(cè)點(diǎn)、1個(gè)自來(lái)水流量監(jiān)測(cè)點(diǎn)完成相關(guān)數(shù)據(jù)的采集及傳輸，布置車(chē)間總能源管網(wǎng)如圖13所示。

圖13 鍛造車(chē)間總數(shù)據(jù)傳輸路線(xiàn)布置Fig.13 Layout of total data transmission routein forging workshop

4.2 能源平衡分析驗(yàn)證

考慮到數(shù)據(jù)來(lái)源的復(fù)雜性、各車(chē)間和各工段數(shù)據(jù)描述方式的差異性，以及接入、傳輸過(guò)程中可能存在的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換誤差[18]，通過(guò)以下三種方法進(jìn)行常規(guī)校驗(yàn)，避免錯(cuò)誤或無(wú)效數(shù)據(jù)。

(1)個(gè)體校驗(yàn)。鍛造車(chē)間需采集的各類(lèi)數(shù)據(jù)通常具有合理、有效的范圍，比如電阻爐的發(fā)熱功率具有非負(fù)性，且一般小于裝機(jī)容量。

(2)邏輯校驗(yàn)。鍛造車(chē)間各工段數(shù)據(jù)的之間存在邏輯關(guān)系，例如模鍛車(chē)間的拋丸工藝和打磨工藝。一次下料后，拋丸機(jī)組用電量為零時(shí)，打磨機(jī)組用電量一定為零。

(3)時(shí)間校驗(yàn)。結(jié)合鍛造車(chē)間的數(shù)據(jù)之間關(guān)系進(jìn)行多點(diǎn)關(guān)聯(lián)校驗(yàn)。例如，鍛件公司的某一節(jié)點(diǎn)單位在某一天內(nèi)的總用電量應(yīng)等于其各工段的用電量之和，因此，可以利用數(shù)據(jù)間的時(shí)間節(jié)點(diǎn)關(guān)系，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

取鍛造車(chē)間2020年9月27日的用電量來(lái)驗(yàn)證準(zhǔn)確性，該日平衡分析的準(zhǔn)確性達(dá)到96.54%，如表1所示。

表1 鍛造車(chē)間2020年9月27日的能源平衡分析列表

4.3 鍛造車(chē)間監(jiān)控與管理

如圖14所示，監(jiān)控內(nèi)容包括設(shè)備實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、設(shè)備信息查詢(xún)、設(shè)備管理、報(bào)警提醒等。其中,監(jiān)測(cè)對(duì)象主要包括加熱爐、燃?xì)鉅t、單點(diǎn)壓力機(jī)、曲柄壓力機(jī)、退火爐、電阻爐、空壓機(jī)、加熱爐、模鍛錘等。

(a)鍛造車(chē)間現(xiàn)場(chǎng) (b)實(shí)時(shí)功率總和

(c)數(shù)據(jù)采集客戶(hù)端圖14 鍛造車(chē)間現(xiàn)場(chǎng)與監(jiān)控Fig.14 Monitoring and management of forging workshop

如圖15所示，PC端可查看數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、統(tǒng)計(jì)及歷史能耗數(shù)據(jù)。企業(yè)可第一時(shí)間了解到高能耗設(shè)備數(shù)據(jù)異常、未工作持續(xù)耗電等情況，從而減少浪費(fèi)、減少排放、降低成本。

(a)鍛件公司8月17日至8月18日正向有功電能(EPI)各小時(shí)數(shù)據(jù)平均值走勢(shì)圖

(b)鍛件公司模鍛車(chē)間及下料工段8月天然氣標(biāo)況流量(QBT)各日數(shù)據(jù)平均值走勢(shì)圖圖15 鍛造車(chē)間管理層PC端頁(yè)面Fig.15 The PC page of the management of the forging workshop

5 結(jié)論

(1)針對(duì)傳統(tǒng)鍛造車(chē)間設(shè)備之間較為分散、廠房面積過(guò)大的情況，搭建了面向鍛造車(chē)間的能耗數(shù)據(jù)采集與監(jiān)管系統(tǒng)總體網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)。

(2)結(jié)合鍛造車(chē)間的實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景，介紹了地址空間中的結(jié)構(gòu)層次類(lèi)型，建立了基于OPC UA的信息交互模型。

(3)針對(duì)某鍛造車(chē)間現(xiàn)場(chǎng)條件，完成了數(shù)字化車(chē)間信息模型的實(shí)例化，證明了信息模型的實(shí)用性和數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)反映鍛造生產(chǎn)的狀態(tài)，為管理者提供有價(jià)值的及時(shí)決策輔助，避免浪費(fèi)，驗(yàn)證了信息模型結(jié)合OPC UA協(xié)議實(shí)現(xiàn)信息的互聯(lián)互通與管理人員監(jiān)控的可行性。