隨著工業(yè)4.0的蓬勃發(fā)展，制造業(yè)逐漸向數字化轉變，但是舊設備通常不具備數字化功能，虹科Gembo物聯網平臺能夠保留舊設備，將新舊設備同時連入工業(yè)物聯網，使制造商能夠無縫地過渡到工業(yè)4.0，挖掘實時訪問傳感器數據的潛力，提高效率、生產力和質量。

GEM Precare平臺通過部署傳感器實現了對過程數據的實時訪問，這在控制和監(jiān)控過程中十分重要。在云端或機器本身的邊緣復雜事件處理（CEP）需要高處理性能的硬件平臺，GEM Precare通過使用功能強大的 GEM 代理對傳感器數據進行邊緣處理。

這些代理支持各種基于ARM、 MIPS 和 x86嵌入式處理器的嵌入式硬件平臺，以及嵌入式操作系統(tǒng)，如各種 Linux 風格和實時操作系統(tǒng)。此外，GEM 代理還可以使用可編程硬件(如fpga)和加速器(如DSPs)。

實時獲取機器性能數據的另一個重要好處是能夠進行數據分析，并應用機器學習技術探究預測性維護趨勢。與計劃維護相比，預測性維護的好處在于前者減少了機器的停機時間，無論機器的實際性能或狀況如何，都取消定期維護，而只是在機器狀況達到預先設定的最大公差水平的情況下才進行維護，達到公差水平的時間可以從機器的數據模式隨時間的變化趨勢中預測。因此，預測性維護提高了整個設備的效率，即OEE。

GEM Precare 電機控制代理

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下面的電機控制案例說明了虹科Gembo物聯網平臺的功能和優(yōu)勢：

在機器和生產過程中電機非常普遍，因此實時監(jiān)控電機性能是十分必要的。GEM 與英特爾和貝加萊合作開發(fā)了一個端到端電機控制和監(jiān)測解決方案，該方案利用了通用且強大的邊緣CEP GEM代理和GEM Precare云平臺進行監(jiān)測和預測維護。

控制泵決定管道中的流量，裝置后端的安全閥防止管道內超壓。該裝置控制的關鍵參數是壓力、流量和流道，泵的關鍵參數是電機溫度、轉速、電流消耗、振動和噪聲。管道壓力和流量直接受到泵電機轉速的影響。

PCIe附加卡與英特爾Cyclone V SoC FPGA執(zhí)行實際電機控制和感應電機電流的消耗量、轉速和溫度，貝加萊X20CP PLC監(jiān)測振動和噪音?；?Intel Skylake x86計算機運行GEM代理，并通過云端的GEM Precare平臺提供以太網上的通信鏈路。該計算機同時作為網關工作，并通過以太網與貝加萊X20CP PLC進行通信。

其中一個GEM代理在英特爾Cyclone V SoC FPGA中嵌入式ARM 處理器上運行，并采集電機參數。另一個GEM代理在基于英特爾Skylake CPU的計算機上以OPC UA客戶端模式運行。該代理采集英特爾Cyclone V SoC FPGA的GEM代理和貝加蒂X20CP PLC的傳感器數據，該PLC以OPC UA服務器模式運行。OPC UA 客戶端/服務器模型的好處是網絡中不同實體之間的所有通信都符合開放的行業(yè)標準。

GEM Precare 電機控制儀表盤

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GEM PRECARE 指示板如下所示。儀表板使用儀表小部件顯示管道壓力和流量，以及泵的實時馬達溫度。泵電機的轉速、電流消耗、振動和噪聲實時顯示在圖形部件中。安全閥狀態(tài)通過“紅綠燈”控件顯示，當閥門開啟或關閉時，它會打開對應的紅綠燈。

用于電機控制的復雜事件處理(CEP)規(guī)則如下：

1. 如果電機溫度超過溫度閾值水平1并且電機轉速超過閾值，GEM代理將降低轉速。GEM Precare平臺將顯示高溫警報，并且GEM代理將執(zhí)行防止嚴重故障的指令，直到溫度下降到低于溫度閾值水平1。

2. 如果電機溫度超過溫度閾值2并且電機轉速超過閾值，GEM代理將立即將電機轉速降至零，并同時打開安全閥，減輕管道中的壓力。GEM Precare平臺將顯示嚴重高溫警報和GEM代理將會執(zhí)行的指令，直到溫度降至溫度閾值1以下。

3.如果電機轉速超過閾值，管道壓力超過壓力閾值1，GEM代理將降低轉速。GEM Precare平臺將顯示高壓報警和GEM代理將執(zhí)行的指令，以防止嚴重故障，直到壓力降到壓力閾值水平1以下。

4.如果電機轉速超過閾值，管道壓力超過壓力閾值2，GEM代理將立即將電機轉速降至零。GEM Precare平臺將顯示嚴重高壓警報和GEM代理將執(zhí)行的指令，直到壓力降至壓力閾值水平1以下。

以上說明了GEM代理執(zhí)行邊緣CEP的時間關鍵監(jiān)測和控制的能力和優(yōu)勢。GEM代理可以立即執(zhí)行指令，并且是在GEM Precare未控制之下自動執(zhí)行。

大型工廠中通常有多個類似以上案例的電動機控制單元，例如釀酒廠。每個控制單元都通過GEM代理連接到GEM Precare平臺。

GEM代理在邊緣執(zhí)行控制和CEP，工廠的所有電機控制單元數據輸入到GEM Precare平臺，每個控制單元顯示一個儀表盤，GEM Precare平臺計算每個控制單元以及整個工廠的OEE、MTBF和MTBA，并分析監(jiān)控信號以創(chuàng)建預測維護模型。

結 論

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GEM代理能夠充分利用運行的硬件，在邊緣而不是在云中進行復雜事件處理，就像以上電機和閥門復雜系統(tǒng)所列舉的一樣，減少了關鍵點的監(jiān)測和控制應用程序的延遲時間。此外，GEM代理支持OPC UA 客戶端/服務器模型，可與現代PLC進行互操作。最后，GEM Precare支持實時遠程監(jiān)控和可視化，通過關鍵參數和信號云的報警進行執(zhí)行指令的實時調整。

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附錄-虹科Gembo物聯網平臺

Gembo為制造業(yè)以及能源，零售，醫(yī)療保健等其他行業(yè)提供業(yè)內最佳的端到端IIoT實時預測分析和OEE解決方案。為任何舊的或新的工廠車間創(chuàng)建數字孿生和分析框架，將設備轉變?yōu)槲锫摼W（IoT）設備。GEMBO Precare可提高利潤和收入，易于集成具有第三方后端和邊緣系統(tǒng)，并且可以作為平臺即服務或作為產品平臺使用。

原文標題：虹科方案|物聯網平臺-工業(yè)4.0應用程序的邊緣處理

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責任編輯：haq