1　项目背景

随着生产规模的提升，场地面积不断增加，厂区安全风险、车间环境质量及厂务设施的平稳运行是确保连续生产的关键，智慧工厂数字化平台应能全面地监控厂区的关键指标，进行预警及联动，直观地展示厂区现场危险源、环境和厂务的实时运行状况，实现自我侦测、自我防御，具备可配置的安全环境态势感知数字化系统。

智慧园区数字化平台示意图如图1所示。

图1 智慧园区数字化平台示意图

2　系统现状

安全系统：园区所有危险源未实行分级监控，无法对危险源做分类的配置和显示，使用操作不直观、不方便。

环境监控：温湿度监控、废水指标和废气指标等还是单独监测，未实现数据整合。缺乏固定式的洁净度探头，所监控的区域有限。另外，现场的移动AGV监测装置在系统中不可配置，实际路线变更后无法及时地更新，造成显示异常，不能实时地显示实际信息。

厂务系统：电力、空压、暖通等通过单独的BA系统进行监控，未纳入统一的平台，实现集中监控，还是分散的单栋控制。

3　项目目标

（1）安全系统

实现所有危险源分类分级监控，覆盖所有显著危险源，高风险点实现预警联动，实时推送预案；集成智能巡检机器人等智能巡检手段，对无人库房进行24小时不间断巡检，控制早期火灾风险。

（2）环境监测

增加移动环境监控AGV系统的可配置性，可以对监控路径和点进行编辑调整，系统能够自动更新；集成手持式洁净度测试仪，实现数据的互联互通；把温湿度、废水、废气数据纳入统一平台，实现集中在线监控。

（3）电力监控

监测电力系统相关参数（电压、电流、功率因数等），出现异常时可通过预设方案实现联动控制。

（4）空压监控

监测压力、温度、流量和露点等数据，能够进行预警，并且自动启用备用设备。

（5）暖通监控

实现压力、温度、流量、风机风阀状态、风机频率等数据的监测，能够根据环境参数自动调节。

4　方案亮点

（1）自主可配：采用完全自主可控的国产化方案，基于全组态平台开发，可以在线进行产线布局等配置，具备柔性管理，减少了项目重复投资。

（2）全面感知：打通各部分数据链路，统一接入协议，实现了数据整体接入和全域时空感知。

（3）自我防御：闭环式预警报警管理，知识库自动更新维护，实现自我检测和防御。

5　系统架构（如图2所示）

图2 系统架构图

（1） 数据采集层

现场布置传感器、摄像头、移动监控AGV小车、智能巡检机器人和PLC等硬件，对指标数据进行采集，实现不同应用子系统、不同设备接口协议之间的数据共享和应用集成，具备分布式架构，保证稳定性和可扩展性。

（2）平台层

BS架构体系，具备集成运营管理，数据分析处理，模块组件库，集中开发远程部署等能力。为系统提供后台服务支撑，保证系统稳定运行。

采用亚控科技管控一体化组态平台KingFusion，建立业务功能模型、对象、计算逻辑，以及基于WEB的可视化界面，形成完整的业务功能。由于KingFusion平台对底层数据存储进行了封装，用户无需关心数据库结构和配置等，只需建立业务数据和逻辑即可，利用组态技术，使得业务功能开发、扩展、运维更加容易，工作量更小。

（3）展示层

实现跨平台展示，可视化空间切换，模型与数据联动，提高用户对运营和整体业务的理解。包括WEB接入服务和WEB客户端环境。使用HTML5、JavaScript、CSS等技术，利用界面组态环境，生成可视化界面。能够支持各类主流浏览器，支持移动终端浏览。

6　系统功能

6.1　驾驶舱

管理驾驶舱作为一个管理可视化解决方案，能够让企业管理者像在飞机或汽车驾驶舱里面对仪表盘一样，直观地监测企业运营情况，并对异常关键指标预警和挖掘分析。具有直观性、全面性、方便性、多维性和可配置性，能极大地辅助企业管理者了解相关决策信息, 抓住主要问题和问题的主要方面，对潜在问题提早预警，从而使企业更好地实现经营和管理目标。

根据不同管理权限，可以配置定制的驾驶舱内容，综合查看园区安全情况、运行参数和能耗情况。中心驾驶舱如图3所示。

图3 中心驾驶舱

6.2　安全管理

监测厂区各类危险源（烟感、温感、电流火险、可燃气体、酸雾、漏液、甲醛等）及高风险装备状态，结合厂区全景图，实时监测危险源状态，可以查看危险源预警状态、当前监测值、预警限值和历史记录。

危险源进行分类分级监控，可以在线配置。预警发生时，可以在总览图跳动提醒，点击危险源标识可以进入到局部区域展示画面。严重报警自动弹窗提示，并进行视频和设备联动，采取紧急措施。

6.3　环境管理

结合AGV小车和现场传感器，实时监测各类环境参数（洁净度、温湿度、噪音、照明度等），并通过三维图形化展示，可以自动进行区域差值计算。巡检路线和产线支持在线配置，满足柔性生产要求。

（1）模型配置

支持模型的导入导出，可以实现模型的升级维护，并能根据现场布局进行产线的在线摆放，减少项目重复投资，提高系统利用率。

（2）路线配置

为应对现场布局调整，提供AGV监测路线配置功能，可以调整巡检点和巡检路线，匹配实际生产需

（3）园区漫游

通过3D模型展示整个园区的全貌，可以借助鼠标、键盘以第一视角进行漫游，同时进行单体聚焦，进入单体厂房后，可以根据巡检小车自由漫游，并结合数据进行展示。

（4）环境监测

实时监测环境参数，并进行图形化展示，保证合适生产环境，提供基本保障。同时可以通过差值图算法实现区域数字化展示，形象地评估当前环境质量。

6.4　电力系统

供配电系统是园区的命脉，因此供配电设备的监控和管理是至关重要的，本方案对供配电中的断路器或者接触器的运行状态实时监测，在监控界面上用不同的图标和颜色表示接通、分断、短路或者过载故障等运行状态，同时包含声音报警和文字提示，方便值班人员及时处理故障。

6.5　暖通系统

主要针对集中式中央空调系统，空调系统由新风、回风、过滤器、冷热盘管、送风机、空调机组等组成。空调机组的主要监控内容：送风量、回风量、新风量、送风温度、送风湿度、送风机启停、回风机、空气净化器等。

6.6　空压系统

结合空压工艺图，实时监测空压数据，提供空间切换列表。监测压力、温度、流量、露点和加载状态等数据，出现异常自动报警，并切换备用方案。

6.7　报警管理

系统记录各个子系统的报警信息，历史报警存储于数据库中，供查询使用。操作员可以对实时报警信息行确认、消音、清除等处理，当报警点恢复到正常状态的范围时，系统自动将报警系统恢复显示为报警复状态。报警信息分类如下：

（１）设备自控系统：机电设备故障报警、控制器故障报警。

（２）火灾报警系统：消防主机的故障报警和消防广播的故障报警。

（３）闭路电视监控系统：主机故障报警、云台控制器故障报警、视频影像故障报警。

（４）防盗报警系统：防盗探头的报警、控制器的故障报警。

6.8　知识库管理

具备预案知识库管理，报警发生后自动匹配预案，指导现场处置，同时可以根据现场处置情况，重新完善预案，不断更新优化。

精彩观点

北京亚控科技发展有限公司市政事业部经理李延树

自动化博览：亚控科技在智慧城市领域提供的产品或者解决方案有何独特优势？能为用户带来哪些具体价值？

李延树：亚控科技始终致力于监控及信息化领域工控组态软件的研发，并在各个行业设置了专职的解决方案人员，针对行业进行深入研究，在通用组态平台上开发行业专用产品，智慧城市领域也是重点主攻的一个方向。方案本身是经过行业工程师对智慧城市的研究理解及众多项目的实际验证中总结而来，符合最终用户的使用习惯和需求。从使用来说，相关功能都是配置式的，开发工作量小、周期短。从本身系统来说，由于是基于组态软件开发，开放性好，一般自控工程师就可以掌握，维护成本低。

自动化博览：您认为新基建将给智慧城市领域发展带来哪些影响？对此亚控科技将如何布局？

李延树：新基建带来了城镇化的快速发展，同时新一代信息技术的充分运用，也有助于实现信息化、工业化与城镇化的深度融合，有助于缓解“大城市病”，提高城镇化质量，实现精细化和动态化管理，提升城市管理成效和改善市民生活质量。市场发展也对相关企业提出了更高的要求，产品方面要更全面，产品线更丰富，适用场景更广，且对行业的有足够的经验积累，能够满足用户需求。

亚控科技最早从数据采集做起，多年来一直坚持企业初衷，逐步进行产业深耕，在采集、监控、信息化、工业互联网等方面完成了产品布局。解决方案人员也从自控工程师到行业总工进行全面配套，目的是以用户为导向、以成果为目标，真正解决实际问题。

自动化博览：针对大数据、人工智能、边缘计算等进一步推动智慧城市发展的新技术，亚控科技做了哪些探索？

李延树：针对新的技术，亚控科技大力进行人才储备，成立亚控研究院，汇聚相关专业的专家进行专门研究。同时积极与各大高校和重点企业进行合作，开展相关创新课题研究，真正实现产学研结合，共同推动行业发展。

摘自《自动化博览》2021年10月刊