工业自动化控制案例

需求背景:

制造业通常伴随复杂的机械,在车间7*24小时全天候运作数百道复杂制程工序,制造业的车间配置着成百上千台种类繁多的设备。通常此类机器都配备工控机,以此控制和检测设备的操作、运转各项机台,并进行机台数据收集、分析与审计。工厂管理或维护人员有时要对机台进行调试,这就需要进到车间使用机台,必须要在各厂房内来回奔走,而一些关键操作需要进行保密,确保信息不被泄露。如此不仅造成了时间的浪费,效率也明显降低;而且调试机台的关键操作和数据也容易被泄露。

改造目标:

本工程改造后,可以进一步完善车间生产一体化功能建设,使生产信息化达到更高的发展和提升。分布式KVM系统可以将车间生产机台的主机电脑画面在中控室和机台端1:1显示,实现人机分离,在中控室远程操控机台时可以通过物理方式切断本地机台画面,远程操作低延时(小于5毫秒),在中控室操作完后即可将电脑显示画面切换回本地机台,这样既减少了人员成本,提高了工作效率,还加强了对整个工厂设施的管理,提供可精确至每分钟的信息和控制,同时也防止关键信息和数据的泄露,真正实现了对现代化制造工厂成百上千台复杂机器和设备的有效利用、监测和维护。

设计拓扑图:

连接方式:

1.将30台生产线的工控机分3区,每台工控机接到一台一进两出切换器,一进两出切换器的一个输出端口直接接本地显示器和键盘鼠标,另一个输出端口接到分布式延长器发送端;
2.每个区的分布式发送端通过CAT5/6网线连接到各区的发送端交换机上,发送端交换机通过光口级联的方式连接到接收端交换机上;
3. 在远程控制室内,接收端通过CAT5/6网线连接到各区的接收端交换机上,然后在接收端上连接键盘鼠标及显示器;
4.在远程控制室需要使用工控机调试设备时,可以通过键盘热键控制一进两出切换器切断本地显示和键盘鼠标信号,远程控制室使用完后即可通过热键恢复本地显示及键盘鼠标信号,以达到保密作用。

传统KVM系统和低延迟KVM系统对照表:

	高延迟KVM矩阵系统	低延迟KVM矩阵系统
系统组成	发射器,KVM主机	发射器、接收器、KVM管理平台、网络交换机
核心部件	以太网交换机、KVM管理主机	以太网交换机、KVM管理主机
信号传输方式	IP KVM矩阵系统借助现有以太网基础设施进行信号传输, H.264协议,都需要使用交换机设备进行组建系统,系统搭建也简单易行。	分布式 KVM矩阵系统采用专用的JPEG2000传输协议进行信号的传输, 可以使用光纤、网线等不同传输介质,需铺设专用传输通道。这样的方式保证了信号传输的压缩后效果更好,无延迟,保障了指挥控制系统各种操作的实时、流畅;也为超高分辨率视频信号的传输提供了有力保障。
稳定性	传统KVM系统,支持双电源,双网口,但是硬件故障,会导致系统不能正常运行。	分布式 KVM矩阵系统利用分布式架构的“去中心化”的特点, 单个设备故障不影响整个系统的正常运行。
设备延时	传统KVM系统延时90-120毫秒,需要借助IE火狐浏览器,操作不流畅,不支持USB2.0。	分布式KVM延时低于5毫秒,和本地操作无差别,通过显示器键鼠操作,使用简单和流畅,支持USB2.0。