[實用新型]一種面向熱力能源生產廠區的工業互聯網網絡架構

有效

• 申請號: 201920075931.6
• 申請日: 2019-01-17
• 公開（公告）號: CN209517190U
• 公開（公告）日: 2019-10-18
• 發明（設計）人: 黨海峰
• 申請（專利權）人: 上海全應科技有限公司
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06;H04L29/08;G08C19/00;H04B3/54;G08B21/16
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 黃小梧

本實用新型公開了一種面向熱力能源生產廠區的工業互聯網網絡架構，包括工業數據采集模塊、控制網模塊、第一物聯網關、第二物聯網關、局域物聯網模塊、辦公網模塊、交換機和互聯網；所述工業數據采集模塊包括傳感器模塊和智能儀表模塊，所述傳感器模塊通過IOM模塊與第一物聯網關相連接，所述智能儀表模塊與第二物聯網關相連接；所述控制網模塊包括控制單元，所述控制單元通過上位機與第二物聯網關相連接；所述第一物聯網關、第二物聯網關均與局域物聯網模塊相連接；所述局域物聯網模塊、辦公網模塊均依次通過交換機、路由器與互聯網相連接。

技術領域

本實用新型屬于工業互聯網技術領域，具體涉及一種面向熱力能源生產廠區的工業互聯網網絡架構。

背景技術

工業互聯網是新一代信息通信技術與現代工業技術深度融合的產物，是制造業數字化、網絡化、智能化的重要載體。工業互聯網通過構建連接機器、物料、人、信息系統的基礎網絡，實現工業數據的全面感知、動態傳輸、實時分析，形成科學決策與智能控制，提高制造資源配置效率。

工業互聯網涉及對機器、物料、人、信息系統進行廣泛連接，絕大多數熱力能源生產企業都不是零基礎，企業在數字化的進程上已經都有所建設，例如已經實施了自動控制系統、已經使用了部分智能儀表、已經實施了多種信息化系統等。所以，對熱力生產企業的工業互聯網改造(數字化/網絡化改造)，需要與以下幾類系統/設備進行對接，獲取數據或/和發送控制指令：

1)DCS/PLC等自動控制系統

對于熱力能源生產的關鍵環節，例如水化、鍋爐、環保等，為了控制的目的都已完成了數字化改造，并且相關數據獲取和控制指令都已接入了自動化控制系統，如DCS/PLC。為了穩定和安全性考慮，每套控制系統使用獨立的控制網絡將上位機與各底層執行機構進行連接，底層執行機構通過獨立網絡將數據上傳到上位機，上位機將控制指令通過獨立網絡下發。與DCS/PLC的對接可采用OPC協議與DCS/PLC進行通信。

2)智能設備

熱力能源生產企業中有許多關鍵設備已接入到自動控制系統，如風機、變頻器等，但仍有一些設備沒有接入到自動控制系統中，例如空壓機，這類設備通常都是支持數據通信接口的智能設備，支持的通信接口基本都是基于RS485/422/232連接的Modbus協議。

3)智能儀表

對于與關鍵生產環節無關的生產計量儀表，由于不需要進行自動控制，這部分數據并未接入到控制系統中，有些甚至還未進行過數字化改造；對于這類儀表，需要先進行數字化改造，即將原來的模擬儀表替換為智能儀表(如果已經是智能儀表則省略)，然后再接入智能儀表的數據。智能儀表通常都支持基于RS485/422/232等網絡連接方式，通過Modbus等協議進行通信。

4)傳感器

對于一些關鍵的設備指標或環境指標，以前從沒有過數字化，則需要專門安裝各種傳感器對數據進行采集，如溫度傳感器、壓力傳感器等。傳感器通常輸出的是模擬信號，對這類數據的采集需要就近安裝一個IOM模塊將模擬信號轉化為數字信號再通過RS485/422/232通信線路連接到采集設備。

5)信息化系統數據

熱力生產企業還有些既有信息化數據，例如熱力消費計費系統、人員排班系統等，這類系統通常是部署在企業辦公網的機房內。與這類系統的對接需要通過局域網連接到企業的辦公網內，再通過網絡協議與信息化系統的接口或數據庫進行通信。

現有熱力生產企業中的每一套工業控制網和辦公網彼此隔離，而且工業控制網中的生產數據僅能在每一套網絡內部進行傳遞，無法統一整合或被辦公網和互聯網中的設備進行使用。

發明內容

針對現有技術中存在的不足，本實用新型的目的在于，提供一種面向熱力能源生產廠區的工業互聯網網絡架構，解決現有熱力生產企業在進行工業互聯網改造時需基于諸多約束條件的技術問題。