Как да управлявате централно няколко канала на турникета?

1. Архитектура на системата: Слоестият, разпределен дизайн гарантира, че системата е надеждна.
Централизираната система за управление за много{0}}канални турникети се основава на дизайн на „централизирано управление, децентрализиран контрол“. Той има три слоя: локален контролен слой, мрежов комуникационен слой и централен управленски слой. Всеки слой работи сам по себе си и е излишен с останалите, така че системата може да продължи да работи дори ако една част се повреди.
Слой на локален контрол
Независим локален контролен блок (LCU) е вграден във всеки канал на въртяща се врата. Това устройство включва PLC контролер, задвижващ мотор, енкодер, сензорна група (инфрачервено лъчение, индукция на човешкото тяло, сензор против -прищипване) и електромагнитен заключващ механизъм. Например, в затворническа среда, 90-градусовият турникет с пълна-височина трябва да може да контролира много прецизно ъгъла с помощта на 15-градусов антиреверсен механизъм и структура с тресчотка. Използвайки Modbus TCP протокола, локалният PLC изпраща информация в реално време за позицията на турникета, състоянието на преминаване и тока на двигателя към централния слой за управление.
Слой за мрежова комуникация
За да се изгради резервирана пръстеновидна мрежа, всеки локален контролен блок е свързан към две отделни оптични връзки чрез двойни мрежови карти. Това гарантира, че данните могат да се изпращат в реално време и че се избягват смущения. Шлюзовете за периферни изчисления могат да се използват за предварителна обработка на данни и локално преобразуване на протоколи в разпределен клъстер на портали (като когато порталите са в различни сгради), за да се облекчи напрежението върху централния сървър. Например централизираната контролна система на Gezhouba Ship Lock използва три{3}}слойна мрежова архитектура (локален слой, подконтролен слой и централен слой), за да управлява три корабни ключалки едновременно, със забавяне на комуникацията от по-малко от 50 ms.
Управление от центъра
Централната платформа за управление работи на сървъри или в облака и свързва HMI сензорни екрани, сървъри на бази данни и модули за управление на аларми. С помощта на протокола OPC UA и локалната PLC връзка можете да видите състоянието на портала, да давате права на партиди, да съхранявате регистрационни файлове за трафик и да получавате предупреждения, когато нещо се обърка. Например, на гара с един-канален въртящ се турникет с пълна{3}}височина, централната платформа може да показва позицията на вратата на всеки канал, броя на хората, които преминават, и температурата на оборудването в реално време. Може също така да издава аларми и да заключва турникета, когато бъде открито поведение на движение.
2. Основна функция: От един контрол до интелигентно сътрудничество
Много{0}}каналната централизирана система за управление е полезна, защото надхвърля проблемите, които идват с управлението на едно устройство. Позволява на групите да работят заедно и да вземат интелигентни решения. Основните му функции са:

Управление на разрешения в партиди
Поддържайте пакетно предоставяне на права за достъп по роля, период от време и група канали, за да предотвратите необходимостта да настройвате всяко устройство отделно, което е загуба на време. Например в химическа фабрика системата може автоматично да предостави на служителите на различни смени правилните разрешения за достъп до канала и да им изпрати SMS напомняне да подновят своите разрешения, преди да са изтекли. AES-256 криптирането се използва за защита на данните за разрешението от промяна без разрешение.
Динамично планиране на трафика
Използвайки инфрачервени сензори и сензори върху човешкото тяло, системата следи налягането в реално време. След това централната платформа използва алгоритми за промяна на състоянието на отваряне и затваряне на портата. Например, по време на сутрешния пиков час системата може автоматично да отвори повече канали и да ускори времето, необходимо за нулиране на вратата (от 3 секунди на 1 секунда), което увеличава трафика от 30 души в минута на 50 души в минута.
Система от аларми на много нива
Системата разполага с вградена -функция-за самопроверка, която може да открие повече от 20 вида проблеми, включително претоварване на двигателя, аномалия на енкодера и прекъсване на комуникацията. Може също така да предоставя информация за предупреждение чрез WeChat, имейл и SMS. Например, ако портата на затвора бъде разбита насилствено, системата не само задейства звукови и светлинни аларми в района, но също така заключва близките канали и изпраща видео моментни снимки към терминала за сигурност.
Оптимизация на базата на данни
Централната платформа следи дневниците на трафика на всяка врата (включително време, посока и тип разрешение) и използва анализ на големи данни, за да направи топлинни карти на трафика и доклади за здравето на оборудването. Например, военна област за управление разгледа статистиката за трафика за три месеца и забеляза, че обемът на трафика на Канал 2 се е увеличил много по време на обедната почивка. И така, времето за нулиране на портата на канала беше променено, за да се намали трафикът с 40%.
3. Как да го приложим на практика: Изграждане на интелигентна среда заедно със софтуер и хардуер
Много{0}}каналната централизирана система за управление се нуждае от много сътрудничество между избора на хардуер, софтуерни алгоритми и комуникационни протоколи, за да работи. Ето най-важните технически точки:

Избор на хардуер: Както високата надеждност, така и съвместимостта са изключително важни.
PLC контролер: За да сте сигурни, че локалните сензори и задвижващите двигатели работят заедно без никакви проблеми, изберете модели, които поддържат индустриални протоколи като PROFINET и EtherCAT. Например, PLC от серията Siemens S7-1200 може да управлява четири въртящи се турникета едновременно. Освен това има вградена функция за регулиране на PID, която може да накара двигателя да стартира и спира по-плавно.
Мотор за задвижване: За регулиране на позицията на вратата в затворен контур се използва серво мотор с енкодер. Например, моторът на тихия турникет с пълна- височина трябва да може да стартира при 100% натоварване и да има точност на позиция от 0,1 градуса, за да е сигурно, че работи добре при температури между -20 градуса и 60 градуса.
Група сензори: Сензорите за инфрачервено излъчване трябва да издържат на смущения от слънчева светлина (например с дължина на вълната 940 nm), сензорите за човешкото тяло трябва да откриват движение на хора в обхват от 5- метра, а сензорите против прищипване трябва да имат време за реакция под 50 милисекунди.
Алгоритъм за софтуер: от правила към данни
Контрол на логиката на трафика: Използвайте техниката на крайната машина (FSM), за да изградите правила за преход на състоянието на вратата и обяснете петте изисквания за прехода на състоянието „изключение за нулиране на преминаване на разрешение в режим на готовност“. Например, ако системата забележи забавяне на поведението, тя принуждава портата да премине от състояние „преминаване“ към „ненормално“ състояние и го заключва.
Модел за прогнозиране на трафика: Ние използваме невронна мрежа LSTM, за да разгледаме минали данни за трафика, да познаем колко натоварен ще бъде всеки канал през следващите 15 минути и да направим възможно динамичното планиране. Измерването-в реалния живот на химически завод показва, че моделът може да предвиди с 92% точност и да промени стратегията за отваряне и затваряне на вратата 10 минути по-рано.
Управление на изправността на вашето оборудване: Направете индекс на изправност на оборудването (EHI), като използвате неща като ток на двигателя и честота на вибрации. Когато EHI падне под определено ниво, започнете превантивна поддръжка. Например, тази функция помогна на определен затворнически турникет да намали броя на повредите на оборудването си от три пъти месечно на половин път.
Протокол за комуникация: намиране на правилния баланс между ниска латентност и висока честотна лента
Комуникация в зоната: Протоколът Modbus TCP се използва за изпращане и получаване на данни между PLC, сензори и задвижващи двигатели. Неговата честотна лента от 100 Mbps е достатъчно бърза за-прехвърляне на данни в реално време от много сензори.
Комуникацията между централната платформа и локалния PLC се осъществява чрез протокола OPC UA, който работи на няколко платформи. Неговият защитен метод на предаване може да предпази данните от изтичане. Ако имате много шлюзови клъстери (повече от 100 единици), можете да използвате протокола MQTT, за да създадете лека комуникационна система, която не натоварва твърде много мрежата.
4. Случай на приложение: Тестване от теория към практика
Например голямо химическо съоръжение имаше осем входа и изхода, всеки със собствен турникет. Това доведе до проблеми, включително разпръснато администриране на разрешителни и ниска ефективност на трафика. С помощта на много-канална централизирана система за управление могат да бъдат направени следните подобрения:

По-добра ефективност: Скоростта на трафика се е увеличила от 25 души в минута на 45 души в минута, а времето за чакане на опашката по време на сутрешния час пик е намаляло с 60%.
Спестяване на разходи за управление: Броят на охранителите е намалял от 12 на 4, а честотата на поддръжка на оборудването е намаляла с 50%.
Подобрена сигурност: Точността на засичане на задната врата вече е 99,8% и вече няма незаконни прониквания.