Kā centralizēti vadīt vairākus turniketa kanālus?

1. Sistēmas arhitektūra: slāņveida, sadalīts dizains nodrošina sistēmas uzticamību.
Daudzkanālu turniketu centralizētā vadības sistēma ir balstīta uz "centralizētas pārvaldības decentralizētas vadības" dizainu. Tam ir trīs slāņi: lokālais vadības slānis, tīkla komunikācijas slānis un centrālās pārvaldības slānis. Katrs slānis darbojas atsevišķi un ir lieks kopā ar citiem, tāpēc sistēma var turpināt darboties pat tad, ja viena daļa neizdodas.
Vietējās kontroles slānis
Katrā rotējošo vārtu kanālā ir iebūvēts neatkarīgs lokālais vadības bloks (LCU). Šajā vienībā ir iekļauts PLC kontrolleris, piedziņas motors, kodētājs, sensoru grupa (infrasarkanais starojums, cilvēka ķermeņa indukcija, pret-saspiešanas sensors) un elektromagnētiskais bloķēšanas mehānisms. Piemēram, cietuma vidē 90-grādu pilna-augstuma turniketam ir jāspēj ļoti precīzi kontrolēt leņķi, izmantojot 15- grādu pretreversu mehānismu un sprūdrata struktūru. Izmantojot Modbus TCP protokolu, vietējais PLC nosūta centrālajam pārvaldības slānim reāllaika informāciju par turniketa pozīciju, caurbraukšanas statusu un motora strāvu.
Tīkla komunikācijas slānis
Lai izveidotu lieku zvana tīklu, katra vietējā vadības ierīce ir savienota ar divām atsevišķām optiskās šķiedras saitēm ar divām tīkla kartēm. Tas nodrošina, ka datus var nosūtīt reāllaikā un izvairīties no traucējumiem. Malu skaitļošanas vārtejas var izmantot, lai lokāli apstrādātu datus un konvertētu protokolus sadalītā vārtu klasterī (piemēram, ja vārti atrodas dažādās ēkās), lai mazinātu centrālā servera slodzi. Piemēram, Gezhouba Ship Lock centralizētā vadības sistēma izmanto trīs-slāņu tīkla arhitektūru (lokālais slānis, apakškontroles slānis un centrālais slānis), lai vienlaikus apstrādātu trīs kuģu slēdzenes ar sakaru aizkavi, kas ir mazāka par 50 ms.
Vadība no centra
Centrālā pārvaldības platforma darbojas serveros vai mākonī un savieno HMI skārienekrānus, datu bāzes serverus un trauksmes pārvaldības moduļus. Izmantojot OPC UA protokolu un vietējo PLC savienojumu, varat redzēt vārtu stāvokli, piešķirt tiesības pa partijām, saglabāt satiksmes žurnālus un saņemt brīdinājumus, ja kaut kas noiet greizi. Piemēram, dzelzceļa stacijā ar viena-kanāla pilna-augstuma rotācijas turniketu centrālā platforma var reāllaikā parādīt katra kanāla vārtu atrašanās vietu, cauri ejošo cilvēku skaitu un aprīkojuma temperatūru. Tas var arī atskanēt trauksmes signāliem un bloķēt turniketu, kad tiek konstatēta aizķeršanās.
2. Galvenā funkcija: no vienas vadības līdz gudrai sadarbībai
Daudz{0}}kanālu centralizēta vadības sistēma ir noderīga, jo tā pārsniedz problēmas, kas saistītas ar vienas ierīces pārvaldību. Tas ļauj vārtu grupām strādāt kopā un pieņemt gudrus lēmumus. Tās galvenās funkcijas ir:

Atļauju pārvaldība partijās
Atbalstiet piekļuves tiesību pakešu piešķiršanu pēc lomas, laika perioda un kanālu grupas, lai novērstu katras ierīces iestatīšanu atsevišķi, kas ir laika izšķiešana. Piemēram, ķīmiskajā rūpnīcā sistēma var automātiski nodrošināt darbiniekiem dažādās maiņās pareizā kanāla piekļuves atļaujas un nosūtīt viņiem SMS atgādinājumu par atļauju atjaunošanu, pirms tās beigušās. AES-256 šifrēšana tiek izmantota, lai aizsargātu atļauju datus no izmaiņām bez atļaujas.
Dinamiska satiksmes plānošana
Izmantojot infrasarkanos sensorus un sensorus uz cilvēka ķermeņa, sistēma reāllaikā seko spiedienam. Pēc tam centrālā platforma izmanto algoritmus, lai mainītu vārtu atvēršanas un aizvēršanas stāvokli. Piemēram, rīta sastrēgumstundā sistēma var automātiski atvērt vairāk kanālu un paātrināt laiku, kas nepieciešams vārtu atiestatīšanai (no 3 sekundēm līdz 1 sekundei), kas palielina satiksmes plūsmu no 30 cilvēkiem minūtē līdz 50 cilvēkiem minūtē.
Vairāku līmeņu trauksmes sistēma
Sistēmā ir iebūvēta-pašpārbaudes-funkcija, kas var atrast vairāk nekā 20 problēmu veidus, tostarp motora pārslodzi, kodētāja anomālijas un sakaru traucējumus. Tas var arī sniegt brīdinājuma informāciju, izmantojot WeChat, e-pastu un SMS. Piemēram, ja vardarbīgi tiek uzlauzti cietuma vārti, sistēma ne tikai iedarbina zonā skaņas un gaismas signalizāciju, bet arī bloķē tuvumā esošos kanālus un nosūta video momentuzņēmumus uz apsardzes termināli.
Optimizācija, pamatojoties uz datiem
Centrālā platforma seko katra vārtu satiksmes žurnāliem (ieskaitot laiku, virzienu un atļaujas veidu) un izmanto lielo datu analīzi, lai izveidotu satiksmes siltuma kartes un aprīkojuma stāvokļa ziņojumus. Piemēram, militārās pārvaldības apgabals trīs mēnešus aplūkoja satiksmes statistiku un pamanīja, ka kanāla 2 satiksmes apjoms pusdienu pārtraukumā ievērojami palielinājās. Tātad kanāla vārtu atiestatīšanas laiks tika mainīts, lai samazinātu trafiku par 40%.
3. Kā to īstenot praksē: Inteliģentas vides veidošana kopā ar programmatūru un aparatūru
Vairāku{0}}kanālu centralizētai vadības sistēmai ir nepieciešama liela sadarbība starp aparatūras, programmatūras algoritmu un sakaru protokolu izvēli. Šeit ir norādīti vissvarīgākie tehniskie punkti:

Aparatūras izvēle: gan augsta uzticamība, gan saderība ir ļoti svarīgas.
PLC kontrolleris: lai nodrošinātu, ka vietējie sensori un piedziņas motori darbojas kopā bez problēmām, izvēlieties modeļus, kas atbalsta industriālos protokolus, piemēram, PROFINET un EtherCAT. Piemēram, Siemens S7-1200. sērijas PLC spēj vienlaikus apstrādāt četrus rotējošus turniketus. Tam ir arī iebūvēta PID regulēšanas funkcija, kas var padarīt motoru iedarbināt un apturēt vienmērīgāk.
Motors braukšanai: Lai regulētu vārtu stāvokli slēgtā kontūrā, tiek izmantots servomotors ar kodētāju. Piemēram, motoram pilnā-augstuma klusajā turniketā ir jāspēj iedarbināties ar 100% slodzi un tā pozīcijas precizitātei jābūt 0,1 grādam, lai pārliecinātos, ka tas labi darbojas temperatūrā no -20 grādi līdz 60 grādi.
Sensoru grupa: infrasarkanā starojuma sensoriem ir jāiztur saules gaismas traucējumi (piemēram, ar viļņa garumu 940 nm), cilvēka ķermeņa sensoriem ir jāfiksē cilvēka kustība 5 - metru diapazonā, un sensoru, kas novērš saspiešanu, reakcijas laikam ir jābūt mazākam par 50 milisekundēm.
Programmatūras algoritms: no noteikumiem līdz datiem
Satiksmes loģikas kontrole: izmantojiet ierobežotā stāvokļa mašīnas (FSM) paņēmienu, lai izveidotu vārtu stāvokļa pārejas noteikumus, un izskaidrojiet piecas prasības "gaidstāves autorizācijas caurlaides atiestatīšanas izņēmumam" stāvokļa pārejai. Piemēram, ja sistēma redz atpaliekošu uzvedību, tā liek vārtiem pāriet no stāvokļa "pāriet" uz "nenormālu" un tos bloķē.
Trafika prognozēšanas modelis: mēs izmantojam LSTM neironu tīklu, lai aplūkotu pagātnes trafika datus, uzminētu, cik noslogots katrs kanāls būs nākamajās 15 minūtēs, un padarītu iespējamu dinamisku plānošanu. Reālie ķīmiskās rūpnīcas mērījumi liecina, ka modelis var paredzēt ar 92% precizitāti un mainīt stratēģiju vārtu atvēršanai un aizvēršanai 10 minūtes pirms laika.
Iekārtas veselības pārvaldība: izveidojiet aprīkojuma veselības indeksu (EHI), izmantojot tādas lietas kā motora strāva un vibrācijas frekvence. Kad EHI nokrītas zem noteikta līmeņa, sāciet profilaktisko apkopi. Piemēram, šī funkcija palīdzēja noteiktai cietuma turniketu flotei samazināt aprīkojuma bojājumu skaitu no trīs reizēm mēnesī līdz pusei laika.
Saziņas protokols: pareizā līdzsvara atrašana starp zemu latentumu un lielu joslas platumu
Komunikācija apgabalā: Modbus TCP protokols tiek izmantots, lai nosūtītu un saņemtu datus starp PLC, sensoriem un piedziņas motoriem. Tā 100 Mb/s joslas platums ir pietiekami ātrs, lai reāllaikā{2}}pārsūtītu datus no daudziem sensoriem.
Saziņa starp centrālo platformu un vietējo PLC tiek veikta, izmantojot OPC UA protokolu, kas darbojas vairākās platformās. Tā drošā pārraides metode var novērst datu noplūdi. Ja jums ir daudz vārtejas kopu (vairāk nekā 100 vienības), varat izmantot MQTT protokolu, lai izveidotu vieglu sakaru sistēmu, kas nerada pārāk lielu slodzi tīklam.
4. Pielietojuma gadījums: testēšana no teorijas līdz praksei
Piemēram, lielai ķīmiskajai rūpnīcai bija astoņas ieejas un izejas, katrai no tām bija savs turnikets. Tas radīja problēmas, tostarp izkliedētu atļauju administrēšanu un zemu satiksmes efektivitāti. Izmantojot vairāku-kanālu centralizētu vadības sistēmu, var veikt šādus uzlabojumus:

Labāka efektivitāte: satiksmes ātrums ir pieaudzis no 25 cilvēkiem minūtē līdz 45 cilvēkiem minūtē, un gaidīšanas laiks rindā rīta sastrēgumstundā ir samazinājies par 60%.
Pārvaldības izmaksu ietaupījums: Apsardzes darbinieku skaits ir samazinājies no 12 līdz 4, un iekārtu apkopes biežums ir samazinājies par 50%.
Uzlabota drošība: bagāžas nodalījuma durvju noteikšanas precizitāte tagad ir 99,8%, un vairs nav nelikumīgu ielaušanās gadījumu.