东土联手飞腾 打造中国首个5G云化PLC智能皮带纠偏系统

在钢铁冶炼环节，原料大多采用皮带传输的方式从料仓传送至生产车间。传统的皮带传输的方式存在诸多弊端，比如：原料传输路径长达几百米到几公里，物料分布不均匀及震动，易造成皮带跑偏、破损，带来物料泄漏等问题；皮带传输过程需专职人员进行24小时巡逻检查，员工工作强度大，易产生漏检现象；员工工作环境恶劣，对轮值工人的健康产生不利影响等。

针对皮带传输中面临的种种问题，东土联合飞腾公司，发挥东土在边缘控制、操作系统及工业软件领域的深厚经验，借助飞腾处理器高性能、低功耗的优势，共同打造以“ 5G+视觉检测+云化PLC控制”的智能皮带纠偏系统，方案引入边缘计算系统部署架构，实现本地流量卸载，提供超低时延的实时控制应用，并利用皮带传输自动纠偏技术，提高物料传输效率，实现无人值守、自动纠偏、物料自动识别等功能，为大型钢铁制造企业提供完整的智能化改造方案。

方案概述：

方案基于软件定义控制的理念，实现5G通信技术、机器视觉检测、运动控制与大数据分析的融合。

1、在工厂内部建立飞腾5G专网，5G专网具备大带宽、低时延、大连接、快速部署、管理运维等特点，为皮带自动纠偏控制提供网络基础。检测设备、工业相机、远程IO、伺服电机等通过5G网关接入网络，实现控制器、传感器和执行部件之间的互联互通。

2、在5G网络环境下，边缘通用控制器以飞腾CPU FT-2000/4和Intewell工业级网络操作系统为核心，整合PLC实时控制、视觉算法和SCADA等功能，实现非实时系统与实时系统融合运行。其中，非实时系统运行视觉算法和SCADA软件，实时系统实现逻辑控制和运动控制。非实时系统和实时系统通过共享内存进行数据通信，确保系统间数据通讯的实时性和稳定性，实现物料识别和皮带自动纠偏控制。

在现场层，东土边缘通用控制器发挥网络高带宽、低延时、高可靠、方便部署等特点，实现5G边缘控制器与皮带传送机的稳定通信。

在边缘计算层，通过边缘控制器，实现一台设备代替多个PLC，同时将PLC控制与和视觉采集功能融合于同一平台。

在应用层，视觉图像处理和PLC控制系统之间通过MODBUS /TCP或者共享内存接口直接通信，与之前PLC和计算机网络通信相比，基于软件之间的通信可有效确保数据通信实时性和稳定性，满足自动化控制与图像处理的需求。

3、根据现场运输皮带的传输状态，边缘通用控制器的实时系统执行控制指令，现场工业相机进行图片拍摄，通过5G网络传输到边缘控制器，进行视觉检测软件的物料识别，视觉软件检测结果反馈给PLC控制进行实时联动，调整纠偏参数，控制现场伺服电机动作，实现皮带自动纠偏。

方案亮点：

云化控制：引入边缘计算的系统架构，将Intewell工业操作系统、软件定义控制的视觉算法、运动控制整合到MEC平台，将传统工业控制硬件云化为5G MEC边缘云软件系统。

集中控制：优化并整合皮带纠偏环节的控制系统，实现远程集中控制，让操作人员可以在更安全、更舒适的集中控制室完成生产任务，让企业能在更大范围内实现总部、基地之间的生产调度和优化。

精准控制：基于Intewell工业操作系统的高实时性，满足对时间抖动的严苛需要，可实时调整纠偏参数，实现原料传输皮带精准控制。

自主可控：整体方案从硬件到软件全部100%国产化。

方案价值：

利用视觉检测设备代替人工识别物料，实时调整纠偏参数，精确度高、实时性好、响应快，人工成本可减少50%。

基于5G网络的数据传输，使系统布线及维护更加便捷，施工工作量可减少40%。

边缘通用控制器一机多用，融合视觉、控制、通讯技术，综合成本更优，控制系统硬件成本可节约30%。

主要产品：

1、Intewell工业级网络操作系统

Intewell面向工业互联网领域打造，是基于微内核架构、支持虚拟化的国产操作系统，它支持多业务及多工业协议融合，可兼容多种应用生态，提供灵活易用的开发工具支持。基于微内核架构，Intewell可提供虚拟化管理，支持非实时和实时运行环境，实现云端互联，为多个行业、不同场景需求的工业应用提供安全可靠的统一基础运行平台。

2022年1月，Intewell工业级网络操作系统通过了全球功能安全领域开创者——TÜV南德意志集团的最高安全完整性等级的功能安全认证，是国内第一个在工业控制、轨道交通、汽车电子三个重要行业获得TÜV南德功能安全认证的操作系统品牌。

020年6月，Intewell通过了国内权威测评机构——工信部电子五所严格的功能、性能测试及源代码自主率扫描测试。在源代码自主率扫描测试方面，Intewell内核及部分关键模块源码私有代码率达100%；在性能测试方面， Intewell实时虚拟机延迟时间、中断响应时间、任务切换时间等关键性能指标均达到行业先进水平。

2、NewPre边缘通用控制器

NewPre系列边缘通用控制器产品，以软件定义为核心理念，基于统一开放灵活的平台架构，面向多种工业应用场景，实现从IT到OT的纵向打通、 IT系统之间的横向协同，实现从OT到IT的数据驱动。NewPre可实现一台设备代替多个PLC/DCS，同时兼具协议网关能力，可直接传输数据到云端，再由云端进行数据分析与处理。

在东土基于软件定义控制的工业互联网解决方案中，NewPre预装东土自主研发的Intewell高实时操作系统及控制编程开发平台MaVIEW，可支持多业务融合的使用方式，实现人工智能、机器视觉、大数据、人机监控等非实时业务与运动控制、PLC控制等实时控制业务融合。

3、MaVIEW工业编程软件

MaVIEW是由东土完全自主研发的，面向工业互联网背景下多业务融合的需要。除了支持控制器常规的IEC61131-3编程开发，还支持多业务融合的使用方式，支持人工智能、机器视觉、大数据等业务与实时控制业务融合，适应工业互联网的需要。

MaVIEW是支持软件定义的控制系统基础软件，提供了高实时虚拟化手段，可集成实时、非实时等多种业务，支持PLC控制、高速运动控制、机器视觉、人机交互、数据库、边缘计算、协议网关等业务。它提供软件配置手段，可为一个硬件平台上的不同业务分配硬件资源。MaVIEW支持多种通信，支持不同业务之间通过常规以太网、总线通信，支持Intewell操作系统的内部虚拟数据总线交互数据，为不同业务之间的高速数据交互提供基础，将多种业务融合到了一个硬件平台上，无需借助外部通信介质。