5G-数控机床数据采集解决方案 V1.0

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需求背景

数控机床作为精密加工制造业中最重要的设备,在生产管理过程中,机床往往是车间的“信息孤岛”,设备通讯接口封闭、加工程序不能集中高效管理,生产管理者无法及时了解设备运行状态信息、无法准确记录刀具及加工过程信息、无法及时获取生产汇总信息。这也导致了生产效率低、换线部署周期长、设备维保不及时、设备运转效率低等一系列问题。

为此,四信提供基于边缘计算网关的数控机床数据采集解决方案,通过F4932工业计算机与机床数控系统实时通讯,并通过边缘程序对数据进行计算处理,实现设备数据与生产数据关联、实现生产全流程有效监控,发现生产过程瓶颈、提高生产效率、提升管理决策效率、降低生产成本,提升企业核心竞争力。

 

组网方案

1、应用场景

该方案通过在四信F4932工业计算机上跑应用程序,通过网线与现场数控机床等生产设备联网,构建一个车间生产现场综合数据交换平台,采集数据机床等设备的数据。F4932系列工控机再通过5G网络将数据上传云端,云平台对各种数据进行协议转换、解析和存储,企业用户通过平台API接口接入获取实时数据,通过大屏进行展示。在企业后台PC端上可以实时监控和远程控制现场生产设备。后台也可以接收到云端的报警推送和获取相关数据报表信息。

2、组网拓扑

 

 

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3、实现原理

1)F4932-R2H-5G四信工控机采用 ARM 架构的高性能处理器,为集成瑞芯微 Core Cortex-A72+A53 架构的处理器 RK3399;并结合 Debian 操作系统,为强调性能的应用场景带来高性价比的解决方案;

2)工控机内运行边缘计算程序,支持包括机床接入管理、协议转化、数据采集、边缘计算、机床刀具信息预警等功能;数据采集通过网口与机床相连接,具体采集参数如拓扑图所示;

3)工控机支持5G无线传输,该方案中采用5G SA专网,连接到工业物联网平台;大带宽、低时延的特点使设备与平台之间的数据交互更加高效可靠。

 

     

产品选型

 

F4932-R2H-5G工业计算机
  • 操作平台:Rockchip RK3399 ARM  2.0G Hz 六核处理器
  • 操作系统:debian9/Android 7.1
  • 通信方式:支持运营商5G SA/NSA网络,支持IPV4/ IPV6
  • 供电方式:宽电源输入(DC 9~24V DC / 1.5A)
  • 接口丰富:支持USB红外触摸屏、支持USB摄像头,支持 HDMI、1个以太网口、支持 WIFI、3路 RS232/RS485、支持 Micro SD 外部扩展接口、支持 OTG 接口
  • 防护功能: 具备欠压、过压、过流、反接、短路、浪涌等保护功能,采用金属外壳IP,散热好,抗撞击;工业级防掉线机制;

 

 

成功案例

 

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