Ako centrálne ovládať viacero turniketových kanálov?

1. Architektúra systému: Vrstvený, distribuovaný dizajn zaisťuje spoľahlivosť systému.
Centralizovaný riadiaci systém pre viac{0}}kanálové turnikety je založený na dizajne „centralizovaného riadenia decentralizovaného riadenia“. Má tri vrstvy: vrstvu lokálneho riadenia, vrstvu sieťovej komunikácie a vrstvu centrálneho riadenia. Každá vrstva funguje samostatne a je redundantná s ostatnými, takže systém môže pokračovať v práci, aj keď jedna časť zlyhá.
Vrstva lokálnej kontroly
Vo vnútri každého kanála rotačnej brány je zabudovaná nezávislá lokálna riadiaca jednotka (LCU). Táto jednotka obsahuje ovládač PLC, hnací motor, kódovač, skupinu senzorov (infračervené žiarenie, indukcia ľudského tela, senzor proti privretiu) a elektromagnetický uzamykací mechanizmus. Napríklad vo väzenskom prostredí musí byť turniket s 90-plnou{6}}výškou{6}} schopný veľmi presne ovládať uhol pomocou 15-stupňového mechanizmu proti spätnému chodu a račne. Lokálne PLC pomocou protokolu Modbus TCP odosiela v reálnom čase informácie o polohe turniketu, stave priechodu a prúde motora do vrstvy centrálneho riadenia.
Vrstva pre sieťovú komunikáciu
Na vybudovanie redundantnej kruhovej siete je každá lokálna riadiaca jednotka pripojená k dvom samostatným optickým linkám pomocou duálnych sieťových kariet. To zaisťuje, že údaje možno odosielať v reálnom čase a že sa zabráni rušeniu. Výpočtové brány Edge možno použiť na predspracovanie údajov a lokálnu konverziu protokolov v distribuovanom klastri brán (ako keď sú brány v rôznych budovách), aby sa znížila záťaž na centrálny server. Napríklad centralizovaný riadiaci systém Gezhouba Ship Lock používa trojvrstvovú sieťovú architektúru (lokálnu vrstvu, podriadenú vrstvu a centrálnu vrstvu) na obsluhu troch plavebných komôr súčasne, s komunikačným oneskorením menej ako 50 ms.
Riadenie z centra
Platforma centrálnej správy beží na serveroch alebo v cloude a spája dotykové obrazovky HMI, databázové servery a moduly správy alarmov. Pomocou protokolu OPC UA a lokálneho pripojenia PLC môžete vidieť stav brány, udeľovať práva v dávkach, ukladať dopravné záznamy a dostávať upozornenia, keď sa niečo pokazí. Napríklad na železničnej stanici s otočným turniketom s jedným -plným kanálom{3}} môže centrálna platforma v reálnom čase zobrazovať polohu brány každého kanála, počet ľudí, ktorí prechádzajú, a teplotu zariadenia. Môže tiež spustiť alarm a uzamknúť turniket, keď sa zistí správanie vleku.
2. Hlavná funkcia: Od jedného ovládania po inteligentnú spoluprácu
Viac{0}}kanálový centralizovaný riadiaci systém je užitočný, pretože prekonáva problémy, ktoré prináša správa jedného zariadenia. Umožňuje skupinám brán spolupracovať a robiť inteligentné rozhodnutia. Jeho hlavné funkcie sú:

Správa povolení v dávkach
Podporujte dávkové udeľovanie prístupových práv podľa roly, časového obdobia a skupiny kanálov, aby ste predišli nutnosti nastavovať každé zariadenie samostatne, čo je strata času. Napríklad v chemickej továrni môže systém automaticky poskytnúť zamestnancom na rôznych zmenách prístupové oprávnenia na správny kanál a poslať im SMS pripomienku, aby si obnovili svoje povolenia skôr, ako sa minú. Šifrovanie AES-256 sa používa na ochranu údajov povolení pred zmenou bez povolenia.
Dynamické plánovanie premávky
Pomocou infračervených senzorov a senzorov na ľudskom tele systém sleduje tlak v reálnom čase. Centrálna platforma potom pomocou algoritmov mení stav otvárania a zatvárania brány. Napríklad počas rannej špičky môže systém automaticky otvoriť viac kanálov a urýchliť čas potrebný na resetovanie brány (z 3 sekúnd na 1 sekundu), čo zvyšuje tok dopravy z 30 ľudí za minútu na 50 ľudí za minútu.
Systém alarmov na viacerých úrovniach
Systém obsahuje vstavanú{0}}funkciu samokontroly{1}}, ktorá dokáže nájsť viac ako 20 druhov problémov vrátane preťaženia motora, abnormality kódovača a prerušenia komunikácie. Môže tiež poskytovať výstražné informácie prostredníctvom WeChat, e-mailu a SMS. Napríklad, ak je brána väznice násilne rozbitá, systém nielenže spustí zvukové a svetelné poplachy v oblasti, ale tiež uzamkne blízke kanály a odošle videozábery do bezpečnostného terminálu.
Optimalizácia na základe údajov
Centrálna platforma sleduje dopravné denníky každej brány (vrátane času, smeru a typu povolenia) a využíva analýzu veľkých údajov na vytváranie máp o prevádzke a správ o stave zariadenia. Napríklad oblasť vojenského manažmentu sledovala štatistiky návštevnosti počas troch mesiacov a všimla si, že objem návštevnosti na Channel 2 sa počas obedňajšej prestávky výrazne zvýšil. Čas resetovania brány kanála sa teda zmenil, aby sa znížila návštevnosť o 40 %.
3. Ako to uviesť do praxe: Budovanie inteligentného prostredia spolu so softvérom a hardvérom
Viackanálový centralizovaný riadiaci systém potrebuje na fungovanie veľa spolupráce medzi výberom hardvéru, softvérových algoritmov a komunikačných protokolov. Tu sú najdôležitejšie technické body:

Výber hardvéru: Vysoká spoľahlivosť aj kompatibilita sú dosť dôležité.
Riadiaca jednotka PLC: Aby ste sa uistili, že miestne snímače a hnacie motory spolupracujú bez problémov, vyberte si modely, ktoré podporujú priemyselné protokoly ako PROFINET a EtherCAT. Napríklad PLC Siemens S7-série 1200 dokáže zvládnuť štyri otočné turnikety súčasne. Má tiež vstavanú funkciu nastavenia PID, vďaka ktorej je spustenie a zastavenie motora plynulejšie.
Motor pre pohon: Na reguláciu polohy brány v uzavretej slučke sa používa servomotor s enkodérom. Napríklad motor v tichom turnikete v plnej-výške sa musí dať spustiť pri 100 % zaťažení a musí mať presnosť polohy 0,1 stupňa, aby sa zaistilo, že bude dobre fungovať pri teplotách od -20 stupňov do 60 stupňov .
Skupina senzorov: Senzory infračerveného žiarenia musia odolať rušeniu slnečného žiarenia (napríklad s vlnovou dĺžkou 940 nm), senzory ľudského tela musia detekovať ľudský pohyb v rozsahu 5- metrov a senzory proti privretiu musia mať čas odozvy menej ako 50 milisekúnd.
Algoritmus pre softvér: Od pravidiel k údajom
Riadenie dopravnej logiky: Použite techniku ​​konečného automatu (FSM) na zostavenie pravidiel prechodu stavu brány a vysvetlite päť požiadaviek na prechod stavu „výnimky resetovania autorizácie v pohotovostnom režime“. Napríklad, ak systém zaznamená oneskorené správanie, prinúti bránu preskočiť zo stavu „prejde“ do „abnormálneho“ stavu a uzamkne ju.
Model na predpovedanie návštevnosti: Využívame neurónovú sieť LSTM na prezeranie údajov o premávke z minulosti, na odhadnutie, ako bude každý kanál zaneprázdnený v nasledujúcich 15 minútach, a na umožnenie dynamického plánovania. Skutočné-meranie chemickej továrne ukazuje, že model dokáže predvídať s presnosťou 92 % a zmeniť stratégiu otvárania a zatvárania brány 10 minút vopred.
Riadenie stavu vášho zariadenia: Vytvorte index zdravia zariadenia (EHI) pomocou vecí, ako je prúd motora a frekvencia vibrácií. Keď EHI klesne pod určitú úroveň, začnite preventívnu údržbu. Táto funkcia napríklad pomohla istej flotile väzenských turniketov znížiť počet porúch ich vybavenia z trikrát za mesiac na polovicu.
Protokol pre komunikáciu: Nájdenie správnej rovnováhy medzi nízkou latenciou a veľkou šírkou pásma
Komunikácia v oblasti: Protokol Modbus TCP sa používa na odosielanie a prijímanie údajov medzi PLC, snímačmi a hnacími motormi. Jeho šírka pásma 100 Mb/s je dostatočne rýchla na-prenos údajov v reálnom čase z mnohých senzorov.
Komunikácia medzi centrálnou platformou a lokálnym PLC prebieha prostredníctvom protokolu OPC UA, ktorý funguje na viacerých platformách. Jeho zabezpečená metóda prenosu môže zabrániť úniku údajov. Ak máte veľa klastrov brán (viac ako 100 jednotiek), môžete použiť protokol MQTT na vytvorenie ľahkého komunikačného systému, ktorý príliš nezaťažuje sieť.
4. Aplikačný prípad: Testovanie od teórie k praxi
Napríklad veľké chemické zariadenie malo osem vchodov a východov, každý s vlastným turniketom. Spôsobilo to problémy vrátane rozptýlenej správy povolení a nízkej efektivity dopravy. Pomocou viackanálového centralizovaného riadiaceho systému je možné vykonať nasledujúce vylepšenia:

Lepšia efektivita: Rýchlosť dopravy sa zvýšila z 25 osôb za minútu na 45 osôb za minútu a čas čakania v rade počas rannej špičky sa skrátil o 60 %.
Úspora nákladov na správu: Počet bezpečnostných strážcov sa znížil z 12 na 4 a frekvencia údržby zariadení sa znížila o 50 %.
Vylepšená bezpečnosť: Presnosť detekcie tailgatingu je teraz 99,8% a už neexistujú žiadne nezákonné prieniky.