项目简介
作为可独立发电的发电机组，其不仅是在停电时提供备用电力的重要设备，也是电网不普及之场域的主要供电来源。无论是备用发电机或常用发电机，其能否正常供电端赖是否确实做好维护保养。但传统的定期检查或故障叫修都有其不足之处，若能为重电设备导入设备连网功能即可透过实时的设备运作状况建构出更确实的动态预防保养策略，既大幅减少维修成本、也可延长设备的使用寿命。 然而，重电设备设计之初并未将网络联机功能纳入考虑，若要升级为连网设备并与云端平台整合，坊间提供的解决方案多半得加装许多额外的软件与硬件产品。此举会在导入时花费较多的时间来解决各种产品之间的兼容性问题，导入后也会因复杂的架构而增加系统维护与管理的困难度。 研华专为设备智连(Machine to Intelligence，M2I)而提供的软硬件平台(Solution Ready platform，SRP)是一套轻量型的设备连网解决方案，仅需一台工业通讯网关ECU-1152就能轻松地将发电机升级为连网设备，并能透过其内建的智能协议转换软件WebAccess/TagLink与云端平台无缝整合。简化了系统架构之外，也能加速完成设备远程管理系统之建置。
系统需求
中国某家新能源及电力系统解决方案厂商以创新技术让其丰富多样的产品受到国内外客户的肯定。其产品广泛应用于工业、能源、铁路、电信、航海、化工、矿山、水利、建筑、农业等领域，更是珠三角及华南地区最大的燃气发电机组与燃油发电机组的生产供货商。为了能更有效地管理售出与出租的自家产品，该公司计划导入可远程监测发电机状态的系统以便集中管理遍及多个省市的重电设备。同时也冀望透过长期追踪设备运行状态来安排保养或维修以减少非必要的人力出差成本。并从大数据分析中拟订出更妥善的维护保养策略以延长发电机组的寿命并缩短检修时设备的停机时间。 该公司决定先为租用数百台柴油发电机的一家畜牧集团导入新系统，并希望以选购现成可用的设备连网解决方案来加速完成系统建置。而其所需的方案除了要能接收前端柴油发电机控制器的数据并无缝地与上层的云端平台对接之外，还必须符合以下条件：
● 提供精简机构的硬件以方便安装在空间有限的机电柜内
● 支持宽温的硬件产品以因应畜牧农场户外户外环境应用的使用
● 提供串行埠来连接柴油发电机控制器与GPS模块
● 多种无线通信选项满足用户各种联机需求
● 支持可远程监控的MQTT通讯协议
● 针对无线网络断讯与装置异常等问题提供相应机制以确保数据正确性
系统概述
研华搭载智能协议转换软件WebAccess/TagLink的工业通讯网关ECU-1152是集数据采集、协议转换与无线通信于一身的E&E M2I SRP。透过ECU-1152的RS-485即可连接这家电力系统厂商的柴油发电机之特殊控制器，而内建的WebAccess/TagLink则会将所收集来的电压、电流、功率、水温、油压等20多种发电机数据转换成符合MQTT通讯协议之数据格式，再经由4G网络传送给第三方的云端平台。用户不用添购大量的软硬件产品、也不用复杂的编程，单靠一台智能无线网关即能实现发电机连网与远程监测。 ECU-1152是机构设计精简并具有强固特性的工业级通讯网关。因为采用了高性能、低功耗RISC-based处理器使其无需配置散热装置，因而让产品尺寸可以极为紧凑。使用者可透过导轨式(DIN rail)安装将其外挂于发电机的机电柜内，既不会占用太多空间、也方便系统建置与管理。而较宽的工作温度范围(-40°C～70°C)可在严苛的户外环境下维持高效稳定的运作性能。两个以太网络端口与四个RS-232/RS-485隔离式串行埠可供外部连结之用，而一个Mini-PCIe插槽还能让用户或系统整合厂商依据应用需求扩展无线通信模块。绝佳抗干扰能力则让ECU-1152非常适合新能源、电力和工厂等噪声较多的应用领域。 WebAccess/TagLink是一套从端到云(Edge-to-Cloud)的中间件。支持多种通讯协议(包括Modbus、DNP3、RESTful、MQTT与IEC 60870-5-104)让其可轻松地向下连接各种控制器与主流PLC，同时也能向上对接IT管理系统或云端平台。除了协议转换之外，此软件还提供了断线续传的功能。当系统出现通讯中断时，WebAccess/TagLink会先将数据暂存于ECU-1152的SD卡内，待恢复通讯后再主动上传，藉此保证重要数据不丢失。而其提供的侦错机制可于网络、Mini-PCIe通讯模块与网关发生异常时，以重新拨号、重启模块与重启系统等方式来排除问题。
结论
在迈入物联网时代的此时，设备连网是落实智能应用的先行方案，广泛应用于工厂、商业大楼、医院、卖场等场所的重电设备当然不能自外于这样的必然趋势。研华的E&E M2I是一套速成版的软硬整合解决方案。透过这台智能无线网关，使用者只需简单设定所需功能，即能在很短的时间内完成设备连网与远程管理。如此便捷的解决方案让这家新能源及电力系统解决方案厂商非常满意，并决定将该公司其他发电机组也导入研华内建WebAccess/TagLink的ECU-1152，藉此提升自家产品的附加价值。
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