Hvordan sentralstyre flere turnstile-kanaler?

1. Systemarkitektur: Et lagdelt, distribuert design sørger for at systemet er pålitelig.
Det sentraliserte kontrollsystemet for multi-kanals turnstiles er basert på en "sentralisert administrasjon desentralisert kontroll"-design. Den har tre lag: det lokale kontrolllaget, nettverkskommunikasjonslaget og det sentrale administrasjonslaget. Hvert lag fungerer for seg selv og er redundant med de andre, slik at systemet kan fortsette å fungere selv om en del svikter.
Lag med lokal kontroll
En uavhengig lokal kontrollenhet (LCU) er bygget inne i hver roterende portkanal. Denne enheten inkluderer en PLS-kontroller, drivmotor, koder, sensorgruppe (infrarød stråling, menneskekroppsinduksjon, anti-klemmesensor) og en elektromagnetisk låsemekanisme. For eksempel, i et fengselsmiljø, må 90-graders vendekors i full-høyde være i stand til å kontrollere vinkelen veldig nøyaktig ved å bruke en 15-graders anti-reverseringsmekanisme og skrallestruktur. Ved å bruke Modbus TCP-protokollen sender den lokale PLS-en sanntidsinformasjon om svingkorkens posisjon, passasjestatus og motorstrøm til det sentrale styringslaget.
Lag for nettverkskommunikasjon
For å bygge et redundant ringnettverk er hver lokal kontrollenhet koblet til to separate fiberoptiske lenker med doble nettverkskort. Dette sikrer at data kan sendes i sanntid og at forstyrrelser unngås. Edge computing gatewayer kan brukes til å forhåndsbehandle data og konvertere protokoller lokalt i en distribuert gate-klynge (som når portene er i forskjellige bygninger) for å lette belastningen på den sentrale serveren. For eksempel bruker Gezhouba Ship Locks sentraliserte kontrollsystem en tre-nettverksarkitektur (lokalt lag, underkontrolllag og sentralt lag) for å håndtere tre skipslåser samtidig, med en kommunikasjonsforsinkelse på mindre enn 50 ms.
Ledelse fra senteret
Den sentrale administrasjonsplattformen kjører på servere eller i skyen og kobler sammen HMI-berøringsskjermer, databaseservere og alarmhåndteringsmoduler. Ved å bruke OPC UA-protokollen og lokal PLS-tilkobling kan du se tilstanden til porten, gi ut rettigheter i grupper, lagre trafikklogger og få varsler når noe går galt. For eksempel, på en togstasjon med en enkelt-kanals roterende svingkors i full-høyde, kan den sentrale plattformen vise posisjonen til hver kanals port, antall personer som går gjennom og temperaturen på utstyret i sanntid. Den kan også avgi alarmer og låse svingkorset når det oppdages etterfølgende atferd.
2. Hovedfunksjon: Fra én kontroll til smart samarbeid
Et sentralisert multi-system er nyttig fordi det går utover problemene som følger med å administrere en enkelt enhet. Det lar portgrupper jobbe sammen og ta smarte avgjørelser. Dens hovedfunksjoner er:

Administrere tillatelser i grupper
Støtt batchtildeling av tilgangsrettigheter etter rolle, tidsperiode og kanalgruppe for å unngå å måtte konfigurere hver enhet separat, noe som er bortkastet tid. For eksempel, på en kjemikaliefabrikk, kan systemet automatisk gi ansatte på forskjellige skift rett kanaltilgangstillatelser og sende dem en SMS-påminnelse om å fornye tillatelsene før de går tom. AES-256-kryptering brukes for å beskytte tillatelsesdataene fra å bli endret uten tillatelse.
Planlegge trafikk dynamisk
Ved å bruke infrarøde sensorer og sensorer på menneskekroppen holder systemet styr på trykket i sanntid. Den sentrale plattformen bruker deretter algoritmer for å endre tilstanden til portåpningen og -lukkingen. For eksempel, i løpet av morgenrushet, kan systemet automatisk åpne flere kanaler og fremskynde tiden det tar å tilbakestille porten (fra 3 sekunder til 1 sekund), noe som øker trafikkflyten fra 30 personer per minutt til 50 personer per minutt.
Et system med alarmer på flere nivåer
Systemet har en innebygd-selv-funksjon som kan finne mer enn 20 typer problemer, inkludert motoroverbelastning, unormal koder og kommunikasjonsavbrudd. Den kan også gi varslingsinformasjon via WeChat, e-post og SMS. For eksempel, hvis fengselsporten brytes voldsomt, setter systemet ikke bare ut lyd- og lysalarmer i området, men det låser også nærliggende kanaler og sender videosnapshots til sikkerhetsterminalen.
Optimalisering basert på data
Den sentrale plattformen holder styr på hver ports trafikklogger (inkludert tid, retning og type tillatelse) og bruker stordataanalyse for å lage trafikkvarmekart og utstyrshelserapporter. For eksempel så et militært ledelsesområde på trafikkstatistikk i tre måneder og la merke til at Kanal 2s trafikkmengde gikk opp mye i lunsjpausen. Så kanalportens tilbakestillingstid ble endret for å redusere trafikken med 40 %.
3. Hvordan sette det ut i livet: Bygge et intelligent miljø sammen med programvare og maskinvare
Et sentralisert multi-system krever mye samarbeid mellom valg av maskinvare, programvarealgoritmer og kommunikasjonsprotokoller for å fungere. Her er de viktigste tekniske punktene:

Velge maskinvare: Både høy pålitelighet og kompatibilitet er ganske avgjørende.
PLS-kontroller: For å sikre at lokale sensorer og drivmotorer fungerer sammen uten problemer, velg modeller som støtter industrielle protokoller som PROFINET og EtherCAT. For eksempel kan Siemens S7-1200-seriens PLS håndtere fire roterende svingkorker samtidig. Den har også en innebygd PID-justeringsfunksjon som kan gjøre at motoren starter og stopper jevnere.
Motor for kjøring: For å regulere portposisjonen i en lukket sløyfe, benyttes en servomotor med enkoder. For eksempel må motoren i full-høyde stille svingkors kunne starte med 100 % belastning og ha en posisjonspresisjon på 0,1 grad for å sikre at den fungerer bra i temperaturer mellom -20 grader og 60 grader.
Gruppe av sensorer: Infrarøde strålingssensorer må tåle sollysinterferens (for eksempel med en 940nm bølgelengde), menneskekroppssensorer må oppdage menneskelig bevegelse innenfor en rekkevidde på 5-meter, og anti-klemmesensorer må ha en responstid på under 50 millisekunder.
Algoritme for programvare: Fra regler til data
Kontroll av trafikklogikk: Bruk finite state machine-teknikken (FSM) for å bygge gate-tilstandsovergangsregler, og forklar de fem kravene for tilstandsovergangen "standby-autorisasjonspass reset-unntak". For eksempel, hvis systemet ser etterslepende oppførsel, tvinger det porten til å hoppe fra "pass"-tilstanden til den "unormale" og låser den.
Modell for å forutsi trafikk: Vi bruker et LSTM nevralt nettverk for å se på tidligere trafikkdata, gjette hvor opptatt hver kanal vil være i løpet av de neste 15 minuttene, og gjøre dynamisk planlegging mulig. Den virkelige-målingen av et kjemisk anlegg indikerer at modellen kan forutse med 92 % nøyaktighet og endre strategien for å åpne og lukke porten 10 minutter før tiden.
Administrere helsen til utstyret ditt: Lag en Equipment Health Index (EHI) ved å bruke ting som motorstrøm og vibrasjonsfrekvens. Når EHI faller under et visst nivå, start forebyggende vedlikehold. For eksempel hjalp denne funksjonen en viss fengselsturstileflåte med å kutte antall ganger utstyret deres gikk i stykker fra tre ganger i måneden til en halv gang.
Protokoll for kommunikasjon: Finne den rette balansen mellom lav ventetid og høy båndbredde
Kommunikasjon i området: Modbus TCP-protokollen brukes til å sende og motta data mellom PLSer, sensorer og drivmotorer. Båndbredden på 100 Mbps er rask nok for sanntids-dataoverføring fra mange sensorer.
Kommunikasjon mellom den sentrale plattformen og den lokale PLS-en skjer gjennom OPC UA-protokollen, som fungerer på flere plattformer. Den sikre overføringsmetoden kan forhindre at data lekker. Hvis du har mange gateway-klynger (mer enn 100 enheter), kan du bruke MQTT-protokollen til å lage et lett kommunikasjonssystem som ikke legger for mye belastning på nettverket.
4. Søknadssak: Testing fra teori til praksis
For eksempel hadde et stort kjemisk anlegg åtte innganger og utganger, hver med sin egen turnstile. Dette forårsaket problemer inkludert spredt tillatelsesadministrasjon og lav trafikkeffektivitet. Ved å bruke et sentralisert multi-system kan følgende forbedringer gjøres:

Bedre effektivitet: Trafikkhastigheten har gått opp fra 25 personer per minutt til 45 personer per minutt, og ventetiden i kø i morgenrushet har gått ned med 60 %.
Ledelseskostnadsbesparelser: Antall vektere har gått ned fra 12 til 4, og hyppigheten av vedlikehold av utstyr har gått ned med 50 %.
Forbedret sikkerhet: Nøyaktigheten av bakluke-deteksjon er nå 99,8 %, og det er ikke flere ulovlige inntrengninger.