PlantPulse 平台
概述
PlantPulse 是一个工业物联网(IIoT)和数据运维(DataOps)平台，在统一平台中整合运营制造现场数据的全生命周期，从数据采集、存储、实时处理、分析到可视化。
从工厂设备生成的传感器数据以每秒数万条的规模实时采集，通过高性能消息管道进行分发，自动连接时序存储、复合事件处理(CEP)、分布式分析等功能。运营人员可在基于网页的管理控制台中立即使用仪表板、连接状态、边缘网关、设备、报警、生产管理(MES)等功能，开发人员可通过V5 REST API与外部系统自由集成。
7个功能域、24个以上的微服务以单一安装包形式提供，无需额外集成工作，安装即可运行完整数据管道。
平台优势
一体化集成架构
无需分别安装多个产品并进行集成，数据采集 → 消息传递 → 存储 → 处理 → 分析 → 可视化的完整管道以单一包形式提供。经过验证的企业级引擎预先集成，仅需安装即可立即构建工业级数据基础设施。
企业级实时处理性能
| 指标 | 性能 |
|---|---|
| 消息吞吐量 | 40,000条/秒（36线程并行处理） |
| CEP事件处理 | 500,000事件/秒（内存型CEP引擎） |
| 数据采集协议 | OPC-DA/UA、Modbus、PLC、MQTT、REST、DB、CSV等10种以上 |
| REST API | 150个以上端点，支持实时Push API |
工业标准兼容及可扩展性
- 基于ISA-95国际标准的物理/逻辑资产建模，系统地管理设备资产
- 横向扩展架构 — 通过添加集群节点实现存储容量无限扩展
- 原生支持OPC-UA标准协议，与全球工业设备无缝对接
10年现场经验的自动诊断引擎
基于10年制造现场运维经验构建的自动诊断引擎可提前感知设备异常征兆。结合基于机器学习的趋势预测，能在故障发生前采取预防措施。
安全性和可靠性
- TLS加密 — 全程协议和数据加密
- RBAC — 基于角色的访问控制，细粒度管理用户权限
- XSS/CSRF防护、API令牌认证等网络安全标准应用
- 故障隔离 — 服务独立端口配置，单个服务故障不影响整个系统
实施效果
采用PlantPulse可为工厂运营带来如下实质性效益。
提升设备可用率
实时监测和自动诊断引擎可提前发现设备异常征兆，最小化非计划停机时间。基于数据制定预防维护计划，在设备停机前完成预防措施。
改进生产品质
CEP引擎实时感知工艺变量的微细变化，即时预警影响品质的异常模式。无需等待不良品产生后再处理，可在不良品发生前主动调整工艺。
降低能源成本
实时追踪各设备能源消耗，通过EMS(能源管理系统)分析识别能源浪费区间。可直接用于削峰填谷、改善低效设备运行模式等能源成本优化。
数据驱动决策
过去依赖现场经验和感觉的决策，现在可基于累积数据和分析结果进行客观、快速的决策。通过仪表板和报告，从管理层到现场工作人员可基于相同数据进行沟通。
降低运营成本
用一个统一平台处理数据采集、监测、分析、报告，消除分别采购和管理多个解决方案的成本。系统集成(SI)成本和维护复杂性大幅降低。
主要功能
数据采集和连接
| 功能 | 说明 |
|---|---|
| 工业协议采集 | 支持OPC-DA/UA、Modbus、PLC、MQTT、REST、Database、CSV等10种以上协议 |
| 高性能管道 | 36线程并行异步处理，稳定处理每秒40,000条消息 |
| 数据共享(触发器) | 通过实时消息传递、DB触发器与ERP/MES等外部系统集成 |
存储和分析
| 功能 | 说明 |
|---|---|
| 时序存储 | 基于大容量时序数据库的数据管理，支持横向扩展无限扩容 |
| 复合事件处理(CEP) | 内存型CEP引擎每秒处理500,000个事件，实时检测模式 |
| 分布式分析 | 大数据分布式分析引擎、通过SQL网关支持交互式查询 |
| 机器学习分析 | 利用高性能机器学习引擎进行趋势预测和设备异常诊断 |
监测和可视化
| 功能 | 说明 |
|---|---|
| 画布 | 基于SVG的画布，配置13种小部件实现实时监测、数据可视化、设备/能源分析 |
| 报警管理 | 支持带宽/布尔值/CEP报警、实时通知、电子邮件/短信集成 |
| ISA-95资产建模 | 将物理标签数据转换为逻辑资产模型，支持拖拽映射 |
生产管理和运营
| 功能 | 说明 |
|---|---|
| 生产管理(MES) | 工作订单、生产日历、OEE实时计算，管理生产效率 |
| REST API | V5 API、Bearer令牌认证、领域服务端点、实时Push API |
| 安全性 | RBAC、XSS/CSRF防护、API令牌认证、TLS全程加密 |
管理控制台快速指南
屏幕改版后，用户手册已根据实际左侧菜单和运维流程重新整理。
| 控制台区域 | 主要画面 | 首选文档 |
|---|---|---|
| 公共框架 | 顶部域名搜索、LIVE、报警、左侧菜单 | 控制台导航和公共屏幕、全菜单结构和运维流程图 |
| OVERVIEW | 仪表板、每日统计 | 仪表板、每日统计 |
| CONNECTIVITY | 协议、连接状态、边缘网关 | 连接管理 |
| FACTORY MODEL | 模型、资产、标签、本体论、元数据、基础信息 | 工厂模型 |
| PRODUCTION | 客户、产品、员工、班次表、工作订单 | 生产管理 |
| EQUIPMENT / ISO | 设备列表、数据查询、时间轴对比、ISO数据、ISO分析 | 设备管理、ISO数据和分析 |
| DATA / ALARM | 流、趋势、快照、数据导出、对象、报警 | 数据点、报警 |
| AUTOMATION / STANDARD / SYSTEM | 流程、EQL、UNS、外部标准UI、系统运维 | 流程、UNS、系统 |
架构
分层结构
┌─────────────────────────────────────────────────────────┐
│ Application │
│ Dashboard │ Report │ Alert │ Trend │ Configuration │
├─────────────────────────────────────────────────────────┤
│ Management Console │
│ REST APIs │ In-Memory Cache │
├─────────────────────────────────────────────────────────┤
│ Framework │
│ CQRS │ MVC │ DAO Framework │ Application Template │
├─────────────────────────────────────────────────────────┤
│ Server │
│ IIoT Engine │ Industrial Messaging Bus │
│ Complex Event Processing │ Runtime │
├─────────────────────────────────────────────────────────┤
│ Database │
│ Time Series Engine │ Metadata RDBMS │
├─────────────────────────────────────────────────────────┤
│ Collector │
│ OPC-DA/UA │ PLC │ Modbus │ DB │ MQTT/REST │ CSV │
└─────────────────────────────────────────────────────────┘
数据管道
工业现场的传感器数据如何在PlantPulse中流动，一目了然。
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模块拓扑
PlantPulse 由7个功能域的24个以上微服务组成，以单一包形式部署。
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详细模块说明请参考模块详解页面。
启动顺序
平台按依赖关系分阶段启动各组件。完整启动约需3 ~ 5分钟。
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目标读者
本文档按目的分为4个指南。可选择快速入门立即开始，或选择完整指南进行。
| 对象 | ⚡ 快速入门 | 完整指南 |
|---|---|---|
| 安装负责人 | 一键安装（推荐） | 安装指南 — 需求、Docker、二进制、集群、环境变量 |
| 运营人员 / 用户 | 控制台快速入门（5分钟） | 用户指南 — 控制台导航、各屏幕功能、运维流程 |
| 系统管理员 | 系统监测 | 管理员指南 — 模块详解、备份/恢复、故障排查 |
| 开发人员 | API快速入门（60秒） | 开发人员指南 — 架构、模块、数据流、API、DB模式 |