在不断变化的市场中提供卓越的服务并保持竞争力的秘诀是什么？好吧，您可能会从中学到一些东西Alta制冷经验。在十年多的时间里，它将自己从定制的工程服务公司转变为可扩展的工业设备制造商，使用面向边缘的控制架构来有效地管理增长的安装基础。
Alta最初始于1975年，当时是工业制冷服务，在整个美国一直在设计和安装制冷系统已有45年以上。很长一段时间以来，它们都是大型定制设计的系统，它使用中央机室通过长时间的高架管道运行将制冷剂传递到各种设施区域。
"Our customers’ biggest concern is their power bill,” notes Peter Santoro, controls engineer at ALTA. So ALTA’s systems stood out for the level of control they offered, including multiple operating modes that allowed the equipment to be tuned for optimal efficiency. However, it required significant time to design and program each unique system, and competitors were able to steal some of their market share with cheaper, simpler offerings.
彼得补充说：“竞争对手可以使用20-30个较便宜的单元，控制量仅限于愚蠢的恒温器，以与Alta的一个大型系统竞争。”阿尔塔（Alta）知道它无法通过降低产品质量来竞争，因此该公司正在寻找一种在不牺牲功能的情况下标准化其产品的方法。
我们是专家
2013年，Alta推出了其专家模块化制冷控制单元的专家系列。每个单元都使用标准，更可靠的设计，可以安装在所提供区域上方的屋顶上，以简化安装。
每个专家都遵循标准，可靠的设计，可以安装在其所提供区域上方的屋顶上。
根据彼得的说法，阿尔塔（Alta）将其往年的系统设计经验投入到创建专家产品线上。
“单个专家的I/O几乎与整个集中式系统一样多，并且由于设备要小得多，因此接线和导管运行非常短，使我们可以使用大量传感器。单位本身也非常有效。我们分析了外部环境条件和冷藏空间，并进行实时热力学计算。这使我们能够进行可变的容量制冷，并且只能根据需要精确运行制冷量。”
“所有电动机都在可变速度驱动器上。我们还设计了系统上使用的许多传感器，使我们能够获得精确的阀门定位并监视整个系统中的制冷剂水平。我们很好地利用了各种配置的Hall效应传感器来监视制冷剂水平和运动位置。每个设备上还有一个专用的能量监控器，因此我们可以监视电压和电源使用情况。”
由于所有专家系统本质上都是相同的，因此彼得和他的同事托德·亨登斯特罗姆（Todd Hedenstrom）可能会将更高的专注工程置于创建与许多不同应用程序一起使用的强大而完整的解决方案。
一个好问题
产品推出工作。专家销售迅速发展成为Alta业务的大部分。阿尔塔（Alta）售出了近600辆，通常在明年售罄。
但是增长带来了自己的挑战。虽然少数专家可以替换一个较旧的自定义系统，但ALTA现在平均每个站点占8个单位。服务合同推动了Alta的收入。只有一个小型控件工程团队，为增长的安装底座提供服务变得耗时。
彼得说：“由于我们以更快的速度安装站点，因此可伸缩性是我们的主要问题。”“我们为我们的绝大多数网站提供服务，因此我们需要了解所有内容……我们的系统的一生和服务对我们的客户关系非常重要……但是我们一年中可能销售70个，很难管理所有这些。”
最重要的是，他们以前的设计与系统维护有关的某些方面有阻碍。他们的控制系统需要许多步骤才能正确更新现场的控制策略，包括在控制引擎和用于远程连接的Web服务器之间交换文件。这是一个有时脆弱的过程，使训练技术人员很难。
以前，Alta还将远程连接的详细信息留给了每个客户。这增加了团队的工作量，因为他们通常每天在每个站点上检查，并且不得不使用其他方法连接到每个站点（VPN，Citrix，LogMein，TeamViewer等）。
如果他们要跟上增长的速度，彼得和托德需要一种方法来删除这些瓶颈在服务交付中。
从哪儿开始？
ALTA’s centralized control system design was built around an industrial PC (IPC) running custom C++ code on top of a distributed I/O system from Opto 22. “We’ve been Opto people for something like 37 years,” Todd adds, so when he and Peter designed the original EXPERT, they simplified the system by replacing the IPC with an Opto 22 PAC controller.
这种方法在某些方面是一种改进，因为可以通过PAC控制引擎对系统的所有组件进行管理。但这并没有按照他们的需求进行。它仍然需要多步更新过程，并且没有给他们尽可能多的数据访问。因此，他们开始探索Opto 22的更新凹槽史诗般的系统。
Alta将专家控制系统升级到Opto 22的Grov Epic，以获取更灵活的控制和通信选项。
EPICS或EDGE可编程工业控制器为结合了PLC和IPC最佳功能的工业控制系统提供了新的选择。PLC提供了一种坚固的专用设计，并提供了许多通常可扩展的I/O和设备通信选项。IPC提供通用处理能力，存储和网络选项，以支持更多苛刻的应用程序和更广泛的功能，例如网络安全，数据库管理和高级编程语言。EPICS在单个背板上支持所有这些功能，但通常没有保持完整的Windows OS环境的复杂性。
Peter和Todd希望使用Epic的功率和灵活性来开发自定义解决方案，以减少部署错误修复和产品更新所需的精力。他们还想要一个用于远程监视的解决方案，并认为凹槽EPIC的一系列通信选项将使情况变得更加容易。
建造更好的冰箱
彼得和托德认真地使用凹槽EPIC的操作系统外壳将其PAC控制应用程序移植到C ++，传递其他控制引擎选项，以利用他们最熟悉的语言。彼得说：“我们尝试了史诗般的密码，但是与C ++进行的自由和灵活性实在是太好了。”
凹槽Epic使用定制的Debian Linux分布，该分布已被剥离到基本组件上，从而减少了其内存足迹和潜在的网络攻击向量。此外，它已通过Opto 22的私钥在密码上签名，以防止安装任何未经批准的软件。但是，Opto 22还使用安全Shell协议（SSH）和免费的Shell Access许可证公开了对EPIC Linux命令行的访问（Groov-lic-shell）。
“所有开发都是通过[Microsoft] Visual Studio中的SSH连接进行远程完成的，” Peter解释说。你可以找到指南TODD在Opto 22用户论坛中发布解释了他如何建立这种联系，这使他能够在VS中开发程序并将其直接在他的史诗般的内容上编译。托德（Todd）弄清楚了这个基本过程后，他和彼得（Peter）能够将大部分控制程序和许多新功能合并到其C ++应用程序中。
该程序控制已安装的I/O模块 - 电压和当前传感输入和离散的AC输出 - 使用Opto 22的C ++ Optommp SDK或软件开发套件。该应用程序还包括其自己的Modbus服务器，该服务器可以创建并管理与可变频率驱动器，本地能源监视单元和其他远程设备的连接。
“We [also] have our own REST API and webserver running on the C++ application,” Peter adds, “allowing us to create our own web page interfaces in HTML and Javascript… It’s a lot easier to build HTML stuff in familiar tools than with an HMI package… You can do anything.” That includes things like using Google’s Chart API to display energy metrics in the HMI.
每个专家通过在设备史诗般的嵌入式Web服务器上提供本地单元接口。
每个专家的Web界面都从其史诗控制器中供应。它包括用于不同单元配置的预构建模板，并验证系统设置以帮助技术人员识别超出范围或不建议的配置值。它还根据需要生成警报。另外，客户可以通过专家的Modbus服务器或REST API访问单元数据。
对于管理专家组，ALTA使用单独的HMI服务器从每个单元中读取数据，并呈现整个系统的统一视图。彼得解释说：“我们所有的网站都必须拥有一个本地接口供操作员查看其冷藏单元的全局视图，而不必管理与数百个单个单元的网络连接。”
为了创建此站点级的HMI，每个专家都将瞬态数据存储在其共享内存的“ scratchpad”区域中凹槽史诗。Alta的HMI服务器在Windows上运行并使用Opto 22的.NET OPTOMMP SDK以1秒的增量从所有单元中检索这些数据。数据存储在维持1周缓冲区的周期性文件中，HMI服务器使用此数据来生成趋势，图表和电子邮件通知。
Alta还可以远程访问此数据，以解决最近事件的故障排除。默认情况下，凹槽EPIC不会在其以太网端口之间路由流量，因此Alta可以使用控制器为每个专家创建一个安全区域。每个EPIC上的一个端口专门用于控制器及其远程设备的专用网络。另一个端口连接到给定站点上所有单元以及本地HMI服务器之间的共同网络。
Alta的全国网络通过本地HMI和MQTT网关将每个专家连接到其中央服务器。
该服务器已连接到Internet，并使用MQTT发送和接收数据，并充当每个专家的中间人，向位于Alta总部中的MQTT代理。当Alta的远程HMI需要新数据时，它将通过MQTT发送请求。数据已查询并发送回。与本地HMI服务器的外部连接受到限制，因此唯一允许的流量是来自出站MQTT TLS连接。
最近，Alta还使他们的客户可以访问该远程服务器。该服务器有自己的数据库，可在10分钟的间隔内为每个专家记录温度和能源使用情况。客户可以登录专用Web门户，以直接从此数据生成报告。
自从凹槽彼得澄清说，EPIC提供了一个嵌入式MQTT客户端和网络防火墙，“也尝试对经纪人进行单位级MQTT [通信]，” Peter阐明。“但是，由于我们的某些单位在客户网络上运行，因此无法保证它们可以直接与[史诗]建立直接的Internet连接。这就是为什么我们将重点转移到只有本地站点服务器是连接到经纪人的设备的原因。”
Alta的Central HMI从其安装的专家系统基础上汇总了数据。
周围最酷的服务
彼得，托德和阿尔塔团队现在的表现如何？彼得认为，“我们的服务和保修计划是前所未有的。”
阿尔塔（Alta）建立了一个全国性的HMI，该HMI从其专家单位网络中汇总了数据，并突出了团队需要采取的任何问题。他们可以在几分钟内监视整个安装的基础，而不是每天花费小时时间检查每个站点。他们知道何时出现问题，可以输入和跟踪必要的工作订单，跟踪技术人员的位置并监视每个单元的能源使用情况。当发生警报时，系统会在之前和之后创建事件的交互时间表。
“通常，我们知道客户打电话之前的问题是什么。我们只需要开车去那里修复它即可。”彼得说。“有了我们从单位获得的数据量，我们能够远程诊断出绝大多数问题。这使我们的许多最终用户甚至不再有现场维护工作……并且不再与第三方系统进行接口。都是不可或缺的。”
“当我们过去执行集中系统时，旧系统的结构几乎是不可能的。由于所有中央系统都可能大不相同，因此甚至很难考虑使用“仪表板”来显示它们。在我们完全过渡到我们的专家产品线之前，甚至不考虑拥有中央网络服务器或数据库。”
“这种解决方案主要是为了使我们的生活更容易支持系统。既然一切都在外部可见，那么在这里有顾客只是一个巨大的好处。”
阿尔塔（Alta）的中央HMI不断监视其整个安装基础，从而提供全国系统健康的直观代表。
现在，彼得和托德可以通过单个设备管理整个平台（I/O配置，控制策略，通信和网络），为系统本身提供服务也变得更加简单。“我们介绍的最佳功能之一是能够通过我们的Web界面更新程序……现在，一个批处理程序将所有程序文件包装到.gz（压缩）文件中。技术人员可以上传文件并重新启动系统……我们发送TARBALL，他们单击更新，并且系统处理其余的。容易得多，”彼得说。
“我们在这里有很多C ++的经验，因此将其应用于使用Shell Access的Epic控制器，使我们能够与一个很小的团队快速开发这些自定义解决方案……首席工程师喜欢进行更改，因此我们已经经历了数百个修订。”
Alta还使用凹槽Epic的触摸屏作为控制柜内的维护接口。本地人凹槽管理应用程序允许他们直接在控制器上查看和修改I/O和网络设置，而无需使用单独的计算机接口。使用Epic的本机HMI服务器，凹槽查看，Alta还为技术人员提供了有关Linux计划状态的本地控制选项和基本信息。
Alta的全国网络为每个单元提供了性能数据，并允许团队跟踪和管理必要的工作单。
但是它会变得更酷吗？
彼得和托德（Peter）和托德（Todd）以史诗为基础，继续梦想更多的服务产品。他们正在努力从其中央网络服务器中远程更新本地服务器和每个专家单元的能力。服务器很快也将拥有自己的REST API。使用正确的键，客户可以从Alta的全国系统中获取信息，而无需与本地硬件进行交互。此外，Alta正在考虑使用更大的存储容量凹槽Epic PR2处理器（grv-epic-pr2）将专家的流程历史缓冲区直接存储在Epic上，而不是其本地Windows服务器上。
其他新功能也正在途中，可能包括基于本地电力率的实时操作调整。借助大量的性能数据网络，该团队还一直在评估与云IoT平台的集成，以进行长期数据存储和预测性控制。
彼得总结说：“很高兴将史诗般的IPC与I/O一起。这只是简单的……我们可以做很多事情。”在撰写本案例研究时，Alta已在该领域部署了200个史诗。在来年，专家销售均可固定。
联系信息
有关更多信息，请访问www.altarefrigeration.com或者联系Opto 22免费设计指导或技术支持。
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