基于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的生產(chǎn)線(xiàn)智能監(jiān)控系統(tǒng)研究

鄧林昌

【摘? ? 要】本文主要針對(duì)基于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的生產(chǎn)線(xiàn)智能監(jiān)控系統(tǒng)展開(kāi)研究，先提出遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)，然后結(jié)合系統(tǒng)測(cè)試，闡述刀削面片生產(chǎn)線(xiàn)控制系統(tǒng)的工程應(yīng)用，深入分析其遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的搭建，從而進(jìn)一步完善生產(chǎn)線(xiàn)智能監(jiān)控系統(tǒng)，將其應(yīng)用價(jià)值充分發(fā)揮出來(lái)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)領(lǐng)域和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高效整合，使之成為協(xié)調(diào)統(tǒng)一的有機(jī)整體。

【關(guān)鍵詞】工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)? 生產(chǎn)線(xiàn)? 智能監(jiān)控系統(tǒng)

中圖分類(lèi)號(hào)：G4? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2020.18.096

現(xiàn)階段，在工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域中，工業(yè)設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)揮著重要作用，在互聯(lián)網(wǎng)的推動(dòng)下，可以集中整合虛擬信息系統(tǒng)和實(shí)際物理系統(tǒng)，確保信息物理系統(tǒng)（CRS）的形成，而且生產(chǎn)設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控，也與信息物理系統(tǒng)有著密切的聯(lián)系。如今，遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)在諸多設(shè)備上得到了廣泛應(yīng)用，如電廠、礦山等，但實(shí)際上，工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的成熟度還有待提升。當(dāng)前，工廠遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)（PC-PLC體系）得到了廣泛應(yīng)用，通過(guò)上位機(jī)在中控室中的設(shè)置，在上傳好下位機(jī)后，可以借助組態(tài)軟件，確保良好的監(jiān)控效果，從而給予遠(yuǎn)距離監(jiān)控一定的保障。由此可以看出，在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)視角下，加強(qiáng)生產(chǎn)線(xiàn)智能監(jiān)控系統(tǒng)是極其重要的。

一、遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)分析

（一）工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)PLC控制技術(shù)

眾所周知，我國(guó)在PLC生產(chǎn)、制造方面的成熟度并不高，但是在其應(yīng)用方面靈活性較強(qiáng)，每年新投入使用的PLC產(chǎn)品，較多在煤礦業(yè)、鋼鐵、物流等行業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。同時(shí)，工業(yè)過(guò)程控制技術(shù)借助PLC控制、集中監(jiān)控等，可以有效提高企業(yè)的自動(dòng)化和信息化水平。PLC功能主要包括邏輯控制、模擬量控制以及運(yùn)動(dòng)控制等。其中，在模擬量控制方面，通常在工業(yè)生產(chǎn)方面存在的連續(xù)變化的量較大，其參數(shù)主要包括速度、溫度等。要想為工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的PLC快速處理模擬量數(shù)據(jù)提供便利性[1]，應(yīng)注重強(qiáng)化模擬量和數(shù)字量之間的A/D轉(zhuǎn)換。當(dāng)前諸多邏輯控制器生產(chǎn)廠商均對(duì)配套的A/D轉(zhuǎn)換模塊予以生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)可編程控制器在模擬量控制中的有效應(yīng)用。

（二）GPRS網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)

相比于傳統(tǒng)GSM網(wǎng)絡(luò)，GPRS網(wǎng)絡(luò)的傳輸方式主要包括分組交換和電路交換，針對(duì)前者的通信傳遞方式，主要是指數(shù)據(jù)輸出方將傳遞的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行壓裝，形成具有獨(dú)立性特點(diǎn)的封裝數(shù)據(jù)包，在各個(gè)封包上，數(shù)據(jù)輸出方應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)接受一方所處的地址予以標(biāo)注，然后借助網(wǎng)絡(luò)順利傳輸各個(gè)數(shù)據(jù)包。根據(jù)其消息傳遞方式，可以在同樣時(shí)間段內(nèi)，確保多個(gè)數(shù)據(jù)輸出方對(duì)同一條數(shù)據(jù)信道實(shí)現(xiàn)公用，不斷提高數(shù)據(jù)信道的應(yīng)用水平。

二、系統(tǒng)的測(cè)試與工程應(yīng)用

（一）系統(tǒng)測(cè)試

現(xiàn)階段，諸多類(lèi)型業(yè)務(wù)體系的應(yīng)用方式主要以Web方式為主，基于Web的大型應(yīng)用系統(tǒng)較多，如遠(yuǎn)程醫(yī)療、生產(chǎn)線(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)、智能辦公室等?；诖耍瑢?duì)Web應(yīng)用的開(kāi)發(fā)過(guò)程的要求越來(lái)越高，而且也對(duì)Web應(yīng)用的測(cè)試產(chǎn)生了一定影響。

在網(wǎng)站類(lèi)軟件開(kāi)發(fā)方面，在軟件設(shè)計(jì)的初期階段，極容易出現(xiàn)錯(cuò)誤，所以要想防止對(duì)后續(xù)的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)活動(dòng)造成不必要的影響，對(duì)于開(kāi)發(fā)人員來(lái)說(shuō)，應(yīng)提高對(duì)分階段測(cè)試的高度重視，不斷提高軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程各個(gè)階段的水平。在軟件測(cè)試過(guò)程中，單元測(cè)試階段、集成階段等非常重要[2]，其中，對(duì)于單元測(cè)試階段來(lái)說(shuō)，要求對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行獨(dú)立化測(cè)試，充分發(fā)揮出相應(yīng)的功能。在各個(gè)模塊的測(cè)試過(guò)程，白盒測(cè)試法具有較高的適用性，確保將模塊中存在的錯(cuò)誤及時(shí)挖掘出來(lái)。

（二）刀削面片生產(chǎn)線(xiàn)控制系統(tǒng)

1.硬件部分。針對(duì)刀削面片生產(chǎn)線(xiàn)的控制系統(tǒng)，主要得益于PLC設(shè)計(jì)，由于該生產(chǎn)工藝流程比較完善，所以本生產(chǎn)線(xiàn)功能具有高度的完整性，但是過(guò)程復(fù)雜性突出，所以明確提出了對(duì)控制系統(tǒng)的要求，特別對(duì)于可靠性和故障診斷能力等，以此來(lái)不斷提高生產(chǎn)過(guò)程的穩(wěn)定性和流暢性。在本生產(chǎn)線(xiàn)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)中，主要包括檢測(cè)元器件、人機(jī)交互元件以及控制元器件等。

2.軟件部分。圖1為刀削面片生產(chǎn)線(xiàn)2#控制單元控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖，通常來(lái)說(shuō)，刀削面片匯流輸送、箱體輸送、爬坡輸送等，是2#控制單元控制的重要構(gòu)成。執(zhí)行元器件由于具有較多的種類(lèi)、數(shù)量龐大等特點(diǎn)[3]，所以現(xiàn)場(chǎng)工程人員應(yīng)高度重視本控制單元，重點(diǎn)監(jiān)控和維護(hù)整條生產(chǎn)線(xiàn)。因此在本控制單元，加強(qiáng)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的融合至關(guān)重要。在本條刀削面片生產(chǎn)線(xiàn)的控制程序中，故障診斷和設(shè)備維護(hù)等功能得到了充分體現(xiàn)，從而提高了操作的便捷性，并防止故障的發(fā)生。

（三）遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的搭建

在刀削面片生產(chǎn)線(xiàn)控制柜中，通過(guò)PLC與GPRS模塊間的通訊鏈接的構(gòu)建，可以實(shí)現(xiàn)GPRS模塊在控制柜頂端的順利安裝。上位機(jī)軟件運(yùn)行、開(kāi)發(fā)環(huán)境的構(gòu)建，在現(xiàn)場(chǎng)工程部門(mén)的計(jì)算機(jī)上發(fā)揮著重要作用，加強(qiáng)下位機(jī)軟件的改動(dòng)，并將串口收發(fā)的語(yǔ)句融入其中，可以為遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的正式投入應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

在系統(tǒng)試用過(guò)程中，加強(qiáng)DW軟件的應(yīng)用，可以為設(shè)計(jì)靜態(tài)頁(yè)面提供一定的依據(jù)，包括系統(tǒng)版本信息顯示、系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行時(shí)的動(dòng)態(tài)監(jiān)控頁(yè)面等界面，其功能旨在為用戶(hù)了解遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)情況提供便利性。

綜上所述，基于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)視角，加強(qiáng)生產(chǎn)線(xiàn)智能監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)建勢(shì)在必行，其不僅可以對(duì)自動(dòng)化設(shè)備的生產(chǎn)狀態(tài)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程化監(jiān)控，將自動(dòng)控制系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮出來(lái)，還能促進(jìn)設(shè)備維護(hù)工作的順利進(jìn)行，并不斷提高故障診斷效率，確保遠(yuǎn)程服務(wù)更具有效性和便利性，從而給予自動(dòng)化設(shè)備的運(yùn)行一定的保障，滿(mǎn)足其安全性和可靠性等需求，賦予自動(dòng)化控制領(lǐng)域全新的生機(jī)和活力。

參考文獻(xiàn)

[1]李建軍，孟慶祥，姜永成，朱世偉，華秀萍，王巖，王海祥.網(wǎng)絡(luò)型混配料機(jī)控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[J].化工時(shí)刊，2018，32（10）：12-15.

[2]任工昌，宜永剛，楊宇龍，王宏衛(wèi).液力變矩器生產(chǎn)線(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].制造技術(shù)與機(jī)床，2018（01）：140-143.