烘干機監(jiān)控云平臺的設(shè)計與開發(fā)

◎ 張凱鋒，張海洲

（鄭州中糧科研設(shè)計院有限公司，河南 鄭州 450001）

隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，國家相繼出臺了《中國制造2025》等政策性文件，體現(xiàn)了信息技術(shù)與制造技術(shù)深度融合的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化制造主線。目前糧食烘干機只能實現(xiàn)烘干作業(yè)的自動啟?？刂疲谥锌厥覂?nèi)可以查看烘干機及烘干谷物參數(shù)，而不能實現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)實時在線監(jiān)測，設(shè)備制造廠家也不能對設(shè)備運行狀態(tài)實時在線監(jiān)測，實現(xiàn)烘干機的遠程運維。

開發(fā)烘干機監(jiān)控云平臺，利用大數(shù)據(jù)、云平臺技術(shù)可以加強對烘干作業(yè)現(xiàn)場各類數(shù)據(jù)監(jiān)測、設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)的綜合智能分析，及時預(yù)測和發(fā)現(xiàn)各類生產(chǎn)隱患和問題。通過與生產(chǎn)控制系統(tǒng)高效集成，使數(shù)據(jù)分析結(jié)果能夠直接指導(dǎo)生產(chǎn)管理和現(xiàn)場控制，最大限度地發(fā)揮生產(chǎn)數(shù)據(jù)資產(chǎn)價值，提升烘干設(shè)備的運行效率和安全保障能力，實現(xiàn)真正意義上的烘干智能化生產(chǎn)。

1 技術(shù)實現(xiàn)

1.1 總體設(shè)計

烘干機監(jiān)控云平臺整體采用前后端分離模式開發(fā)。App 客戶端作為前端，采用uni-app 框架開發(fā)，通過uni-app 內(nèi)置的uni.request()方法向后端系統(tǒng)發(fā)送請求。后端采用多層體系結(jié)構(gòu)，即控制層（Controller）、業(yè)務(wù)層（Service）、數(shù)據(jù)訪問層（Mapper）?？刂茖迂撠熖幚砬岸税l(fā)來的請求，并通過調(diào)用業(yè)務(wù)層，將業(yè)務(wù)層數(shù)據(jù)響應(yīng)給前端用戶。業(yè)務(wù)層負責處理一些復(fù)雜的業(yè)務(wù)邏輯，并調(diào)用數(shù)據(jù)層Mapper，與數(shù)據(jù)庫進行交互。而數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)來源于PLC 生產(chǎn)控制系統(tǒng)。生產(chǎn)控制系統(tǒng)在運行過程中實時向云端數(shù)據(jù)庫中寫入數(shù)據(jù)。系統(tǒng)采用上述架構(gòu)，實現(xiàn)了平臺良好的可移植性、可擴展性以及操作與運行的靈活性。系統(tǒng)總體設(shè)計如圖1 所示。

1.2 主要功能模塊實現(xiàn)

烘干機監(jiān)控云平臺功能結(jié)構(gòu)如圖2 所示。

圖2 烘干機監(jiān)控云平臺功能結(jié)構(gòu)圖

1.2.1 注冊登錄模塊

用戶可在App 中自行注冊，注冊界面如圖3 所示。為了控制用戶數(shù)量及質(zhì)量，用戶在注冊完成后，處于鎖定狀態(tài)，需要由管理員解鎖后方能進行正常的登錄操作。用戶填寫注冊時填寫的用戶名和密碼，點擊登錄按鈕，即可成功登錄App系統(tǒng)，登錄界面如圖4所示。

圖3 用戶注冊界面圖

圖4 用戶登錄界面圖

1.2.2 流程總覽模塊

流程總覽模塊直觀的展示了烘干設(shè)備在烘干過程中各個關(guān)鍵部位的實時溫度。系統(tǒng)會自行判斷設(shè)備是否處于開機狀態(tài)，若處于開機狀態(tài)，則實時展示烘干機各個關(guān)鍵部位的溫度；若處于關(guān)機狀態(tài)，則不顯示溫度標簽。流程總覽模塊界面如圖5 所示。

圖5 流程總覽模塊界面圖

1.2.3 運行記錄模塊

運行記錄模塊包含熱風溫度及電流、燃氣爐溫度、谷物溫度、廢氣溫度、排糧頻率、入機糧食水分和溫度以及出機糧食水分和溫度7 個子模塊，如圖6 所示。該模塊主要以曲線圖的形式展示烘干設(shè)備在運行過程中的某一天或某一段時間內(nèi)的參數(shù)變化情況，為后期追溯烘干過程中的設(shè)備問題提供了良好直觀的數(shù)據(jù)支撐。當手指觸摸曲線圖，圖上會顯示輔助線，并分別顯示輔助線所在時刻的各個數(shù)值。熱風溫度及電流子模塊界面如圖7 所示。

1.2.4 設(shè)備管理模塊

設(shè)備管理模塊包含系統(tǒng)運行時間、設(shè)備列表、故障報警3 個子模塊。

圖6 運行記錄界面圖

①設(shè)備運行時間展示系統(tǒng)每次運行的開機時間及關(guān)機時間。②設(shè)備列表子模塊展示烘干系統(tǒng)中主要設(shè)備的累計運行時間及關(guān)鍵設(shè)備的電流，設(shè)備列表子模塊的界面如圖8 所示。點擊設(shè)備對應(yīng)的電流鏈接，可跳轉(zhuǎn)到對應(yīng)設(shè)備的電流展示頁面，如圖9 所示。用戶選擇時間后，頁面會展示對應(yīng)時間的電流曲線。③故障報警模塊展示烘干系統(tǒng)中主要設(shè)備在運行過程中的故障信息，界面如圖10 所示。

圖8 設(shè)備運行時間界面圖

圖9 電流展示界面圖

1.2.5 數(shù)據(jù)報表模塊

數(shù)據(jù)報表模塊包含日報表、月報表兩個子模塊。日報表展示某個月份每天的產(chǎn)量、電量、消耗燃料和人工費用信息，如圖11 所示。用戶可修改每天的消耗燃料及人工費用，每天的產(chǎn)量和電量由系統(tǒng)自動計算得出，無需人工填寫。月報表根據(jù)日報表中基礎(chǔ)數(shù)據(jù)由系統(tǒng)自動計算得出，展示每個月的產(chǎn)量、電量、消耗燃料和人工費用信息。

圖10 設(shè)備故障報警界面圖

圖11 日報表界面圖

1.2.6 系統(tǒng)設(shè)置模塊

系統(tǒng)設(shè)置模塊包含管理用戶、修改密碼兩個子模塊。管理用戶子模塊只有系統(tǒng)管理員有訪問權(quán)限，修改密碼子模塊用于用戶自行修改密碼。

2 結(jié)論

基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建立烘干機監(jiān)控云平臺，形成了基于遠程運維的工業(yè)技術(shù)服務(wù)新模式，管理人員可以對生產(chǎn)運行情況及數(shù)據(jù)報表進行實時遠程監(jiān)控管理，同時制造廠商也可以實時監(jiān)控設(shè)備運行狀態(tài)及烘干工藝參數(shù)，實現(xiàn)遠程操作指導(dǎo)和服務(wù)，與用戶共享“狀態(tài)穩(wěn)定、效率提升、遠程運維”的雙贏成果，助推烘干系統(tǒng)遠程運維服務(wù)模式的創(chuàng)新轉(zhuǎn)型。