廚余垃圾處理設(shè)備工業(yè)監(jiān)控PLC連接APP小程序智能軟硬件開發(fā)之功能原理篇
接著上一篇《廚余垃圾處理設(shè)備工業(yè)監(jiān)控PLC連接APP小程序智能軟硬件開發(fā)之功能結(jié)構(gòu)篇》繼續(xù)總結(jié)一下廚余垃圾處理設(shè)備智能軟硬件統(tǒng)的原理。
所有的軟硬件系統(tǒng)全是自己一人獨(dú)自開發(fā)，看法和角度難免有局限性。希望拋磚引玉，將該智能軟硬件系統(tǒng)分享給更多有類似需求的朋友。
廚余垃圾處理設(shè)備智能軟硬件的基本原理可理解為一臺(tái)PLC的上位機(jī)，從PLC獲取數(shù)據(jù)，再將數(shù)據(jù)傳到云端；將云端的指令下發(fā)，再傳到PLC。然而實(shí)際的成品則要復(fù)雜幾十上百倍，具體細(xì)節(jié)較多，下面且聽我為朋友們一一道來。
廚余垃圾處理設(shè)備工業(yè)監(jiān)控PLC連接APP小程序智能軟硬件開發(fā)之功能原理篇
接著上一篇《廚余垃圾處理設(shè)備工業(yè)監(jiān)控PLC連接APP小程序智能軟硬件開發(fā)之功能結(jié)構(gòu)篇》繼續(xù)總結(jié)一下廚余垃圾處理設(shè)備智能軟硬件統(tǒng)的原理。
所有的軟硬件系統(tǒng)全是自己一人獨(dú)自開發(fā)，看法和角度難免有局限性。希望拋磚引玉，將該智能軟硬件系統(tǒng)分享給更多有類似需求的朋友。
廚余垃圾處理設(shè)備智能軟硬件的基本原理可理解為一臺(tái)PLC的上位機(jī)，從PLC獲取數(shù)據(jù)，再將數(shù)據(jù)傳到云端；將云端的指令下發(fā)，再傳到PLC。然而實(shí)際的成品則要復(fù)雜幾十上百倍，具體細(xì)節(jié)較多，下面且聽我為朋友們一一道來。
廚余垃圾處理設(shè)備工業(yè)監(jiān)控PLC連接APP小程序智能軟硬件開發(fā)之PLC設(shè)備
一、一套智能軟硬件系統(tǒng)的目的在于用技術(shù)來解決生產(chǎn)中遇到的實(shí)際問題，首要的元素便是數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，這里指的是通過比對(duì)智能軟硬件系統(tǒng)獲取到的廚余垃圾處理設(shè)備的數(shù)據(jù)值和PLC操控端顯示的是否一致。包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、累計(jì)數(shù)據(jù)、當(dāng)前數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)。只有完全一致，才能證明獲取的數(shù)據(jù)時(shí)準(zhǔn)確的。
廚余垃圾處理設(shè)備工業(yè)監(jiān)控PLC連接APP小程序智能軟硬件開發(fā)之智能網(wǎng)關(guān)
二、因?yàn)閺N余垃圾處理設(shè)備是7X24小時(shí)的運(yùn)轉(zhuǎn)，所以，穩(wěn)定是重中之重。
這個(gè)有點(diǎn)類似開發(fā)一套承載100萬并發(fā)量的網(wǎng)站，各種測試均沒問題后上線并入系統(tǒng)。訪問量一上來，各種小毛病就顯現(xiàn)出來，要么宕機(jī)，要么業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)不完整，要么延遲厲害。通常解決辦法不外乎查看靜態(tài)訪問日志、動(dòng)態(tài)訪問日志、數(shù)據(jù)庫操作日志，再根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來分析、判斷和找出問題所在并完善之。但對(duì)于分布在幾十個(gè)不同現(xiàn)場的智能硬件來說，如何獲知數(shù)據(jù)獲取和指令下發(fā)的準(zhǔn)確性及唯一性、硬件連接PLC的日志、奔潰的日志、數(shù)據(jù)獲取的日志、指令下發(fā)的日志，是一個(gè)十分必要的事情。跟網(wǎng)站開發(fā)一樣，沒有日志無異于盲人摸象，很難看清全局。然而這些沒有現(xiàn)成的模塊可用，只能根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來開發(fā)。只有在以上各種日志支持下，結(jié)合系統(tǒng)后臺(tái)進(jìn)行遠(yuǎn)程操作，才能不斷完善和修復(fù)，才能保證智能硬件7X24小時(shí)的持續(xù)工作。
廚余垃圾處理設(shè)備工業(yè)監(jiān)控PLC連接APP小程序智能軟硬件開發(fā)之不同廠家智能網(wǎng)關(guān)
三、如果安裝量達(dá)到一定規(guī)模后，平時(shí)一些不起眼的浪費(fèi)會(huì)被無限放大，累加起來的量相當(dāng)驚人。比如電費(fèi)、流量費(fèi)。如何做到節(jié)能和低碳，是一個(gè)必須考慮和重視的問題。
好比用微波爐加熱牛奶時(shí)，需要2分鐘。但是通過不斷的采樣和分析后，得知在1.53分鐘時(shí)關(guān)閉加熱功能，余溫也能將牛奶完全加熱。這樣一來每次加熱就能節(jié)省0.47分鐘的電能。
按照該功率微波爐0.47分鐘使用電能0.03元算，每十分鐘加熱一次，100臺(tái)微波爐，每年可節(jié)約：0.03 * 6 * 24 * 100 * 365 = 15.768萬。
當(dāng)然，這里只是舉一個(gè)例子，廚余垃圾處理設(shè)備功率大比這個(gè)大的多，每次加工、發(fā)酵持續(xù)的時(shí)間長，每年耗電量高達(dá)6.7萬度。加上節(jié)能控制系統(tǒng)后，電能能迅速縮減到4.5萬度。但是這必須改動(dòng)設(shè)備，廠家不授權(quán)無法實(shí)現(xiàn)各種傳感器的添加和控制現(xiàn)有設(shè)備。
除了電能就數(shù)流量費(fèi)支出大，有朋友建議：“干嘛不直接拉一根網(wǎng)線，便宜又穩(wěn)定”。安裝場地不屬于甲方，而是第三方，別人的地盤不是說想拉就能給垃圾回收場地安裝光纖的。加上一臺(tái)廚余垃圾處理設(shè)備每天可盈利3000來塊，不會(huì)太在意幾十塊的流量費(fèi)。然而經(jīng)過安裝我們的智能軟硬件系統(tǒng)后，50臺(tái)設(shè)備每年節(jié)省了100來萬元的流量費(fèi)用。
廚余垃圾處理設(shè)備工業(yè)監(jiān)控PLC連接APP小程序智能軟硬件開發(fā)之?dāng)?shù)據(jù)共享
四、在數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、運(yùn)行穩(wěn)定、節(jié)能的基礎(chǔ)上，還需要把數(shù)據(jù)共享及流轉(zhuǎn)落實(shí)下來。因?yàn)榧追酵瑫r(shí)安裝幾十臺(tái)廚余垃圾處理設(shè)備，每臺(tái)設(shè)備的生產(chǎn)數(shù)據(jù)能否在約定的時(shí)間內(nèi)流轉(zhuǎn)到協(xié)議的平臺(tái)，這是甲方尤其關(guān)心的環(huán)節(jié)。
數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)一方面是規(guī)則配置，比如每天允許流轉(zhuǎn)上、下限，流轉(zhuǎn)規(guī)則和觸發(fā)條件；另一方面是下一流轉(zhuǎn)場景對(duì)象配置，包括數(shù)據(jù)傳輸方式、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、加解密方式、流轉(zhuǎn)流程和步驟等。只有將數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)起來，讓數(shù)據(jù)產(chǎn)生價(jià)值，才是整個(gè)項(xiàng)目的目的（其實(shí)就是落地與變現(xiàn)）。
廚余垃圾處理設(shè)備工業(yè)監(jiān)控PLC連接APP小程序智能軟硬件開發(fā)之云端品控
五、 細(xì)心的朋友或許會(huì)疑惑：“搞這么套智能軟硬件系統(tǒng)，僅僅用來收集和共享數(shù)據(jù)”？ 其實(shí)不然，數(shù)據(jù)挖掘和數(shù)據(jù)模型是軟件的核心部分。
數(shù)據(jù)挖掘指的是對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)、設(shè)備數(shù)據(jù)、流量數(shù)據(jù)、電力數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算、分析、取樣、篩選和儲(chǔ)存。
數(shù)據(jù)模型則用于品控、設(shè)備維護(hù)、智能網(wǎng)關(guān)維護(hù)、流量控制、電能控制等方面。
品控，是根據(jù)數(shù)據(jù)模型計(jì)算和匹配出當(dāng)前產(chǎn)品的質(zhì)量是否達(dá)標(biāo)、是否有殘次品。如果有，則通過云端操控對(duì)現(xiàn)場的廚余垃圾處理設(shè)備進(jìn)行微調(diào)。當(dāng)同一個(gè)微調(diào)三次均未成功，該告警信息會(huì)同時(shí)通知維護(hù)員，若通知兩次維護(hù)員均未得到相應(yīng)和解決，系統(tǒng)自動(dòng)停機(jī)。即便人工強(qiáng)行重啟設(shè)備，系統(tǒng)也會(huì)強(qiáng)制停機(jī)，直到系統(tǒng)檢查到告警信息已經(jīng)消除才恢復(fù)生產(chǎn)。
廚余垃圾處理設(shè)備工業(yè)監(jiān)控PLC連接APP小程序智能軟硬件開發(fā)之設(shè)備及數(shù)據(jù)配置
六、當(dāng)設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行、系統(tǒng)獲取到準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)后，甲方往往會(huì)對(duì)智能軟硬件系統(tǒng)的安裝提要求，安裝、調(diào)試必須直觀、方便、易操作。不同甲方的需求不同、接入的PLC不同、廚余垃圾處理設(shè)備不同、智能網(wǎng)關(guān)不同；如果每次安裝和調(diào)試都需要軟、硬件工程師（其實(shí)就我一人代辦）一起修改代碼的話，顯然人力和時(shí)間成本太高，未知因素也較多。一旦在別的現(xiàn)場運(yùn)行好好的智能軟硬件系統(tǒng)，換個(gè)場地突然不行時(shí)，檢查起來會(huì)讓人抓狂。為了減少和避免人為的失誤，將運(yùn)行參數(shù)都改為可配置文件，一旦出現(xiàn)問題，也能縮小排查范圍和減少停工時(shí)間。
PLC需要配置，包括波特率、停止位、通訊協(xié)議等；獲取數(shù)據(jù)需要配置，比如當(dāng)前數(shù)據(jù)地址、累計(jì)數(shù)據(jù)地址、數(shù)據(jù)獲取模式、數(shù)據(jù)上傳模式；數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)需要配置，包括每天獲取頻次、每天流轉(zhuǎn)頻次、每天流轉(zhuǎn)上下限、流轉(zhuǎn)規(guī)則等；智能網(wǎng)關(guān)需要配置；不同品牌PLC需要配置；不同廠家廚余垃圾處理設(shè)備需要配置。只有豐富且必要的配置，才能保證每次安裝、調(diào)試的順利與及時(shí)。
有配置文件后，即便是設(shè)備的硬件維護(hù)員，也能按照操作手冊，快速的上手、安裝和排查問題所在。
廚余垃圾處理設(shè)備工業(yè)監(jiān)控PLC連接APP小程序智能軟硬件開發(fā)之銷售員小程序
七、聊完基礎(chǔ)，咱再來介紹一下咱IT碼農(nóng)較熟悉的領(lǐng)域：多業(yè)態(tài)展示與控制。
對(duì)于一家企業(yè)來說，市場重要，技術(shù)也重要；一個(gè)變現(xiàn)，另一個(gè)生產(chǎn)。既要給設(shè)備維護(hù)員一個(gè)用于維護(hù)設(shè)備的APP來滿足工作需要；也要給銷售員直觀展示與遠(yuǎn)程操控廚余垃圾處理設(shè)備的小程序。
同一名維護(hù)員負(fù)責(zé)十臺(tái)廚余垃圾處理設(shè)備的維護(hù)時(shí)，沒有一個(gè)管理APP的話，除了顧此失彼的忙得團(tuán)團(tuán)轉(zhuǎn)之外，還不能圓滿及時(shí)的解決任何問題。因?yàn)椴煌O(shè)備安裝場地之間離得遠(yuǎn)，光是日常巡查一圈就得2-3天時(shí)間，剛從設(shè)備甲場地檢查完離開去設(shè)備乙場地的路上，設(shè)備甲突然溫度過高必須立即處理，沒有管理APP，等維護(hù)員花3天時(shí)間把剩下的9臺(tái)設(shè)備巡檢完，估計(jì)設(shè)備甲的現(xiàn)場已經(jīng)上新聞了。所以有一個(gè)方便、好用的管理員APP相當(dāng)重要。
一名銷售員只能靠PPT介紹設(shè)備的優(yōu)勢時(shí)，遠(yuǎn)不如在小程序里展示某臺(tái)設(shè)備當(dāng)天、昨天、前天生產(chǎn)數(shù)據(jù)及生產(chǎn)走勢圖來得直觀，再讓客戶遠(yuǎn)程操控一下該設(shè)備，這遠(yuǎn)在天邊卻又近在咫尺的感覺，會(huì)讓設(shè)備的展示和匯報(bào)更具競爭優(yōu)勢。
廚余垃圾處理設(shè)備工業(yè)監(jiān)控PLC連接APP小程序智能軟硬件開發(fā)之落地大屏
八、總部接待訪客時(shí)，得有一個(gè)像樣的落地大屏來直觀、震撼的展示（其實(shí)是炫耀）企業(yè)的設(shè)備裝機(jī)規(guī)模、全球分布圖、每天生產(chǎn)量、每臺(tái)設(shè)備運(yùn)行情況、生產(chǎn)走勢圖、節(jié)能統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、低碳對(duì)比數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)。
總部接待訪客參觀展覽室時(shí)，撲面而來的和展廳一樣高、5米寬的落地大屏，里面不停變化的數(shù)字正顯示全國各地安裝的廚余垃圾處理設(shè)備的生產(chǎn)數(shù)據(jù)的排名、對(duì)比、趨勢走向等大數(shù)據(jù)；當(dāng)講解員隨意點(diǎn)擊一臺(tái)設(shè)備，畫面切換到該設(shè)備節(jié)能數(shù)據(jù)、流量消耗數(shù)據(jù)、低碳數(shù)據(jù)、歷史生產(chǎn)數(shù)據(jù)、當(dāng)天生產(chǎn)數(shù)據(jù)、環(huán)比生產(chǎn)數(shù)據(jù)比、生產(chǎn)走勢圖分析及現(xiàn)場多角度監(jiān)控視頻時(shí)。給人的感覺極為震撼。
廚余垃圾處理設(shè)備工業(yè)監(jiān)控PLC連接APP小程序智能軟硬件開發(fā)之維護(hù)員APP
九、當(dāng)遇到維護(hù)員不足以同時(shí)解決多臺(tái)設(shè)備突發(fā)的告警信息時(shí)，必須得給調(diào)度員一個(gè)可增派附近空閑維護(hù)員的工作臺(tái)。
當(dāng)遇到維護(hù)員上報(bào)或系統(tǒng)預(yù)判需要更換配件時(shí)，調(diào)度員負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)庫房及采購員，配件或部件出庫時(shí)調(diào)度員不僅僅按申報(bào)員進(jìn)行派單，而是按照設(shè)備地理位置進(jìn)行派單，附近的維護(hù)員誰空閑誰上，從而避免配件等人耽誤生產(chǎn)的尷尬。
廚余垃圾處理設(shè)備工業(yè)監(jiān)控PLC連接APP小程序智能軟硬件開發(fā)之管理后臺(tái)
十、以上的問題都落地后，就只剩下一個(gè)對(duì)所有功能和數(shù)據(jù)進(jìn)行管理的操作后臺(tái)，這點(diǎn)跟咱開發(fā)企業(yè)CMS很像，都需要有一個(gè)人機(jī)對(duì)話界面。
比如流量監(jiān)控、調(diào)試數(shù)據(jù)記錄、心跳包數(shù)據(jù)記錄、安裝場地管理、角色權(quán)限管理、智能網(wǎng)關(guān)管理、生產(chǎn)數(shù)據(jù)管理等，無一不是通過管理后臺(tái)進(jìn)行管理。不同角色登錄管理后臺(tái)，根據(jù)權(quán)限，各自查看和管理各自的設(shè)備和數(shù)據(jù)。
至此，一個(gè)可適配包括三菱FX3U型號(hào)PLC在內(nèi)多種PLC，以及國內(nèi)多家品牌的智能網(wǎng)關(guān)和多家廚余垃圾處理設(shè)備廠家的設(shè)備的智能網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)算是開發(fā)、調(diào)試完成。
因?yàn)樵撓到y(tǒng)全部由我一人獨(dú)自開發(fā)，所以架構(gòu)、函數(shù)、接口、功能均有很大的可提升空間，歡迎盆友們私信我交流和溝通。更希望這套小小的智能軟硬件系統(tǒng)能夠發(fā)揮更多的作用。
未完待續(xù)。
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