拋丸清理機(jī)的物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程運(yùn)維應(yīng)用

劉培華，李長泰，孫林林

（青島雙星裝備制造有限公司，山東青島 266400）

0 前言

對(duì)于現(xiàn)在的鑄造行業(yè)，拋丸清理機(jī)基本上需要全天運(yùn)轉(zhuǎn)，一旦設(shè)備出現(xiàn)故障造成停機(jī)，會(huì)給鑄造企業(yè)帶來一定的經(jīng)濟(jì)損失。一般對(duì)于故障設(shè)備的診斷維護(hù)需要生產(chǎn)商安排工程師趕赴現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行問題解決，不過這種方式不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，消耗的經(jīng)濟(jì)成本高，而且拋丸清理機(jī)遍布全國各地甚至國外某些地區(qū)，使得國內(nèi)清理生產(chǎn)廠商的售后維護(hù)成本也在不斷增加。如何實(shí)現(xiàn)拋丸清理機(jī)的故障實(shí)時(shí)報(bào)警、快速解決和遠(yuǎn)程售后維護(hù)，是拋丸清理機(jī)廠商面臨的一個(gè)嚴(yán)峻問題。

隨著國內(nèi)技術(shù)的不斷發(fā)展，拋丸清理機(jī)廠家的信息化水平不斷提升，數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化進(jìn)程不斷加快，物聯(lián)網(wǎng)、云平臺(tái)等新技術(shù)逐步滲透到鑄造行業(yè)，為了提升購買設(shè)備客戶的切實(shí)效益，降低自身售后維護(hù)成本，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的良好轉(zhuǎn)型升級(jí)，增加設(shè)備競(jìng)爭(zhēng)力，著手設(shè)計(jì)一種基于物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程運(yùn)維在拋丸清理機(jī)的應(yīng)用。總體論述了拋丸清理機(jī)物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程運(yùn)維應(yīng)用的整體架構(gòu)，并通過實(shí)例來證明物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程運(yùn)維技術(shù)在拋丸清理機(jī)應(yīng)用的可行性和適用性。

1 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

拋丸清理機(jī)物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程運(yùn)維應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)主要包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)處理以及數(shù)據(jù)應(yīng)用。具體架構(gòu)如圖1、2 所示。

圖1 物聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)圖

1.1 數(shù)據(jù)采集

數(shù)據(jù)采集是該遠(yuǎn)程運(yùn)維系統(tǒng)的基礎(chǔ)，主要由設(shè)備的S7-1200PLC 控制器[1]、觸摸屏[2]、變頻器及各類傳感器裝置組成。傳感檢測(cè)技術(shù)是運(yùn)用傳感器進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)并及時(shí)準(zhǔn)確獲取外界事物各種信息的過程，是物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)物物相連的關(guān)鍵技術(shù)之一。通過各類傳感器PLC 控制器能實(shí)時(shí)收集設(shè)備的數(shù)據(jù)及狀態(tài)，生產(chǎn)的每臺(tái)拋丸清理機(jī)的PLC 控制器都搭配一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)模塊。

1.2 數(shù)據(jù)傳輸

為了在終端能實(shí)時(shí)的監(jiān)控設(shè)備的狀態(tài)，就需要建立高效、可靠的數(shù)據(jù)傳輸通道，將各類傳感器采集到的設(shè)備數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)皆破脚_(tái)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)收集群，并存入云端數(shù)據(jù)庫中。物聯(lián)網(wǎng)模塊以網(wǎng)線、GPRS、4G（中國移動(dòng)、聯(lián)通、電信）等方式實(shí)現(xiàn)設(shè)備數(shù)據(jù)的傳輸，使得物聯(lián)網(wǎng)模塊成為拋丸清理機(jī)和云平臺(tái)的樞紐。

1.3 數(shù)據(jù)處理

主要在云平臺(tái)的服務(wù)器（計(jì)算/存儲(chǔ)/網(wǎng)絡(luò)）的基礎(chǔ)上對(duì)傳感器傳輸?shù)母黝悢?shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，并構(gòu)建基于云平臺(tái)的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備管理平臺(tái)。

1.4 數(shù)據(jù)應(yīng)用

數(shù)據(jù)的應(yīng)用主要是通過PC 客戶端、手機(jī)APP等形式提供拋丸清理機(jī)實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)測(cè)、設(shè)備實(shí)時(shí)定位、工況監(jiān)控、能耗分析、設(shè)備異常分析、故障預(yù)警、工作運(yùn)營統(tǒng)計(jì)、實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控等。

2 設(shè)計(jì)方案應(yīng)用實(shí)施

通過上述設(shè)計(jì)內(nèi)容，合理利用數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)應(yīng)用形成了拋丸清理機(jī)的物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程運(yùn)維系統(tǒng)。通過對(duì)廣西某鑄造企業(yè)清理設(shè)備車間臺(tái)車式拋丸清理機(jī)的遠(yuǎn)程運(yùn)維系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)施，使本次設(shè)計(jì)的拋丸清理機(jī)物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程運(yùn)維系統(tǒng)得到了初步驗(yàn)證。運(yùn)行過程中，通過使用中國聯(lián)通物聯(lián)網(wǎng)專用流量卡，以4G 網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了設(shè)備與云平臺(tái)之間的連接，在此連接的基礎(chǔ)上，通過進(jìn)入開發(fā)的客戶端軟件平臺(tái)，對(duì)連接的設(shè)備進(jìn)行運(yùn)行監(jiān)控、報(bào)警查詢、參數(shù)設(shè)定、程序的遠(yuǎn)程上下載調(diào)試等操作。

而通過電腦PC 客戶端可以方便的實(shí)現(xiàn)設(shè)備監(jiān)控、數(shù)據(jù)監(jiān)控、報(bào)警監(jiān)控、視頻監(jiān)控、項(xiàng)目維護(hù)等功能。同時(shí)也可以通過手機(jī)端實(shí)時(shí)獲取設(shè)備相關(guān)信息：微信或手機(jī)短信實(shí)時(shí)報(bào)警提醒、手機(jī)端實(shí)時(shí)監(jiān)控畫面、參數(shù)設(shè)定、報(bào)警查詢等。手機(jī)APP 顯示的部分界面如圖3 所示。

圖3 手機(jī)APP 顯示的部分界面

圖2 拋丸清理機(jī)

上面所述功能及畫面都是通過電腦或手機(jī)等智能終端登陸云端服務(wù)器，在設(shè)備遠(yuǎn)程運(yùn)行維護(hù)管理平臺(tái)里面以云組態(tài)建立的，而該平臺(tái)可以對(duì)所售的拋丸清理機(jī)進(jìn)行全面監(jiān)控管理及維護(hù)。平臺(tái)功能主要包括我的主頁、項(xiàng)目中心、客戶管理、數(shù)據(jù)分析、運(yùn)營管理等功能。通過相應(yīng)軟件，輸入用戶名和密碼后，點(diǎn)擊相關(guān)鏈接即可進(jìn)入平臺(tái)。

在我的主頁中，每臺(tái)所售具有物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程運(yùn)維系統(tǒng)的拋丸清理機(jī)都會(huì)在平臺(tái)里面添加進(jìn)去，從而使拋丸清理機(jī)的具體地址都會(huì)在地圖上顯示，而且每臺(tái)設(shè)備的序列號(hào)都是唯一的。因此從設(shè)備連通物聯(lián)網(wǎng)后，可以實(shí)時(shí)查詢?cè)撛O(shè)備的在線狀態(tài)，運(yùn)行時(shí)長、地理相關(guān)位置等相關(guān)信息。

在通過點(diǎn)擊地圖上相關(guān)設(shè)備或者通過項(xiàng)目中心，即可通過設(shè)備監(jiān)控、數(shù)據(jù)監(jiān)控、報(bào)警監(jiān)控、視頻監(jiān)控、項(xiàng)目配置、設(shè)備日志等功能查看該設(shè)備的相關(guān)信息，上述功能中的信息及畫面都是提前編輯好的。

在設(shè)備運(yùn)行之前，需提前編輯組態(tài)好該設(shè)備的有關(guān)信息及相應(yīng)的數(shù)據(jù)，組態(tài)時(shí)可以分類編輯多個(gè)畫面。設(shè)備中各個(gè)部件的運(yùn)行、設(shè)備參數(shù)的設(shè)置、設(shè)備故障都可以通過設(shè)備監(jiān)控來顯示。在參數(shù)設(shè)定界面，參數(shù)可以進(jìn)行實(shí)時(shí)修改。一些簡單的問題故障，通過報(bào)警查詢可以簡單的查出問題故障點(diǎn)，無需派遣工程師趕赴現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行設(shè)備故障篩查及維護(hù)，節(jié)省了故障滯留時(shí)間，減輕了設(shè)備客戶的利益損失，降低了自身售后維護(hù)成本。

上述鑄造企業(yè)運(yùn)用實(shí)例，初步確認(rèn)了物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程運(yùn)維系統(tǒng)在拋丸清理機(jī)的可行性和適用性，該物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程運(yùn)維系統(tǒng)在拋丸清理機(jī)上運(yùn)用提高了設(shè)備客戶的切實(shí)利益，減少了一些不必要的損失，降低了自身設(shè)備售后維護(hù)成本，提高了設(shè)備故障處理效率，而且還為拋丸清理機(jī)廠家提供了實(shí)時(shí)、有效的設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，對(duì)建立售后運(yùn)維平臺(tái)，具有推廣價(jià)值。

3 總結(jié)

拋丸清理機(jī)遠(yuǎn)程運(yùn)維系統(tǒng)以自動(dòng)化生產(chǎn)線為基礎(chǔ)，增添物聯(lián)網(wǎng)及云平臺(tái)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)所售設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控和維護(hù)，降低了廠家對(duì)設(shè)備運(yùn)維的成本，為所售廠家提供了快捷有效的售后服務(wù)，提高處理故障的效率，減少了客戶的經(jīng)濟(jì)損失，提高了市場(chǎng)設(shè)備影響力；基于數(shù)據(jù)分析對(duì)所售設(shè)備問題進(jìn)行預(yù)警，對(duì)可更換的拋丸器葉片等易損件使用狀況進(jìn)行時(shí)間提醒，實(shí)現(xiàn)提前維護(hù)，減少設(shè)備停機(jī)率?；谖锫?lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程運(yùn)維系統(tǒng)將原有的零散化管理轉(zhuǎn)變?yōu)榧芯C合化有序管理，提高了售后運(yùn)維效率及設(shè)備運(yùn)行周期，因此拋丸清理機(jī)物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程運(yùn)維系統(tǒng)可以在智能裝備行業(yè)大量推廣應(yīng)用。