廚余垃圾處理設備工業(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)之功能結構篇》繼續(xù)總結一下廚余垃圾處理設備智能軟硬件統(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。
廚余垃圾處理設備智能軟硬件的基本原理可理解為一臺PLC的上位機，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。然而實際的成品則要復雜幾十上百倍，具體細節(jié)較多，下面且聽我為朋友們一一道來。
廚余垃圾處理設備工業(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)之功能結構篇》繼續(xù)總結一下廚余垃圾處理設備智能軟硬件統(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。
廚余垃圾處理設備智能軟硬件的基本原理可理解為一臺PLC的上位機，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。然而實際的成品則要復雜幾十上百倍，具體細節(jié)較多，下面且聽我為朋友們一一道來。
廚余垃圾處理設備工業(yè)監(jiān)控PLC連接APP小程序智能軟硬件開發(fā)之PLC設備
一、一套智能軟硬件系統(tǒng)的目的在于用技術來解決生產中遇到的實際問題，首要的元素便是數(shù)據(jù)的準確性。
數(shù)據(jù)準確性，這里指的是通過比對智能軟硬件系統(tǒng)獲取到的廚余垃圾處理設備的數(shù)據(jù)值和PLC操控端顯示的是否一致。包括實時數(shù)據(jù)、累計數(shù)據(jù)、當前數(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)時準確的。
廚余垃圾處理設備工業(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
二、因為廚余垃圾處理設備是7X24小時的運轉，所以，穩(wěn)定是重中之重。
這個有點類似開發(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，要么業(yè)務數(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、動態(tài)訪問日志、數(shù)據(jù)庫操作日志，再根據(jù)經驗來分析、判斷和找出問題所在并完善之。但對于分布在幾十個不同現(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)經驗來開發(fā)。只有在以上各種日志支持下，結合系統(tǒng)后臺進行遠程操作，才能不斷完善和修復，才能保證智能硬件7X24小時的持續(xù)工作。
廚余垃圾處理設備工業(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
三、如果安裝量達到一定規(guī)模后，平時一些不起眼的浪費會被無限放大，累加起來的量相當驚人。比如電費、流量費。如何做到節(jié)能和低碳，是一個必須考慮和重視的問題。
好比用微波爐加熱牛奶時，需要2分鐘。但是通過不斷的采樣和分析后，得知在1.53分鐘時關閉加熱功能，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臺微波爐，每年可節(jié)約：0.03 * 6 * 24 * 100 * 365 = 15.768萬。
當然，這里只是舉一個例子，廚余垃圾處理設備功率大比這個大的多，每次加工、發(fā)酵持續(xù)的時間長，每年耗電量高達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。但是這必須改動設備，廠家不授權無法實現(xiàn)各種傳感器的添加和控制現(xiàn)有設備。
除了電能就數(shù)流量費支出大，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。加上一臺廚余垃圾處理設備每天可盈利3000來塊，不會太在意幾十塊的流量費。然而經過安裝我們的智能軟硬件系統(tǒng)后，50臺設備每年節(jié)省了100來萬元的流量費用。
廚余垃圾處理設備工業(yè)監(jiān)控PLC連接APP小程序智能軟硬件開發(fā)之數(shù)據(jù)共享
四、在數(shù)據(jù)準確、運行穩(wěn)定、節(jié)能的基礎上，還需要把數(shù)據(jù)共享及流轉落實下來。因為甲方同時安裝幾十臺廚余垃圾處理設備，每臺設備的生產數(shù)據(jù)能否在約定的時間內流轉到協(xié)議的平臺，這是甲方尤其關心的環(huán)節(jié)。
數(shù)據(jù)流轉一方面是規(guī)則配置，比如每天允許流轉上、下限，流轉規(guī)則和觸發(fā)條件；另一方面是下一流轉場景對象配置，包括數(shù)據(jù)傳輸方式、數(shù)據(jù)結構、加解密方式、流轉流程和步驟等。只有將數(shù)據(jù)流轉起來，讓數(shù)據(jù)產生價值，才是整個項目的目的（其實就是落地與變現(xiàn)）。
廚余垃圾處理設備工業(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、 細心的朋友或許會疑惑：“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)挖掘指的是對生產數(shù)據(jù)、設備數(shù)據(jù)、流量數(shù)據(jù)、電力數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)進行計算、分析、取樣、篩選和儲存。
數(shù)據(jù)模型則用于品控、設備維護、智能網(wǎng)關維護、流量控制、電能控制等方面。
品控，是根據(jù)數(shù)據(jù)模型計算和匹配出當前產品的質量是否達標、是否有殘次品。如果有，則通過云端操控對現(xiàn)場的廚余垃圾處理設備進行微調。當同一個微調三次均未成功，該告警信息會同時通知維護員，若通知兩次維護員均未得到相應和解決，系統(tǒng)自動停機。即便人工強行重啟設備，系統(tǒng)也會強制停機，直到系統(tǒng)檢查到告警信息已經消除才恢復生產。
廚余垃圾處理設備工業(yè)監(jiān)控PLC連接APP小程序智能軟硬件開發(fā)之設備及數(shù)據(jù)配置
六、當設備穩(wěn)定運行、系統(tǒng)獲取到準確的數(shù)據(jù)正常運轉后，甲方往往會對智能軟硬件系統(tǒng)的安裝提要求，安裝、調試必須直觀、方便、易操作。不同甲方的需求不同、接入的PLC不同、廚余垃圾處理設備不同、智能網(wǎng)關不同；如果每次安裝和調試都需要軟、硬件工程師（其實就我一人代辦）一起修改代碼的話，顯然人力和時間成本太高，未知因素也較多。一旦在別的現(xiàn)場運行好好的智能軟硬件系統(tǒng)，換個場地突然不行時，檢查起來會讓人抓狂。為了減少和避免人為的失誤，將運行參數(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，比如當前數(shù)據(jù)地址、累計數(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)流轉需要配置，包括每天獲取頻次、每天流轉頻次、每天流轉上下限、流轉規(guī)則等；智能網(wǎng)關需要配置；不同品牌PLC需要配置；不同廠家廚余垃圾處理設備需要配置。只有豐富且必要的配置，才能保證每次安裝、調試的順利與及時。
有配置文件后，即便是設備的硬件維護員，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，咱再來介紹一下咱IT碼農較熟悉的領域：多業(yè)態(tài)展示與控制。
對于一家企業(yè)來說，市場重要，技術也重要；一個變現(xiàn)，另一個生產。既要給設備維護員一個用于維護設備的APP來滿足工作需要；也要給銷售員直觀展示與遠程操控廚余垃圾處理設備的小程序。
同一名維護員負責十臺廚余垃圾處理設備的維護時，沒有一個管理APP的話，除了顧此失彼的忙得團團轉之外，還不能圓滿及時的解決任何問題。因為不同設備安裝場地之間離得遠，光是日常巡查一圈就得2-3天時間，剛從設備甲場地檢查完離開去設備乙場地的路上，設備甲突然溫度過高必須立即處理，沒有管理APP，等維護員花3天時間把剩下的9臺設備巡檢完，估計設備甲的現(xiàn)場已經上新聞了。所以有一個方便、好用的管理員APP相當重要。
一名銷售員只能靠PPT介紹設備的優(yōu)勢時，遠不如在小程序里展示某臺設備當天、昨天、前天生產數(shù)據(jù)及生產走勢圖來得直觀，再讓客戶遠程操控一下該設備，這遠在天邊卻又近在咫尺的感覺，會讓設備的展示和匯報更具競爭優(yōu)勢。
廚余垃圾處理設備工業(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，得有一個像樣的落地大屏來直觀、震撼的展示（其實是炫耀）企業(yè)的設備裝機規(guī)模、全球分布圖、每天生產量、每臺設備運行情況、生產走勢圖、節(jié)能統(tǒng)計數(shù)據(jù)、低碳對比數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)。
總部接待訪客參觀展覽室時，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備的生產數(shù)據(jù)的排名、對比、趨勢走向等大數(shù)據(jù)；當講解員隨意點擊一臺設備，畫面切換到該設備節(jié)能數(shù)據(jù)、流量消耗數(shù)據(jù)、低碳數(shù)據(jù)、歷史生產數(shù)據(jù)、當天生產數(shù)據(jù)、環(huán)比生產數(shù)據(jù)比、生產走勢圖分析及現(xiàn)場多角度監(jiān)控視頻時。給人的感覺極為震撼。
廚余垃圾處理設備工業(yè)監(jiān)控PLC連接APP小程序智能軟硬件開發(fā)之維護員APP
九、當遇到維護員不足以同時解決多臺設備突發(fā)的告警信息時，必須得給調度員一個可增派附近空閑維護員的工作臺。
當遇到維護員上報或系統(tǒng)預判需要更換配件時，調度員負責協(xié)調庫房及采購員，配件或部件出庫時調度員不僅僅按申報員進行派單，而是按照設備地理位置進行派單，附近的維護員誰空閑誰上，從而避免配件等人耽誤生產的尷尬。
廚余垃圾處理設備工業(yè)監(jiān)控PLC連接APP小程序智能軟硬件開發(fā)之管理后臺
十、以上的問題都落地后，就只剩下一個對所有功能和數(shù)據(jù)進行管理的操作后臺，這點跟咱開發(fā)企業(yè)CMS很像，都需要有一個人機對話界面。
比如流量監(jiān)控、調試數(shù)據(jù)記錄、心跳包數(shù)據(jù)記錄、安裝場地管理、角色權限管理、智能網(wǎng)關管理、生產數(shù)據(jù)管理等，無一不是通過管理后臺進行管理。不同角色登錄管理后臺，根據(jù)權限，各自查看和管理各自的設備和數(shù)據(jù)。
至此，一個可適配包括三菱FX3U型號PLC在內多種PLC，以及國內多家品牌的智能網(wǎng)關和多家廚余垃圾處理設備廠家的設備的智能網(wǎng)關系統(tǒng)算是開發(fā)、調試完成。
因為該系統(tǒng)全部由我一人獨自開發(fā)，所以架構、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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