周維和

物聯(lián)網(wǎng)的叉車(chē)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)測(cè)平臺(tái)探討

周維和

（林德（中國(guó)）物料搬運(yùn)有限公司，福建 廈門(mén) 361009）

隨著中國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，為了提高系統(tǒng)的準(zhǔn)確性，必須積極采用先進(jìn)的技術(shù)對(duì)原有叉車(chē)系統(tǒng)進(jìn)行改造。目前來(lái)看，中國(guó)大多數(shù)的電動(dòng)叉車(chē)系統(tǒng)還存在時(shí)效性差、不夠靈活、數(shù)據(jù)信息利用效率不高等問(wèn)題，通過(guò)利用互聯(lián)網(wǎng)對(duì)電動(dòng)叉車(chē)系統(tǒng)進(jìn)行改造，能夠?qū)崿F(xiàn)倉(cāng)儲(chǔ)式電動(dòng)叉車(chē)數(shù)據(jù)狀態(tài)的收集與整理，結(jié)合嵌入式技術(shù)、通訊技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等，保證電動(dòng)叉車(chē)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的信息獲取實(shí)效性與靈活性，還能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，確保對(duì)電動(dòng)叉車(chē)遠(yuǎn)程狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)診斷，保證數(shù)據(jù)服務(wù)的總體效果。

物聯(lián)網(wǎng)；叉車(chē)系統(tǒng)；網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)平臺(tái)；上載測(cè)試

隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通訊技術(shù)的快速發(fā)展，現(xiàn)代信息技術(shù)在各行各業(yè)中應(yīng)用愈加廣泛，為行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)提供了契機(jī)。利用物聯(lián)網(wǎng)可加強(qiáng)對(duì)電動(dòng)叉車(chē)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程物理監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)電動(dòng)叉車(chē)系統(tǒng)存在的故障，進(jìn)行診斷，保證電動(dòng)叉車(chē)系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

為了確保整車(chē)狀態(tài)，保障最佳智能化叉車(chē)作業(yè)的有效實(shí)現(xiàn)，必須積極運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對(duì)整個(gè)叉車(chē)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)狀態(tài)信息進(jìn)行采集，保證服務(wù)器能夠快速準(zhǔn)確獲得相應(yīng)的參數(shù)，還能夠直接通過(guò)PC、移動(dòng)客戶(hù)端對(duì)數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。利用自動(dòng)車(chē)輛數(shù)據(jù)采集控制器能夠在服務(wù)器接受請(qǐng)求之后，立即建立連接對(duì)話(huà)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，PLC對(duì)電氣控制系統(tǒng)中的有效應(yīng)用，可以確保參數(shù)設(shè)定精準(zhǔn)性，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并且修改不合理的參數(shù)問(wèn)題；生產(chǎn)過(guò)程中，工藝參數(shù)會(huì)被計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)，工作人員應(yīng)嚴(yán)格按照生產(chǎn)要求，對(duì)澆注的參數(shù)進(jìn)行合理控制，確保整個(gè)澆注參數(shù)符合要求，PID調(diào)節(jié)參數(shù)以及結(jié)晶器振動(dòng)，也能夠?qū)?shù)中的尺寸、長(zhǎng)度、表面溫度、截面參數(shù)等進(jìn)行在線(xiàn)修正。在監(jiān)視操作系統(tǒng)中，操作站安裝高清攝像頭，能夠?qū)φ麄€(gè)操作站的狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)拍攝，進(jìn)而傳輸至控制中心，利用主畫(huà)面便于對(duì)自動(dòng)叉車(chē)系統(tǒng)生產(chǎn)線(xiàn)進(jìn)行實(shí)時(shí)的分析，通過(guò)操作系統(tǒng)監(jiān)控設(shè)備，管理人員點(diǎn)擊鼠標(biāo)，對(duì)工藝畫(huà)面進(jìn)行操作，快速對(duì)不同的工藝流程進(jìn)行切換，從而用直觀(guān)的方式把生產(chǎn)畫(huà)面進(jìn)行更好反映，提供真實(shí)可靠的生產(chǎn)流程監(jiān)控方式。

在選用PLC進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)之后，必須熟悉所選用的PLC機(jī)型，而且應(yīng)該對(duì)基本的操作指令和功能命令進(jìn)行全面分析，確保指令的執(zhí)行安全可靠，明確程序的存儲(chǔ)容量，如果不能夠適應(yīng)環(huán)境發(fā)展的要求，很容易導(dǎo)致系統(tǒng)發(fā)生崩潰，對(duì)通訊接口通信協(xié)議也會(huì)造成較大的影響。在PLC網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，還應(yīng)該尋求廠(chǎng)家的幫助，明確網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)的詳細(xì)資料，應(yīng)該嚴(yán)格根據(jù)系統(tǒng)的大小來(lái)制定工作站的層級(jí)。在軟件編制時(shí)，應(yīng)該選用熟悉的PLC產(chǎn)品，并且對(duì)說(shuō)明書(shū)進(jìn)行詳細(xì)閱讀，所采用的圖形編程器或者軟件包編程，也必須實(shí)現(xiàn)直接編程。如果采用手持編程器進(jìn)行編程，則必須運(yùn)用梯形圖進(jìn)行編程，有效減少錯(cuò)誤，在編程完成之后要確保PLC進(jìn)行空轉(zhuǎn)，等所有動(dòng)作完成之后，才能夠在設(shè)備上開(kāi)始快速調(diào)試。可編程邏輯控制器能夠適應(yīng)工業(yè)環(huán)境，通過(guò)內(nèi)部存儲(chǔ)、執(zhí)行邏輯、運(yùn)算、定時(shí)技術(shù)、順序控制等操作指令，確保機(jī)械生產(chǎn)的過(guò)程實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)管理。自動(dòng)化控制技術(shù)的出現(xiàn)與應(yīng)用可以促進(jìn)冶金行業(yè)的快速發(fā)展，提高中國(guó)工業(yè)產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)效率、自動(dòng)化的控制水平、自身的綜合競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。直流與交流控制系統(tǒng)電動(dòng)叉車(chē)如圖1所示。

圖1 直流與交流控制系統(tǒng)電動(dòng)叉車(chē)

2 物聯(lián)網(wǎng)三層體系的實(shí)現(xiàn)

2.1 感知層

物聯(lián)網(wǎng)的感知層能夠?qū)﹄妱?dòng)叉車(chē)運(yùn)行狀態(tài)信息進(jìn)行自動(dòng)化處理，通過(guò)叉車(chē)控制器狀態(tài)信息主控單元，可以對(duì)電動(dòng)叉車(chē)系統(tǒng)的各種運(yùn)行數(shù)據(jù)和運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。CAN通訊模塊屬于分散式數(shù)據(jù)通訊的方式，能夠用于工業(yè)監(jiān)控和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。無(wú)線(xiàn)Wi-Fi模塊CC3100由于包含嵌入式TCP/IP堆棧，因此可以確保叉車(chē)系統(tǒng)能夠快速地與Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，避免了初始成本，還能夠長(zhǎng)期支持。

2.2 網(wǎng)絡(luò)層

網(wǎng)絡(luò)層能夠?qū)φ麄€(gè)物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，提供輔助功能，形成BSS基本服務(wù)組，在基本服務(wù)組內(nèi)部所有站點(diǎn)的使用頻率都保持一致，如果叉車(chē)活動(dòng)范圍非常大，則必須要有較大的倉(cāng)儲(chǔ)服務(wù)空間，要拓展基本服務(wù)組為服務(wù)結(jié)合。通過(guò)兩個(gè)基本服務(wù)組，共同實(shí)現(xiàn)不同的空間漫游，確保電動(dòng)叉車(chē)系統(tǒng)的活動(dòng)范圍得到延伸，集合ESS擴(kuò)展服務(wù)。

2.3 應(yīng)用層

電動(dòng)叉車(chē)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)平臺(tái)能夠?qū)λ胁孳?chē)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行快速處理，同時(shí)能夠?qū)Ω鞣N故障隱患進(jìn)行全面預(yù)測(cè)，為客戶(hù)端提供相應(yīng)的管理服務(wù)。應(yīng)用層也屬于人機(jī)交互平臺(tái)，包括用戶(hù)、生產(chǎn)商、運(yùn)營(yíng)商都能夠直接利用應(yīng)用層登錄到電動(dòng)叉車(chē)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，有各自不同的權(quán)限和相應(yīng)的管理功能，操作人員只需要輸入賬號(hào)密碼就能夠獲得相應(yīng)的服務(wù)，在應(yīng)用層上可以確保數(shù)據(jù)價(jià)值得到充分發(fā)揮。

3 狀態(tài)信息主控單元軟件

在電動(dòng)叉車(chē)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中，信息化模塊初始完畢后，可以直接作為STA節(jié)點(diǎn)，設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)，保證存儲(chǔ)的服務(wù)數(shù)據(jù)能夠與AP站點(diǎn)連接，實(shí)現(xiàn)叉車(chē)身份信息驗(yàn)證。

在狀態(tài)信息主控模塊中，工作狀態(tài)包括本地模式、報(bào)文模式以及實(shí)時(shí)通訊模式三種類(lèi)型，其中本地模塊主要是由于模塊化初始完成階段，沒(méi)有連接網(wǎng)絡(luò)或者服務(wù)器訪(fǎng)問(wèn)受限，可直接利用遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行自動(dòng)化存儲(chǔ)，避免數(shù)據(jù)傳輸出現(xiàn)問(wèn)題。報(bào)文模式能夠連接到服務(wù)器中，通過(guò)利用CAN總線(xiàn)數(shù)據(jù)信息xml格式，對(duì)所獲得的數(shù)據(jù)信息以報(bào)文的方式傳輸至服務(wù)器，能夠獲得叉車(chē)的實(shí)時(shí)狀態(tài)。實(shí)時(shí)通訊模式能夠直接將服務(wù)器接收的報(bào)文信息進(jìn)行快速準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)，還能夠?qū)Σ孳?chē)的實(shí)時(shí)狀態(tài)進(jìn)行獲取，保證狀態(tài)主控信息模塊正常運(yùn)行。

4 叉車(chē)模擬數(shù)據(jù)上載測(cè)試

在報(bào)文模式下，通過(guò)對(duì)模擬數(shù)據(jù)信息進(jìn)行上載測(cè)試，能夠判斷整個(gè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)男Ч?，通過(guò)利用報(bào)文對(duì)叉車(chē)的各種狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行上傳，利用開(kāi)發(fā)板向服務(wù)器發(fā)送報(bào)文，服務(wù)器隨后對(duì)報(bào)文進(jìn)行解讀，存入數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)部。在實(shí)際測(cè)試的過(guò)程中，通過(guò)利用網(wǎng)絡(luò)調(diào)試助手的軟件，對(duì)整個(gè)叉車(chē)物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的各種數(shù)據(jù)狀態(tài)信息進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)。在上載狀態(tài)下，服務(wù)器對(duì)接收?qǐng)?bào)文解析速度、數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量等進(jìn)行記錄。

具有簡(jiǎn)單高效的效果。根據(jù)上載測(cè)試實(shí)驗(yàn)分析端口所獲得的報(bào)文信息，包括叉車(chē)的類(lèi)型、狀態(tài)參數(shù)等，還能夠?qū)Σ孳?chē)的數(shù)據(jù)狀態(tài)進(jìn)行分析。

利用PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)在自動(dòng)叉車(chē)系統(tǒng)中的應(yīng)用，能夠?qū)φ麄€(gè)操作站進(jìn)行全面監(jiān)測(cè)，對(duì)冷水系統(tǒng)進(jìn)行PID調(diào)節(jié)，確保自動(dòng)控制的整體效果，還能夠?qū)ψ詣?dòng)出坯系統(tǒng)進(jìn)行合理控制。在自動(dòng)叉車(chē)系統(tǒng)操作室內(nèi)設(shè)置兩臺(tái)相同的操作站，一臺(tái)為主力操作站，一臺(tái)為備用操作站。在主力操作站出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，備用操作站能夠立即啟動(dòng)，避免整個(gè)監(jiān)控站的操作受到影響。CRT監(jiān)控可以對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)的功能進(jìn)行控制，避免受到時(shí)間因素的干擾，確保對(duì)機(jī)組狀況、能源介質(zhì)以及設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行進(jìn)行全面控制。在PLC中利用PID調(diào)節(jié)，監(jiān)控站對(duì)自動(dòng)配水操作進(jìn)行管理，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)手動(dòng)以及全自動(dòng)等不同方式，進(jìn)行快速轉(zhuǎn)換。利用按鈕進(jìn)行點(diǎn)擊時(shí)，能夠自動(dòng)跳出PID調(diào)節(jié)畫(huà)面，幫助操作人員對(duì)整個(gè)流量的設(shè)定值進(jìn)行全自動(dòng)的控制方式，還能快速調(diào)節(jié)水表的參數(shù)。

5 遠(yuǎn)程狀態(tài)監(jiān)測(cè)

通過(guò)利用遠(yuǎn)程服務(wù)器，能夠?qū)Τ?chē)狀態(tài)信息進(jìn)行遠(yuǎn)程檢測(cè)與處理，而且通過(guò)設(shè)定不同的狀態(tài)偏離閾值，能夠?qū)φ麄€(gè)狀態(tài)報(bào)警進(jìn)行正確判斷。

對(duì)比傳統(tǒng)較為落后的單一屬性的本地閾值報(bào)警機(jī)制，這種狀態(tài)參數(shù)的報(bào)警機(jī)制較為偏于量報(bào)，其體現(xiàn)的顯著優(yōu)勢(shì)是促使全面且整體狀態(tài)監(jiān)測(cè)的有效實(shí)現(xiàn)，同時(shí)還能為工作人員的數(shù)據(jù)處理工作提供便利，如針對(duì)叉車(chē)控制器數(shù)據(jù)處理來(lái)說(shuō)，提升了其數(shù)據(jù)處理效率，并切實(shí)保證了對(duì)叉車(chē)狀態(tài)監(jiān)測(cè)的全面性和實(shí)時(shí)性，同時(shí)也能夠減少叉車(chē)控制數(shù)據(jù)處理的效果，促進(jìn)數(shù)據(jù)價(jià)值的整體水平得到全面提高。

6 結(jié)論

通過(guò)對(duì)電動(dòng)叉車(chē)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究進(jìn)行分析，綜合運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)電動(dòng)叉車(chē)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)化處理，既能夠降低生產(chǎn)成本，又可以對(duì)整個(gè)電動(dòng)叉車(chē)系統(tǒng)進(jìn)行全面加控，保證了系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性，值得在行業(yè)實(shí)踐中推廣和應(yīng)用。

［1］朱國(guó)強(qiáng).基于物聯(lián)網(wǎng)的叉車(chē)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)測(cè)平臺(tái)研究［D］.合肥：合肥工業(yè)大學(xué)，2017.

TH242

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2019.18.061

2095－6835（2019）18－0143－02

〔編輯：嚴(yán)麗琴〕