亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        云計(jì)算物聯(lián)工業(yè)制造柔性數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)*

        2021-08-07 02:03:44楊素珍肖家鑫
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2021年21期
        關(guān)鍵詞:通信協(xié)議柔性重構(gòu)

        楊素珍,肖家鑫

        (漳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院 機(jī)械工程學(xué)院,福建 漳州 363000)

        工業(yè)制造數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)是現(xiàn)代化制造系統(tǒng)的重要組成部分,其主要功能是采集制造流程中的數(shù)據(jù),通過多種信息交互,實(shí)現(xiàn)響應(yīng)式生產(chǎn)管理和維護(hù)[1]。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,產(chǎn)品需求日趨個(gè)性化和復(fù)雜化,使得工業(yè)制造設(shè)備種類繁多,數(shù)據(jù)接口類型和通信協(xié)議等差異大,制約了制造系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)化集成和數(shù)據(jù)共享,工業(yè)制造數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)需要具備高柔性和可擴(kuò)展性,以適應(yīng)復(fù)雜多異構(gòu)對(duì)象智能工廠環(huán)境下的應(yīng)用。結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算的柔性工業(yè)制造數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)是智能工廠的關(guān)鍵技術(shù)之一,引起國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注[2-4]。本文提出一種可配置的數(shù)據(jù)監(jiān)控終端和可配置的數(shù)據(jù)監(jiān)控平臺(tái),以解決現(xiàn)有系統(tǒng)在離散化、異構(gòu)性、可快速定制等特點(diǎn)的復(fù)雜智能工廠工業(yè)制造下應(yīng)用的不足。該系統(tǒng)使用終端配置軟件可靈活調(diào)整數(shù)據(jù)監(jiān)控終端的接口采集模式,數(shù)據(jù)監(jiān)控平臺(tái)提供可配置的頁(yè)面,對(duì)人機(jī)交互界面和數(shù)據(jù)重構(gòu)規(guī)則進(jìn)行配置,實(shí)現(xiàn)柔性高效數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)的快速接入和數(shù)據(jù)重構(gòu)變換,兼容高動(dòng)態(tài)、快變化的制造系統(tǒng)監(jiān)控需求,實(shí)現(xiàn)即插即用。

        1 系統(tǒng)層次化架構(gòu)

        本文系統(tǒng)的層次化架構(gòu)如圖1所示,系統(tǒng)分為三層,分別記為采集層、服務(wù)層和應(yīng)用層。采集層將采集數(shù)據(jù)封裝成統(tǒng)一規(guī)則描述的數(shù)據(jù)格式發(fā)送至服務(wù)層,應(yīng)用層接收服務(wù)層數(shù)據(jù)并在應(yīng)用層人機(jī)交互界面下實(shí)現(xiàn)可視化,服務(wù)層則作為整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理中心。

        圖1 系統(tǒng)層次化架構(gòu)

        采集層由現(xiàn)場(chǎng)物理設(shè)備、數(shù)據(jù)監(jiān)控終端和外接模塊組成。多個(gè)數(shù)據(jù)監(jiān)控終端節(jié)點(diǎn)采用分布式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),而部分具備網(wǎng)絡(luò)通信能力的智能設(shè)備也能直接對(duì)接云監(jiān)控平臺(tái)中間件進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。服務(wù)層基于云計(jì)算搭建服務(wù)器集群,并通過負(fù)載均衡提高系統(tǒng)資源利用率和并發(fā)數(shù)據(jù)處理能力。應(yīng)用層面向用戶提供應(yīng)用服務(wù),基于不同制造系統(tǒng)的需求,在應(yīng)用層提供可配置界面,用戶根據(jù)需求進(jìn)行自主配置。

        云監(jiān)控平臺(tái)基于B/S模式架構(gòu),視圖界面以JSP結(jié)合CSS、JavaScript、AJAX等前端技術(shù)進(jìn)行開發(fā)。應(yīng)用層實(shí)現(xiàn)的功能包括:(1)數(shù)據(jù)指令下行,實(shí)現(xiàn)設(shè)備遠(yuǎn)程控制;(2)接收數(shù)據(jù)上行可視化,實(shí)現(xiàn)設(shè)備監(jiān)測(cè);(3)數(shù)據(jù)報(bào)表顯示與分析、存儲(chǔ)及挖掘。

        2 柔性可配置數(shù)據(jù)交互方案

        2.1 數(shù)據(jù)交互模型

        本文系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互模型如圖2所示,用戶通過人機(jī)交互界面進(jìn)行系統(tǒng)操作。下行數(shù)據(jù)指令由數(shù)據(jù)監(jiān)控終端解析和控制,通過I/O或數(shù)字接口輸出至物理設(shè)備;存儲(chǔ)數(shù)據(jù)主要包括節(jié)點(diǎn)注冊(cè)信息和數(shù)據(jù)重構(gòu)規(guī)則等配置信息。終端配置軟件用于配置數(shù)據(jù)監(jiān)控終端的設(shè)備ID、采集數(shù)據(jù)指令等信息,配置信息保存到終端的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊。對(duì)于一些智能設(shè)備、自主開發(fā)設(shè)備可根據(jù)中間件規(guī)定的數(shù)據(jù)協(xié)議格式上發(fā)數(shù)據(jù)。節(jié)點(diǎn)注冊(cè)功能用于解決現(xiàn)有數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)在應(yīng)對(duì)制造系統(tǒng)離散化特點(diǎn)時(shí)可擴(kuò)展性不足的問題,云監(jiān)控平臺(tái)可面向多家公司節(jié)點(diǎn)及其下屬多個(gè)生產(chǎn)線節(jié)點(diǎn)進(jìn)行注冊(cè)。

        圖2 數(shù)據(jù)交互模型

        2.2 終端可重構(gòu)采集模式

        為了實(shí)現(xiàn)終端的快速應(yīng)用,本文利用終端配置軟件對(duì)數(shù)據(jù)監(jiān)控終端進(jìn)行基礎(chǔ)信息和數(shù)據(jù)通信協(xié)議的配置。數(shù)據(jù)監(jiān)控終端通過RS-232接口連接PC,接收該配置軟件發(fā)送過來的配置信息進(jìn)行持久化。數(shù)據(jù)監(jiān)控終端上電后初始化時(shí)將讀取配置信息,根據(jù)配置信息進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、封裝等處理。通過分析常用控制器通用協(xié)議如ModbusRTU、HostLink、ProfiBus等協(xié)議,可知其請(qǐng)求數(shù)據(jù)、響應(yīng)數(shù)據(jù)由一串各位置數(shù)據(jù)功能固定的數(shù)據(jù)幀格式組成,數(shù)據(jù)校驗(yàn)方式一般包括和校驗(yàn)、CRC、FCS等,根據(jù)各協(xié)議的請(qǐng)求數(shù)據(jù)和響應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行總結(jié),將采集數(shù)據(jù)和反饋數(shù)據(jù)處理過程中需要配置的變量進(jìn)行總結(jié),各變量定義如表1所述。

        在終端配置軟件上,通過“加載配置文件”按鈕讀取JSON格式數(shù)據(jù)的配置文件,在配置文件中對(duì)上述變量進(jìn)行定義。

        2.3 可配置云監(jiān)控平臺(tái)數(shù)據(jù)重構(gòu)規(guī)則

        云監(jiān)控平臺(tái)根據(jù)用戶配置的信息對(duì)采集數(shù)據(jù)包進(jìn)行重構(gòu),并存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)。將數(shù)據(jù)重構(gòu)規(guī)則分為數(shù)據(jù)映射、注釋插入、I/O檢測(cè)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)重構(gòu)流程如圖3所示。云監(jiān)控平臺(tái)的邏輯接口將Json格式的采集數(shù)據(jù)進(jìn)行分解,利用DeviceID查詢數(shù)據(jù)重構(gòu)規(guī)則配置信息,并將其封裝至數(shù)據(jù)集合,利用PortName、DataType匹配數(shù)據(jù)集合中的配置信息進(jìn)行數(shù)據(jù)重構(gòu)。建立所有數(shù)據(jù)類型的Data重構(gòu)規(guī)則,方便根據(jù)應(yīng)用需求進(jìn)行具體構(gòu)造Data內(nèi)容和格式。

        圖3 數(shù)據(jù)重構(gòu)流程

        3 應(yīng)用案例

        將本文柔性工業(yè)制造數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用于多機(jī)器人角鐵激光切割自動(dòng)化生產(chǎn)線,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖4所示,數(shù)據(jù)監(jiān)控終端設(shè)置兩種采集模式對(duì)接現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備,云監(jiān)控平臺(tái)設(shè)置四種數(shù)據(jù)重構(gòu)規(guī)則。

        圖4 制造系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

        3.1 物理設(shè)備

        切割系統(tǒng)主要由兩臺(tái)激光切割機(jī)器人及其移載底座、兩組角鐵輸送平臺(tái)組成,主控制器采用三菱L系列可編程邏輯控制器PLC,與外設(shè)的通信協(xié)議為MELSEC協(xié)議。激光切割機(jī)器人控制箱設(shè)有設(shè)備信息I/O輸出板,以多路I/O并行數(shù)字信號(hào)來表征故障類型、設(shè)備狀態(tài)和焊接參數(shù)等。

        3.2 數(shù)據(jù)監(jiān)控需求分析

        切割系統(tǒng)被監(jiān)控對(duì)象包括工控PC、PLC和激光切割機(jī)器人。工控PC的工藝參數(shù)由數(shù)據(jù)監(jiān)控終端被動(dòng)式采集,自定義通信協(xié)議和校驗(yàn)?zāi)J?,這些數(shù)據(jù)上傳至云監(jiān)控平臺(tái)進(jìn)行存儲(chǔ)并用于歷史工藝數(shù)據(jù)追溯,數(shù)據(jù)接口為RS-232。對(duì)PLC采用主動(dòng)模式監(jiān)控其故障狀態(tài)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),接口為基本I/O和RS-485,通信協(xié)議MELSEC。對(duì)激光切割機(jī)器人采用主動(dòng)模式監(jiān)控其故障狀態(tài)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)工作循環(huán)次數(shù),接口為基本I/O、脈沖信號(hào)輸入和RS-485,通信協(xié)議PROFIBUS。數(shù)據(jù)監(jiān)控終端通過中國(guó)電信移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)連接Internet實(shí)現(xiàn)與云監(jiān)控平臺(tái)的數(shù)據(jù)交互。

        3.3 系統(tǒng)配置

        根據(jù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)監(jiān)控需求,使用三個(gè)數(shù)據(jù)監(jiān)控終端,一個(gè)連接工控PC和PLC,另外兩個(gè)分別連接兩套激光切割機(jī)器人,通過終端配置軟件設(shè)置并導(dǎo)入三個(gè)數(shù)據(jù)監(jiān)控終端配置變量,在云監(jiān)控平臺(tái)進(jìn)行賬戶、生產(chǎn)線節(jié)點(diǎn)、設(shè)備節(jié)點(diǎn)注冊(cè)及數(shù)據(jù)重構(gòu)規(guī)則配置。

        4 測(cè)試結(jié)果與分析

        4.1 實(shí)時(shí)狀態(tài)檢測(cè)

        通過瀏覽器進(jìn)入云監(jiān)控平臺(tái)界面,在登陸系統(tǒng)后,可查看系統(tǒng)中所有連接設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài),數(shù)據(jù)監(jiān)控終端與物理設(shè)備之間的通信狀態(tài),系統(tǒng)接入三臺(tái)物理設(shè)備(工控PC和PLC當(dāng)作同一臺(tái)物理設(shè)備)的信息監(jiān)控界面如圖5所示。

        圖5 實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)控

        4.2 數(shù)據(jù)采集監(jiān)控

        數(shù)據(jù)監(jiān)控內(nèi)容包括統(tǒng)計(jì)計(jì)數(shù)、加工參數(shù)、故障數(shù)據(jù)等。其中,計(jì)數(shù)數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)監(jiān)控終端2、3連接激光切割機(jī)器人獲取,設(shè)備ID分別為SL002、SL003,監(jiān)控界面如圖6所示。

        圖6 統(tǒng)計(jì)計(jì)數(shù)數(shù)據(jù)

        角鐵加工參數(shù)由數(shù)據(jù)監(jiān)控終端1監(jiān)控工控PC獲取,設(shè)備ID為SL001,監(jiān)控界面如圖7所示。

        圖7 角鐵加工參數(shù)數(shù)據(jù)

        故障診斷監(jiān)測(cè)由數(shù)據(jù)監(jiān)控終端分別監(jiān)控PLC和激光切割機(jī)器人獲取,監(jiān)控界面如圖8所示。

        圖8 故障診斷數(shù)據(jù)

        4.3 遠(yuǎn)程控制指令下發(fā)

        遠(yuǎn)程控制指令下發(fā)包括開關(guān)量控制和文本指令控制,控制界面如圖9所示。開關(guān)量控制通過8路按鈕輸出,對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)采集終端1-8號(hào)開關(guān)量控制端口。文本指令通過對(duì)應(yīng)的接口名稱按鈕下發(fā)至數(shù)據(jù)監(jiān)控終端,數(shù)據(jù)監(jiān)控終端將指令在對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)接口輸出。

        圖9 遠(yuǎn)程控制指令下發(fā)

        4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

        終端配置軟件對(duì)監(jiān)控終端進(jìn)行配置后,能夠穩(wěn)定對(duì)接現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備異構(gòu)數(shù)據(jù)接口、通信協(xié)議、采集模式,且兼容云監(jiān)控平臺(tái)。云監(jiān)控平臺(tái)經(jīng)過配置實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化與直觀語(yǔ)義解讀,視圖界面組件具備通用性。系統(tǒng)經(jīng)過配置對(duì)三臺(tái)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)控,實(shí)時(shí)性、故障監(jiān)控、數(shù)據(jù)檢測(cè)、遠(yuǎn)程控制等流程正常,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表面系統(tǒng)具有良好的可配置性。

        5 結(jié)束語(yǔ)

        文章提出一種可配置層次化架構(gòu)的物聯(lián)工業(yè)制造柔性數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng),該系統(tǒng)由數(shù)據(jù)監(jiān)控終端和云監(jiān)控平臺(tái)組成,建立動(dòng)態(tài)可配置數(shù)據(jù)交互機(jī)制,針對(duì)不同工業(yè)制造系統(tǒng)應(yīng)用需求,采用多個(gè)具有多種通用接口的數(shù)據(jù)監(jiān)控終端分布式物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)化連接現(xiàn)場(chǎng)物理設(shè)備,采用無(wú)線移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)連接云監(jiān)控平臺(tái),并由云監(jiān)控平臺(tái)進(jìn)行統(tǒng)一數(shù)據(jù)管理,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)的柔性個(gè)性化定制。在角鐵激光切割機(jī)器人生產(chǎn)線上進(jìn)行系統(tǒng)功能和性能驗(yàn)證,測(cè)試結(jié)果表明該系統(tǒng)具備較高柔性,可兼容不同制造系統(tǒng)異構(gòu)物理設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)控,具有較好的應(yīng)用推廣價(jià)值。

        猜你喜歡
        通信協(xié)議柔性重構(gòu)
        一種柔性拋光打磨頭設(shè)計(jì)
        長(zhǎng)城敘事的重構(gòu)
        攝影世界(2022年1期)2022-01-21 10:50:14
        灌注式半柔性路面研究進(jìn)展(1)——半柔性混合料組成設(shè)計(jì)
        石油瀝青(2021年5期)2021-12-02 03:21:18
        高校學(xué)生管理工作中柔性管理模式應(yīng)用探索
        北方大陸 重構(gòu)未來
        基于Z-Stack通信協(xié)議棧的紅外地溫采集電路設(shè)計(jì)
        北京的重構(gòu)與再造
        商周刊(2017年6期)2017-08-22 03:42:36
        論中止行為及其對(duì)中止犯的重構(gòu)
        基于DMX512通信協(xié)議的多路轉(zhuǎn)發(fā)器設(shè)計(jì)與研究
        基于NS-3的PLC多頻通信協(xié)議仿真平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
        女优免费中文字幕在线| 蜜桃av一区二区三区| 自拍视频在线观看国产| 亚洲成a∨人片在线观看无码| 国产97在线 | 亚洲| 亚洲综合色一区二区三区另类| 久久精品国产亚洲av蜜桃av| 久久人妻一区二区三区免费| 一进一出一爽又粗又大| 成人国产精品999视频| 亚洲熟女国产熟女二区三区| 免费观看人妻av网站| 国产午夜成人av在线播放| 亚洲精品无码av片| 日本一区二区国产高清在线播放| 日本最新一区二区三区在线| 狠狠精品久久久无码中文字幕 | 五月婷婷激情六月开心| 国产成人精品一区二三区孕妇| 小蜜被两老头吸奶头在线观看| 免费一区二区三区在线视频| 用力草我小逼视频在线播放| 99精品久久99久久久久| 亚洲国产精品日韩av专区| 亚洲AV无码成人精品区天堂| 老熟妇嗷嗷叫91九色| 无码人妻精品一区二区三区东京热| 国语少妇高潮对白在线| 1234.com麻豆性爰爱影| 日本高清视频在线观看一区二区| 美女网站免费福利视频| 中文字幕天堂网| av天堂手机一区在线| 久久精品国产99久久久| 国产suv精品一区二区| 无码熟妇人妻av在线c0930| 亚洲一区二区三区偷拍厕所| 中文字幕欧美人妻精品一区| 亚洲永久精品ww47永久入口| 日本精品少妇一区二区| 国产av国片精品jk制服|