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關和多家廚余垃圾處理設備廠家的設備的智能網關系統(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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