基于OneNET 的ZH 型強磁選機水壓監測系統設計①

付亦文， 辛業薇， 白利賓， 洪潤江

（長沙礦冶研究院有限責任公司，湖南 長沙410012）

ZH 強磁選機歷經多年迭代升級，目前已在金屬礦磁選和非金屬礦除雜領域廣泛應用。 它具有分選指標好、不易堵塞、設備占用空間小、耗電量低、容易操作等特點［1］。 但是隨著工業物聯網的蓬勃發展，要求對設備運行的關鍵數據進行實時采集、監控和存儲。 本文利用中移OneNET 云平臺來設計ZH 強磁選機監測系統，以ZH 強磁選機沖洗水壓力為例，設計設備數據的采集和上傳云端進行存儲與顯示的方案，實現設備上云。

1 沖洗水壓監測系統的硬件結構設計

ZH 強磁選機沖洗水壓監測系統的設計結構如圖1 所示。

圖1 ZH 強磁選機沖洗水壓監測系統硬件設計結構圖

設計目的是為了實現ZH 強磁選機沖洗水壓數據能實時上傳至中移OneNET 云端進行存儲與顯示。 主要采用壓力變送器進行液壓測量，利用模擬采集模塊采集液壓信號。 數據以modbus RTU 協議通過RS485接口傳輸到物聯網網關4G DTU 模塊上，通過4G DTU的modbus TCP／RTU 轉換功能，將數據以modbus TCP協議通過RS485 串口轉4G 傳輸到中移OneNET 云平臺。

2 監控系統的硬件選型

通過閱讀相關文獻和選型應當遵守的規制，結合本次基于中移OneNET 監測系統的設計要求，最終選用擴散硅壓力變送器SIN-P300、模擬采集模塊DAQM4206、物聯網網關4G DTU（TAS-L15）模塊等硬件。

2.1 壓力變送器選型

擴散硅壓力變送器具有工作可靠、性能穩定、安裝使用方便、體積小、質量輕、性能價格比高等特點，能在各種正負壓力測量中得到廣泛應用。 采用進口擴散硅或芯體作為壓力檢測元件，傳感器信號經高性能電子放大器轉換成0～10 mA 或4～20 mA 統一輸出信號。

2.2 模擬采集模塊選型

模擬采集模塊具有性能穩定、精度高、抗干擾能力強體積小、質量輕、性能價格比高等特點，能在各種采集4～20 mA 電流信號中得到廣泛應用。

2.3 4G DTU 物聯網網關選型

TAS-L15 是2018 年推出的4G 產品。 軟件功能完善，覆蓋絕大多數常規應用場景，支持2G／3G／4G 移動、聯通手機卡及物流網卡，具有Modbus RTU 轉TCP，TCP、UDP、MQTT 連接，自定義注冊包、心跳包等功能。 通過AT 指令進行設置，即可使用本產品實現串口到網絡的雙向數據透明傳輸。

3 沖洗水壓監測系統的軟件設計

3.1 水壓監測系統產品的創立

將設備數據接入OneNET 云端，第一步，創建產品，選擇TCP 透傳，如圖2 所示。

第二步，需要創建設備、記錄設備ID 等信息，為注冊包設置打下基礎，如圖3 所示。

第三步，上傳Lua 腳本，通過頁面上傳解析腳本到產品［2］。 這樣就為ZH 強磁選機沖洗水壓數據上傳OneNET 云平臺打下基礎。

3.2 TCP 透傳腳本編寫

TCP 透傳使用Lua 腳本。它是一個小巧的腳本語言，其設計目的是為了通過靈活嵌入應用程序中從而為應用程序提供靈活的擴展和定制功能。 在TCP透傳中，腳本的作用是用于解析從設備上傳的數據，從平臺給設備下發命令，經數據腳本解析后，通過設備上傳的數據能夠在平臺展示；并可以被統計、分析。 監測系統對DTU 上傳的modbus TCP 響應報文進行解析，將沖洗水壓數據在平臺上顯示。 腳本具體編程見圖4。

圖2 創建產品

圖3 創建設備ID 等信息

圖4 腳本編程

3.3 AT 指令

AT 指令集是從終端設備（Terminal Equipment，TE）或數據終端設備（Data Terminal Equipment，DTE）向終端適配器（Terminal Adapter，TA）或數據電路終端設備AT（Data Circuit Terminal Equipment，DCE）發送的，通過TA，TE 發送AT 指令來控制移動臺（Mobile Station，MS）的功能，與GSM 網絡業務進行交互。 用戶可以通過AT 指令進行呼叫、短信、電話本、數據業務、傳真等方面的控制［3］。

本系統設計主要使用AT 指令，實現4G DTU（TAS-L15）與中移OneNET 物聯網云平臺雙向數據透明傳輸。

3.4 OneNET view 可視化屏幕建立

OneNET view 是中國移動OneNET 云平臺設置的可視化平臺，其具有快速、靈活搭建專業水準的物聯網可視化大屏應用，無縫對接海量數據，完美適配多分辨率大屏，提供豐富的物聯網行業定制模版和行業組件，能應對智能家居、智慧城市、水利水電、智慧醫療等數據可視化需求［4］。

本文利用此功能完成對上傳數據進行可視化操作，首先利用保存在OneNET 平臺的數據通過格式轉換成現實水壓，將其與時間等數據一起建立數據集，如表1 所示。 通過項目列表功能，實現ZH 強磁選機沖洗水可視化，如圖5 所示。

表1 ZH 強磁選機沖洗水水壓監測數據集

圖5 ZH 強磁選機沖洗水壓監測大屏幕

4 結 語

以中國移動OneNET 物聯網云為基礎，確定了實現ZH 強磁選機沖洗水壓力數據上傳云端的硬件設計方案，按照OneNET 設備上傳云端的要求，選擇合適的透傳方式，編寫合適的登入AT 指令和數據處理腳本，成功實現基于中移OneNET 云平臺的ZH 強磁選機沖洗水壓監測系統設計。