烘干機監控云平臺的設計與開發

◎ 張凱鋒，張海洲

（鄭州中糧科研設計院有限公司，河南 鄭州 450001）

隨著工業互聯網的發展，國家相繼出臺了《中國制造2025》等政策性文件，體現了信息技術與制造技術深度融合的數字化、網絡化、智能化制造主線。目前糧食烘干機只能實現烘干作業的自動啟停控制，在中控室內可以查看烘干機及烘干谷物參數，而不能實現設備狀態實時在線監測，設備制造廠家也不能對設備運行狀態實時在線監測，實現烘干機的遠程運維。

開發烘干機監控云平臺，利用大數據、云平臺技術可以加強對烘干作業現場各類數據監測、設備狀態數據的綜合智能分析，及時預測和發現各類生產隱患和問題。通過與生產控制系統高效集成，使數據分析結果能夠直接指導生產管理和現場控制，最大限度地發揮生產數據資產價值，提升烘干設備的運行效率和安全保障能力，實現真正意義上的烘干智能化生產。

1 技術實現

1.1 總體設計

烘干機監控云平臺整體采用前后端分離模式開發。App 客戶端作為前端，采用uni-app 框架開發，通過uni-app 內置的uni.request()方法向后端系統發送請求。后端采用多層體系結構，即控制層（Controller）、業務層（Service）、數據訪問層（Mapper）。控制層負責處理前端發來的請求，并通過調用業務層，將業務層數據響應給前端用戶。業務層負責處理一些復雜的業務邏輯，并調用數據層Mapper，與數據庫進行交互。而數據庫中的數據來源于PLC 生產控制系統。生產控制系統在運行過程中實時向云端數據庫中寫入數據。系統采用上述架構，實現了平臺良好的可移植性、可擴展性以及操作與運行的靈活性。系統總體設計如圖1 所示。

1.2 主要功能模塊實現

烘干機監控云平臺功能結構如圖2 所示。

圖2 烘干機監控云平臺功能結構圖

1.2.1 注冊登錄模塊

用戶可在App 中自行注冊，注冊界面如圖3 所示。為了控制用戶數量及質量，用戶在注冊完成后，處于鎖定狀態，需要由管理員解鎖后方能進行正常的登錄操作。用戶填寫注冊時填寫的用戶名和密碼，點擊登錄按鈕，即可成功登錄App系統，登錄界面如圖4所示。

圖3 用戶注冊界面圖

圖4 用戶登錄界面圖

1.2.2 流程總覽模塊

流程總覽模塊直觀的展示了烘干設備在烘干過程中各個關鍵部位的實時溫度。系統會自行判斷設備是否處于開機狀態，若處于開機狀態，則實時展示烘干機各個關鍵部位的溫度；若處于關機狀態，則不顯示溫度標簽。流程總覽模塊界面如圖5 所示。

圖5 流程總覽模塊界面圖

1.2.3 運行記錄模塊

運行記錄模塊包含熱風溫度及電流、燃氣爐溫度、谷物溫度、廢氣溫度、排糧頻率、入機糧食水分和溫度以及出機糧食水分和溫度7 個子模塊，如圖6 所示。該模塊主要以曲線圖的形式展示烘干設備在運行過程中的某一天或某一段時間內的參數變化情況，為后期追溯烘干過程中的設備問題提供了良好直觀的數據支撐。當手指觸摸曲線圖，圖上會顯示輔助線，并分別顯示輔助線所在時刻的各個數值。熱風溫度及電流子模塊界面如圖7 所示。

1.2.4 設備管理模塊

設備管理模塊包含系統運行時間、設備列表、故障報警3 個子模塊。

圖6 運行記錄界面圖

①設備運行時間展示系統每次運行的開機時間及關機時間。②設備列表子模塊展示烘干系統中主要設備的累計運行時間及關鍵設備的電流，設備列表子模塊的界面如圖8 所示。點擊設備對應的電流鏈接，可跳轉到對應設備的電流展示頁面，如圖9 所示。用戶選擇時間后，頁面會展示對應時間的電流曲線。③故障報警模塊展示烘干系統中主要設備在運行過程中的故障信息，界面如圖10 所示。

圖8 設備運行時間界面圖

圖9 電流展示界面圖

1.2.5 數據報表模塊

數據報表模塊包含日報表、月報表兩個子模塊。日報表展示某個月份每天的產量、電量、消耗燃料和人工費用信息，如圖11 所示。用戶可修改每天的消耗燃料及人工費用，每天的產量和電量由系統自動計算得出，無需人工填寫。月報表根據日報表中基礎數據由系統自動計算得出，展示每個月的產量、電量、消耗燃料和人工費用信息。

圖10 設備故障報警界面圖

圖11 日報表界面圖

1.2.6 系統設置模塊

系統設置模塊包含管理用戶、修改密碼兩個子模塊。管理用戶子模塊只有系統管理員有訪問權限，修改密碼子模塊用于用戶自行修改密碼。

2 結論

基于工業互聯網技術建立烘干機監控云平臺，形成了基于遠程運維的工業技術服務新模式，管理人員可以對生產運行情況及數據報表進行實時遠程監控管理，同時制造廠商也可以實時監控設備運行狀態及烘干工藝參數，實現遠程操作指導和服務，與用戶共享“狀態穩定、效率提升、遠程運維”的雙贏成果，助推烘干系統遠程運維服務模式的創新轉型。