郑鹏飞
江苏丰尚智能科技有限公司 江苏扬州 225100
摘要：超微粉碎机是饲料生产企业生产粉状饲料的关键机器。超微粉碎机物联网能够完成机器修理和维护的智能传感，异常情况的及时预警以及运行参数的剖析和优化。本文从云端、客户端和设备端三个方面介绍了超微粉碎机物联网的构建。
关键词：超微粉碎机；物联网；施工
超微粉碎机是饲料生产企业生产粉状饲料的关键机器。超微粉碎机操作参数控制的优化程度决定着产品的品质。[1]超微粉碎机具有高能耗、高维护的成本，对企业的生产效率和整体效果有很大影响。把机器及其系统连接到互联网，远程智能监控平台的机器运行状态和产品质量，实现机器修理和维护的智能传感、异常情况的及时预警、运行剖析和优化参数，提高企业产品效率与质量、降低能源消耗，对机械制造商提高制造水平和提高饲料行业整体水平具有重要意义。
1 物联网概念
物联网是指通过传感器，射频识别（RFID）技术，全球定位系统（GPS）等及时收集需要交互、连接和监控的任何对象或过程，通过网络访问商定协议，使用云计算，各种智能计算技术，如数据挖掘和机器学习，剖析和融合相关信息，最终完成物理世界的高层次认知和智能决策操作。
物联网系统可以根据层次大概分为三层：第一层是感知执行层，作用是感知对象或进程和执行控制命令；第二层网络传输层，作用是完成数据访问和传输；第三层是应用服务层，作用是为用户提供存储，计算和剖析等服务以及数据交换接口。
2 超微粉碎机物联网的建设
依照物联网“端到端传输”的特性，超微粉碎机物联网层次从底部感知执行层到顶部应用服务层构建。它分为三个部分：第一是设备端；第二是云端。第三是客户端。
2.1设备端
设备端是饲料厂的超微粉碎机部份，它属于物联网系统层次结构中的感知执行层和网络传输层。它负责数据收集和控制输出，过程逻辑执行以及数据上传和控制命令。设备端由超微粉碎机上的每个传感器、控制执行器和系统上的网关组成。
根据输出信号类型将超级粉碎机操作感测参数分组。出料管道风压传感器，电能表，分级机变速器和主轴温度传感器均具有RS485信号输出，它们形成RS485网络连接到集成网关。振动传感器，阻尼器开度传感器输出和阻尼器执行器输入4mA至20mA的标准电流信号，并连接到PLC模拟“输入/输出”模块；切割轮速度传感器输出高速脉冲信号并连接到PLC输入点；从生产现场的称重控制器收集并及时生产。由于称重控制器的通讯接口已被生产现场工控机占用，因此称重控制器的RS232通讯接口用于连接信号，并监控串口的数据，从数据流中提取称重数据并将其转换为RS485信号以访问PLC。在将上述信号连接到PLC之后，逻辑代码和数据处理由以太网端口执行并输出用来连接到集成网关。用于检测粉碎粒径的在线近红外光谱分析仪，利用USB电缆收集光谱信号并连接到匹配的计算机，在计算机上安装相关的收集软件，并且用化学计量学软件建模以将信号转换为粒度值。根据化学计量学软件提供的界面，编写相应的界面转换软件，转换成Modbus-TCP协议信号，并连接到集成网关。安装红外摄像头用来在站点上的适当位置捕获实时动态视频。摄像机还通过网络电缆连接到集成网关。将上述信号统一收集到集成网关中，经过加密，压缩和封装预处理后，通过生产现场控制室宽带或3G/4G移动数据网络实现数据传输远程传输和视频信号传输。网关还负责接管上层控制命令。来控制球阀风门开度。将当地饲料加工厂的每个超微粉碎机单元都安置一套设备端组件，并为物联网建设试点选择六家公司。
2.2云端
物联网的特色是云端的服务器。云服务器拥有以下特点：减少服务器的运营成本；数据大量存储拥有多种保证机制，确保数据安全；云服务器强大的计算功能可用于大数据分析。[2]云服务器管理平台的重要功能：第一，负责与现场设备数据通讯，获得数据或发送有关的控制命令；第二，相对复杂的过程逻辑处理，数据存储，数据发掘，原始数据转换和大数据分析；第三，是一个UI界面，为用户提供显示和操作。
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数据库服务器、WEB应用服务器、VPN通信服务器共同组成了超微粉碎机物联网云端服务器，该服务器采用Windows2008企业版操作系统和Oracle数据库，系统存储容量大、安全靠谱、比较稳定，拥有负载均衡体制和主备份。它可以为10000多个设备的访问服务提供确实的保证。超微粉碎机物联网云服务管理平台拥有以下性能：
2.3主页
主页重点关注超微粉碎机的访问次数，在线次数，分布情况和一些统计分析报告。用GIS地图的方式展示当前登录的用户权限范围列表，通过转换和缩放地图来展示超微粉碎机的分布状况，并直接在地图上观察机器的基本信息。
2.4运行监控
通过配置界面观看设备的运行状况，可以利用列表、图表等方式及时显示每个采集参数的改变，查看超微粉碎机某一时间范围内的历史运行数据。
2.5生产参数的优化
通过对实时收集的数据进行剖析，建立了“细度-产量”的数学模型，最优化的计算了平台中每个超细粉碎装置运行的最佳参数，并对其内部输出的最佳参数进行计算，获得所需的细度范围。用户可以随时察看历史运行参数并将其运送到每个破碎单元以提高破碎效率。收集每个超细粉碎装置的能量消耗和生产数据，形成生产和消费对比报告。
2.6故障警告和报警
当感知层中的系统参数和主机运行参数发生异常时，平台会将其自动与专家数据库中提前设定的异常等级数据库进行对比剖析，及时生成情况分析报告，并反馈给相应的超微破碎单元。可实时查看和下载每个破碎单元的警告和报警信息。报警信息能够利用微信、系统信息等渠道发送给员工，方便员工进行分析处理。
2.7智能维护
通过收集和记录每个超微粉碎机组的易损件、关键小部件、工作条件、设备工作时间等参数，创建每个超微粉碎机组的维护数据库和精确维护计划，并汇总成文件报告。平台根据维护计划向维护人员推送维护信息和预期维护提醒。
2.8远程操作和控制
平台GIS地图允许用户查看超微粉碎单元的在线状态和基本状态信息。根据设备权限执行远程网关的连接和断开等一系列的操作。
2.9系统管理
为超微粉碎单元提供基本数据管理，并提供自定义管理和权限管理等功能。
3 客户端
客户端指的是移动电话、PC机和移动终端等。客户终端应用系统为云服务平台与用户之间的接口，由UI界面，数据通信和数据库构成。
PC机用B/S架构利用浏览器界面访问云端。用户可以在PC客户端界面中操作云服务管理平台。
移动客户端具有各种操作系统，如iOS系统、Android系统和Windows平台。它可以为每个操作系统开发APP软件，用C/S模式为客户端和服务器进行通信，还可以在微信公众平台上建立应用程序。移动客户端用户可以通过微信公众账号直接访问登录云服务管理平台，对上述云服务管理平台功能进行操作。
结语
总而言之，超微粉碎机物联网完成后，通过大数据分析现场产品的在线品质参数，采用“细度-产量”优化参数库指示饲料生产，有效提升生产效率；运用大数据分析的在线操作参数，维护信息提示用于指导维护工作，可有效降低超微粉碎机的故障率，延长使用寿命；将信息反馈给机器制造商用来更好的改进和完善超微粉碎机。[3]物联网建筑技术也可以扩展到饲料加工设备中去，如制粒机和搅拌机。
参考文献：
[1]谢勇.物联网技术在智能装备中的应用[J].自动化应用，2017（11）：15-17.
[2]人力资源和社会保障部职业技能鉴定中心.物联网应用技术[M].山东：中国石油大学出版社，2017.
[3]张军朝.物联网应用开发[M].北京:机械工业出版社，2016.
论文作者:郑鹏飞
论文发表刊物:《防护工程》2018年第21期
论文发表时间:2018/12/11
标签：粉碎机论文; 超微论文; 参数论文; 数据论文; 连接到论文; 在线论文; 信号论文; 《防护工程》2018年第21期论文;