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浅谈工业提升机智能云系统方案

2019/12/18 阅读:

摘要:随着计算机技术的快速发展和互联网应用的广泛普及,安全的系统检测维护、可靠的网络环境、高品质的应用服务越来越受到企业的青睐。本系统主要通过智能云系统为生产设备提供定时的检测和维护,提高设备监测体系的可靠性和效率。

关键词:工业提升机;智能云;数据;云计算

一、系统设计目的

人工智能云服务,一般也被称作是AIaaS(AIasaService,中文为“AI即服务”)。这是目前主流的一种人工智能平台的服务方式,具体来说AIaaS平台会把几类常见的AI服务进行拆分,并在云端提供独立或者打包的服务。这种服务模式类似于开了一个AI主题商城:所有的开发者都可以通过API接口的方式来接入使用平台提供的一种或者是多种人工智能服务,部分资深的开发者还可以使用平台提供的AI框架和AI基础设施来部署和运维自己专属的机器人。系统安全可靠是生产的首要保障,为生产设备提供定时的检测和维护,一直以来是各生产商必不可缺的工作,也需要各生产商投入大量的人力和物力。因此,提高设备监测体系的可靠性和效率,可以大大降低管理者的工作难度、减少企业的运营成本。将工业机械设备连接到物联网,已经是当前工业界普遍认同的方式。通过云端将数据汇总、进行相关计算和后台专家辅助,可以直接减少一线人员的工作量;将科学化的算法运用于数据处理中,不仅可以提高数据处理的效率和准确度,也方便更有经验的专家直接进行相关优化。本系统的设计目的,即是将提升机的运行数据读取并发送到云端,在云端实现存储和科学计算,监测提升机的任何异常并且发出警报,便于维护人员及时维修。相比目前的定时检修,该系统对故障报警的即时性更高、基于智能算法的数据处理更为精确,比人工工作的效率更高也可以取代部分人类的工作。

二、控制要求

本系统的是以进行数据上传汇总、云端存储、云计算处理以及异常警报为目的而设计的,所以需要完成以下四个模块的设计要求。

(一)读取数据并上传网站该模块的主要作用是将提升机运行过程中的参数读取出来,并且通过专门的网络数据链路传递到网站后台。后台在接收数据以后,会通过神经网络等算法进行数据预处理,正常传递的数据会被保存下来。

(二)数据在云端分布式存储接收数据后,系统会根据数据的来源、用途等,将数据存储并备份在多个独立的服务器中,达到安全和可靠的目的。方便用户随时调用查看、系统根据存储额数据进行运算和操作等。

(三)智能化数据分析预先建立科学模型,用数据库中存储的数据进行分析和决策,随时掌握设备的损耗情况和风险系数,并且能够根据趋势做出合理决策。通过一系列算法运算,达到报警条件时可以通过网站或手机应用通知管理者。

(四)多平台数字和图形化显示数据服务器数据库中的数据,可以通过网页和App等方式,由管理者随时在电脑和手机上查看。显示时可以通过数字化列表或图形化的方式,使数据更加直观地反映设备运行状况的趋势。当系统报警时,管理者会直接通过以上渠道接到系统的提示。

三、系统硬件框架

智能云系统解决方案,是一个多平台、软硬件协同服务的综合解决方案。从硬件的角度来看,该系统需要有采集数据的底层硬件、多个独立的分布式服务器和用户产看数据的设备组成;从软件的角度看,该系统需要有PLC+嵌入式编程、TCP服务器、信息处理软件、动态服务网站和基于安卓系统的App组成。多个模块协同工作,才能大大方便管理者监控工业生产环境,提供智能化的信息服务。底层硬件部分,由嵌入式设备从主控室的PLC上读取提升机运行的参数,并且通过WiFi或4G的方式,以TCP数据包发送到服务器上。分布式服务器上包含的部分较多。首先需要运行一个TCP服务器软件,以多线程的方式连接多个TCP客户端(底层嵌入式设备),同时接收所有客户端的数据;接收完毕后,要通过神经网络等算法对数据进行预处理,筛除没有正确接收的数据,将数据分类存储到数据库中;数据库不仅要保存正确接收的数据,还要为信息处理软件提供数据支持,并且将信息处理软件处理的结果,继续保存到数据库中;用户服务接口主要是针对移动式设备的App,可以由管理者或一线工作人员,直接通过调用接口查看相关数据;动态网站则是提供比用户接口更丰富的服务功能,是一直在运行的动态服务,提供按需展现数据、动态计算等,用户可以在网页直接登录并操作。用户的设备一般只有手机和电脑两种,安卓平板和手机实际上可以归类为一种。用户可以通过手机App调用服务器的接口,也可以通过网页的图形化显示直接分析趋势,提供多种可拓展的功能。

四、数据采集

采用云计算服务可有效的减少用户在IT方面的开销和能耗,增加业务灵活性,提高业务系统的可用性,提升专业性。并且使用云服务将大量的对IT设施的维护和管理都交给云服务提供商处理,能极大的降低组织机构的成本、提高效率。目前暂定的采集数据传感器,是设备上已有的传感器。将设备数据传递到主控室的数据链路,默认为已经在使用的通路。本系统需要添加的是,在主控室的PLC上,通过标准接口连接一个嵌入式设备,将提升机的运行参数通过嵌入式设备传递到服务器上。除此以外不作其他改动。

五、总结

我们通过持续改进,实现生产过程动态优化,制造和管理信息的全程可视化,企业在资源配置、工艺优化、过程控制及安全生产等方面的智能化水平得到显著提升。中国制造2025的路还很漫长,到建国一百周年的时候,国家按照“三步走”才能实现制造强国的战略目标。实现人工智能、数据共享、互联互通,在大数据平台的基础上,就可以完善走出企业自身发展特色的“智能化工厂”之路。

参考文献

[1]《边缘计算方法与工程实践》主编:张骏《电子工业出版社》2019.07.

[2]《走进云计算》主编:朱清峰《人民邮电出版社》2018.12.

作者:陈静 王佳明 单位:江苏省无锡交通高等职业技术学校

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