厨余垃圾处理设备工业监控PLC连接APP小程序智能软硬件开发之功能原理篇
接着上一篇《厨余垃圾处理设备工业监控PLC连接APP小程序智能软硬件开发之功能结构篇》继续总结一下厨余垃圾处理设备智能软硬件统的原理。
所有的软硬件系统全是自己一人独自开发，看法和角度难免有局限性。希望抛砖引玉，将该智能软硬件系统分享给更多有类似需求的朋友。
厨余垃圾处理设备智能软硬件的基本原理可理解为一台PLC的上位机，从PLC获取数据，再将数据传到云端；将云端的指令下发，再传到PLC。然而实际的成品则要复杂几十上百倍，具体细节较多，下面且听我为朋友们一一道来。
一、一套智能软硬件系统的目的在于用技术来解决生产中遇到的实际问题，首要的元素便是数据的准确性。
数据准确性，这里指的是通过比对智能软硬件系统获取到的厨余垃圾处理设备的数据值和PLC操控端显示的是否一致。包括实时数据、累计数据、当前数据、历史数据等数据。只有完全一致，才能证明获取的数据时准确的。
二、因为厨余垃圾处理设备是7X24小时的运转，所以，稳定是重中之重。
这个有点类似开发一套承载100万并发量的网站，各种测试均没问题后上线并入系统。访问量一上来，各种小毛病就显现出来，要么宕机，要么业务数据不完整，要么延迟厉害。通常解决办法不外乎查看静态访问日志、动态访问日志、数据库操作日志，再根据经验来分析、判断和找出问题所在并完善之。但对于分布在几十个不同现场的智能硬件来说，如何获知数据获取和指令下发的准确性及唯一性、硬件连接PLC的日志、奔溃的日志、数据获取的日志、指令下发的日志，是一个十分必要的事情。跟网站开发一样，没有日志无异于盲人摸象，很难看清全局。然而这些没有现成的模块可用，只能根据经验来开发。只有在以上各种日志支持下，结合系统后台进行远程操作，才能不断完善和修复，才能保证智能硬件7X24小时的持续工作。
三、如果安装量达到一定规模后，平时一些不起眼的浪费会被无限放大，累加起来的量相当惊人。比如电费、流量费。如何做到节能和低碳，是一个必须考虑和重视的问题。
好比用微波炉加热牛奶时，需要2分钟。但是通过不断的采样和分析后，得知在1.53分钟时关闭加热功能，余温也能将牛奶完全加热。这样一来每次加热就能节省0.47分钟的电能。
按照该功率微波炉0.47分钟使用电能0.03元算，每十分钟加热一次，100台微波炉，每年可节约：0.03 * 6 * 24 * 100 * 365 = 15.768万。
当然，这里只是举一个例子，厨余垃圾处理设备功率大比这个大的多，每次加工、发酵持续的时间长，每年耗电量高达6.7万度。加上节能控制系统后，电能能迅速缩减到4.5万度。但是这必须改动设备，厂家不授权无法实现各种传感器的添加和控制现有设备。
除了电能就数流量费支出大，有朋友建议：“干嘛不直接拉一根网线，便宜又稳定”。安装场地不属于甲方，而是第三方，别人的地盘不是说想拉就能给垃圾回收场地安装光纤的。加上一台厨余垃圾处理设备每天可盈利3000来块，不会太在意几十块的流量费。然而经过安装我们的智能软硬件系统后，50台设备每年节省了100来万元的流量费用。
四、在数据准确、运行稳定、节能的基础上，还需要把数据共享及流转落实下来。因为甲方同时安装几十台厨余垃圾处理设备，每台设备的生产数据能否在约定的时间内流转到协议的平台，这是甲方尤其关心的环节。
数据流转一方面是规则配置，比如每天允许流转上、下限，流转规则和触发条件；另一方面是下一流转场景对象配置，包括数据传输方式、数据结构、加解密方式、流转流程和步骤等。只有将数据流转起来，让数据产生价值，才是整个项目的目的（其实就是落地与变现）。
五、 细心的朋友或许会疑惑：“搞这么套智能软硬件系统，仅仅用来收集和共享数据”？ 其实不然，数据挖掘和数据模型是软件的核心部分。
数据挖掘指的是对生产数据、设备数据、流量数据、电力数据等数据进行计算、分析、取样、筛选和储存。
数据模型则用于品控、设备维护、智能网关维护、流量控制、电能控制等方面。
品控，是根据数据模型计算和匹配出当前产品的质量是否达标、是否有残次品。如果有，则通过云端操控对现场的厨余垃圾处理设备进行微调。当同一个微调三次均未成功，该告警信息会同时通知维护员，若通知两次维护员均未得到相应和解决，系统自动停机。即便人工强行重启设备，系统也会强制停机，直到系统检查到告警信息已经消除才恢复生产。
六、当设备稳定运行、系统获取到准确的数据正常运转后，甲方往往会对智能软硬件系统的安装提要求，安装、调试必须直观、方便、易操作。不同甲方的需求不同、接入的PLC不同、厨余垃圾处理设备不同、智能网关不同；如果每次安装和调试都需要软、硬件工程师（其实就我一人代办）一起修改代码的话，显然人力和时间成本太高，未知因素也较多。一旦在别的现场运行好好的智能软硬件系统，换个场地突然不行时，检查起来会让人抓狂。为了减少和避免人为的失误，将运行参数都改为可配置文件，一旦出现问题，也能缩小排查范围和减少停工时间。
PLC需要配置，包括波特率、停止位、通讯协议等；获取数据需要配置，比如当前数据地址、累计数据地址、数据获取模式、数据上传模式；数据流转需要配置，包括每天获取频次、每天流转频次、每天流转上下限、流转规则等；智能网关需要配置；不同品牌PLC需要配置；不同厂家厨余垃圾处理设备需要配置。只有丰富且必要的配置，才能保证每次安装、调试的顺利与及时。
有配置文件后，即便是设备的硬件维护员，也能按照操作手册，快速的上手、安装和排查问题所在。
七、聊完基础，咱再来介绍一下咱IT码农较熟悉的领域：多业态展示与控制。
对于一家企业来说，市场重要，技术也重要；一个变现，另一个生产。既要给设备维护员一个用于维护设备的APP来满足工作需要；也要给销售员直观展示与远程操控厨余垃圾处理设备的小程序。
同一名维护员负责十台厨余垃圾处理设备的维护时，没有一个管理APP的话，除了顾此失彼的忙得团团转之外，还不能圆满及时的解决任何问题。因为不同设备安装场地之间离得远，光是日常巡查一圈就得2-3天时间，刚从设备甲场地检查完离开去设备乙场地的路上，设备甲突然温度过高必须立即处理，没有管理APP，等维护员花3天时间把剩下的9台设备巡检完，估计设备甲的现场已经上新闻了。所以有一个方便、好用的管理员APP相当重要。
一名销售员只能靠PPT介绍设备的优势时，远不如在小程序里展示某台设备当天、昨天、前天生产数据及生产走势图来得直观，再让客户远程操控一下该设备，这远在天边却又近在咫尺的感觉，会让设备的展示和汇报更具竞争优势。
八、总部接待访客时，得有一个像样的落地大屏来直观、震撼的展示（其实是炫耀）企业的设备装机规模、全球分布图、每天生产量、每台设备运行情况、生产走势图、节能统计数据、低碳对比数据等数据。
总部接待访客参观展览室时，扑面而来的和展厅一样高、5米宽的落地大屏，里面不停变化的数字正显示全国各地安装的厨余垃圾处理设备的生产数据的排名、对比、趋势走向等大数据；当讲解员随意点击一台设备，画面切换到该设备节能数据、流量消耗数据、低碳数据、历史生产数据、当天生产数据、环比生产数据比、生产走势图分析及现场多角度监控视频时。给人的感觉极为震撼。
九、当遇到维护员不足以同时解决多台设备突发的告警信息时，必须得给调度员一个可增派附近空闲维护员的工作台。
当遇到维护员上报或系统预判需要更换配件时，调度员负责协调库房及采购员，配件或部件出库时调度员不仅仅按申报员进行派单，而是按照设备地理位置进行派单，附近的维护员谁空闲谁上，从而避免配件等人耽误生产的尴尬。
十、以上的问题都落地后，就只剩下一个对所有功能和数据进行管理的操作后台，这点跟咱开发企业CMS很像，都需要有一个人机对话界面。
比如流量监控、调试数据记录、心跳包数据记录、安装场地管理、角色权限管理、智能网关管理、生产数据管理等，无一不是通过管理后台进行管理。不同角色登录管理后台，根据权限，各自查看和管理各自的设备和数据。
至此，一个可适配包括三菱FX3U型号PLC在内多种PLC，以及国内多家品牌的智能网关和多家厨余垃圾处理设备厂家的设备的智能网关系统算是开发、调试完成。
因为该系统全部由我一人独自开发，所以架构、函数、接口、功能均有很大的可提升空间，欢迎盆友们私信我交流和沟通。更希望这套小小的智能软硬件系统能够发挥更多的作用。
未完待续。
