設(shè)備嵌入信息化管理模塊的設(shè)計(jì)

李久強(qiáng)，謝鋒輝

（湖南柿竹園有色金屬有限責(zé)任公司，湖南郴州 423000）

0 引言

隨著時(shí)代發(fā)展，很多企業(yè)廠(chǎng)房都會(huì)建設(shè)或者改造成智能化系統(tǒng)，可以說(shuō)智能與信息網(wǎng)絡(luò)化、電子化是大潮流，大趨勢(shì)。它要求由現(xiàn)代通信與信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、行業(yè)技術(shù)、智能控制技術(shù)匯集而成的針對(duì)某一個(gè)方面的應(yīng)用的智能集合，隨著這些技術(shù)的不斷發(fā)展，其技術(shù)含量及復(fù)雜程度也越來(lái)越高，智能化的概念開(kāi)始逐漸滲透到各行各業(yè)以及人們生活中的方方面面，而在設(shè)備方面，主要是體現(xiàn)在控制方面，在管理領(lǐng)域可能相對(duì)比較少，甚至是空白。設(shè)計(jì)設(shè)備開(kāi)發(fā)信息化管理模塊，可以彌補(bǔ)過(guò)去設(shè)備管理不周全，不專(zhuān)業(yè)的漏洞；可以減少目前設(shè)備管理信息電子化的工作量；還可以為企業(yè)廠(chǎng)房智能化升級(jí)，留有接口，為設(shè)備管理，智能決策，提供真實(shí)、有效、實(shí)時(shí)的原始數(shù)據(jù)。

1 目前在設(shè)備管理中存在的問(wèn)題

（1）隨著安全的要求越來(lái)越高，設(shè)備管理要求也逐漸提高，但出現(xiàn)管理不到位的情況還是有的，主要是一些客觀(guān)的原因：①要做的完全到位，需要的人員不夠；②管理與設(shè)備運(yùn)行的時(shí)間占比不合理，影響設(shè)備效益；③由于設(shè)備較多，設(shè)備管理人員完全掌握設(shè)備基本技術(shù)知識(shí)較慢，容易出現(xiàn)管理紕漏，或者因知識(shí)掌握不全，導(dǎo)致制度制定缺陷，也是常有。

（2）紙質(zhì)化的管理記錄，雖然實(shí)用，但是容易出現(xiàn)流于形式，對(duì)不責(zé)任心不強(qiáng)的管理人員，可能只是填寫(xiě)管理記錄而已，設(shè)備實(shí)際的檢查可能會(huì)是盲區(qū)。

（3）現(xiàn)在很多企業(yè)廠(chǎng)房，都系統(tǒng)提高生產(chǎn)效率，相應(yīng)的對(duì)設(shè)備的升級(jí)需求很大，而智能決策更是今后企業(yè)的趨勢(shì)，一些企業(yè)已經(jīng)逐步的建立了信息高速公路，以及智能決策系統(tǒng)，但對(duì)信息的采集，卻比較滯后，大量的原始數(shù)據(jù)都需要人工輸入，不僅浪費(fèi)人力，而且很多數(shù)據(jù)都屬于二次補(bǔ)充，在時(shí)效性和準(zhǔn)確性上大打折扣。

（4）對(duì)設(shè)備配件更換的統(tǒng)計(jì)較少，有的只有記錄，卻沒(méi)有統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，有統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的。

2 模塊功能

（1）能夠讓設(shè)備廠(chǎng)家在出廠(chǎng)時(shí)，定制管理、點(diǎn)巡檢、更換配件記錄功能。設(shè)備的好用是一方面，設(shè)備好管理、好升級(jí)又是另一方面，大部分設(shè)備生產(chǎn)廠(chǎng)家都只注重前一方面，而忽視后者。這有礙設(shè)備生產(chǎn)廠(chǎng)家輸出持久的競(jìng)爭(zhēng)力，或者很難為后續(xù)服務(wù)提質(zhì)。而給設(shè)備加裝信息化管理模塊，可以在出廠(chǎng)的時(shí)候，就給自己的設(shè)備定制了管理模板。通過(guò)售后服務(wù)，現(xiàn)場(chǎng)輕松的讀取歷史管理數(shù)據(jù)，配件更換頻率，這些數(shù)據(jù)比生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)更全面，更真實(shí)，條件更多樣，這無(wú)形中給生產(chǎn)廠(chǎng)家建立許多實(shí)驗(yàn)室。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如下。

（2）精簡(jiǎn)、細(xì)化、明確設(shè)備管理制度，能夠讓設(shè)備管理制度不僅僅只停留在紙面上，有些公司制定的設(shè)備管理制度實(shí)操性差而無(wú)實(shí)效，這個(gè)模塊直接告訴你怎么做，怎么管，怎么記錄，甚至在流程沒(méi)走全時(shí)，設(shè)備不能運(yùn)行，倒逼監(jiān)管人員必須安裝制度流程管理設(shè)備。

（3）該模塊由記錄部分、分析部分、傳感輸入部分、管理紕漏輸出部分、網(wǎng)絡(luò)接口。記錄部分是存儲(chǔ)管理信息的部分，包括按鍵、顯示屏、內(nèi)部存儲(chǔ)芯片。分析部分由CPU（Central Processing Unit，中央處理器）提取記錄部分的數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析管理是否到位。傳感輸入部分是故障顯性特征的感應(yīng)器，或環(huán)境特征傳感器，例如一些設(shè)備故障前的特征，出現(xiàn)異味，溫度異常，聲響異常，漏油等現(xiàn)象，可以加裝專(zhuān)門(mén)的傳感器，再接入傳感輸入接口。管理紕漏輸出部分是可以接入設(shè)備安全回路的，在出現(xiàn)管理環(huán)節(jié)疏漏，造假的情況致使機(jī)器啟動(dòng)不了。網(wǎng)絡(luò)接口可以與相應(yīng)使用廠(chǎng)家的智能網(wǎng)絡(luò)連接，直接為他們提供實(shí)時(shí)，準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，供管理決策。

3 模塊的構(gòu)架及靈活配置

（1）模塊的基本構(gòu)架就是接口，記錄、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、處理程序、權(quán)限管理。接口構(gòu)架包括8位的開(kāi)關(guān)量輸入、8位開(kāi)關(guān)量輸出、Ethernet（以太網(wǎng)）接口、USB（Universal Serial BUS，通用串行總線(xiàn)）接口；記錄架構(gòu)包括鍵盤(pán)、顯示屏、存儲(chǔ)芯片，存儲(chǔ)管理人員的管理信息；數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是管理節(jié)點(diǎn)、點(diǎn)巡檢節(jié)點(diǎn)或配件目錄的存儲(chǔ)格式。處理程序包括開(kāi)關(guān)量輸入量提取程序、開(kāi)關(guān)量輸出程序、Ethernet接口通信程序、USB接口通信程序、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)與開(kāi)關(guān)量輸入數(shù)據(jù)比對(duì)程序（比對(duì)結(jié)果可給1位開(kāi)關(guān)量輸出）、誤操作處理程序；權(quán)限管理把模塊設(shè)置幾個(gè)權(quán)限，出現(xiàn)誤操作情況，需要更高管理權(quán)限進(jìn)行復(fù)位，使現(xiàn)場(chǎng)管理人員與綜合管理人員（或者設(shè)備專(zhuān)業(yè)人員）權(quán)限分開(kāi)，硬性規(guī)避了現(xiàn)場(chǎng)管理人員偷懶或造假的現(xiàn)象。功能模塊如圖1所示。

圖1 功能模塊

（2）模塊可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況增刪功能，接口齊全。若使用方只希望擁有管理的電子數(shù)據(jù)，則模塊不需接任何東西，只起電子管理記錄本的作用。若使用方想及時(shí)了解管理信息，則只需接入公司管理系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)即可，實(shí)時(shí)監(jiān)控、分析和存儲(chǔ)管理信息。若使用方想遏制監(jiān)管不到位的現(xiàn)象，則可以引入相應(yīng)傳感器，并把輸出接口相應(yīng)位接入控制回路即可。它還可以作為設(shè)備保護(hù)的補(bǔ)充。例如：①模塊檢測(cè)根據(jù)配件更換統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)某個(gè)配件更換頻率明顯增大，沒(méi)有高級(jí)權(quán)限的確認(rèn)下，設(shè)備啟動(dòng)不了，這就促使在模塊提示這種異常的情況時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)管理人員必須告知高權(quán)限人員，經(jīng)過(guò)他們判斷無(wú)異常，才能夠使用；②模塊傳感器檢測(cè)到聲響異常，而設(shè)備的保護(hù)構(gòu)件有沒(méi)有動(dòng)作，在完成點(diǎn)巡檢后，還是如此，模塊可以輸出停機(jī)信息，告知更高權(quán)限確認(rèn)無(wú)異常，才可運(yùn)行。程序流程如圖2所示。

圖2 程序流程

（3）該模塊的靈活配置，可以讓廠(chǎng)家的設(shè)備集成管理部分，并在特殊環(huán)境，可以增添設(shè)備的保護(hù)功能。重點(diǎn)是高權(quán)限確認(rèn)這一步，可以讓設(shè)備在沒(méi)有出現(xiàn)故障的情況下，出現(xiàn)性能或環(huán)境指標(biāo)異常，需要專(zhuān)業(yè)人員判斷的時(shí)候，可以避免現(xiàn)場(chǎng)管理人員，敷衍了事，出現(xiàn)設(shè)備能用即可的現(xiàn)象。它能增加把設(shè)備隱患解決在萌芽期的概率。