基于OneNET 的ZH 型強磁選機水壓監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計①

付亦文， 辛業(yè)薇， 白利賓， 洪潤江

（長沙礦冶研究院有限責(zé)任公司，湖南 長沙410012）

ZH 強磁選機歷經(jīng)多年迭代升級，目前已在金屬礦磁選和非金屬礦除雜領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。 它具有分選指標(biāo)好、不易堵塞、設(shè)備占用空間小、耗電量低、容易操作等特點［1］。 但是隨著工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的蓬勃發(fā)展，要求對設(shè)備運行的關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行實時采集、監(jiān)控和存儲。 本文利用中移OneNET 云平臺來設(shè)計ZH 強磁選機監(jiān)測系統(tǒng)，以ZH 強磁選機沖洗水壓力為例，設(shè)計設(shè)備數(shù)據(jù)的采集和上傳云端進(jìn)行存儲與顯示的方案，實現(xiàn)設(shè)備上云。

1 沖洗水壓監(jiān)測系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計

ZH 強磁選機沖洗水壓監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

圖1 ZH 強磁選機沖洗水壓監(jiān)測系統(tǒng)硬件設(shè)計結(jié)構(gòu)圖

設(shè)計目的是為了實現(xiàn)ZH 強磁選機沖洗水壓數(shù)據(jù)能實時上傳至中移OneNET 云端進(jìn)行存儲與顯示。 主要采用壓力變送器進(jìn)行液壓測量，利用模擬采集模塊采集液壓信號。 數(shù)據(jù)以modbus RTU 協(xié)議通過RS485接口傳輸?shù)轿锫?lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)4G DTU 模塊上，通過4G DTU的modbus TCP／RTU 轉(zhuǎn)換功能，將數(shù)據(jù)以modbus TCP協(xié)議通過RS485 串口轉(zhuǎn)4G 傳輸?shù)街幸芆neNET 云平臺。

2 監(jiān)控系統(tǒng)的硬件選型

通過閱讀相關(guān)文獻(xiàn)和選型應(yīng)當(dāng)遵守的規(guī)制，結(jié)合本次基于中移OneNET 監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計要求，最終選用擴散硅壓力變送器SIN-P300、模擬采集模塊DAQM4206、物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)4G DTU（TAS-L15）模塊等硬件。

2.1 壓力變送器選型

擴散硅壓力變送器具有工作可靠、性能穩(wěn)定、安裝使用方便、體積小、質(zhì)量輕、性能價格比高等特點，能在各種正負(fù)壓力測量中得到廣泛應(yīng)用。 采用進(jìn)口擴散硅或芯體作為壓力檢測元件，傳感器信號經(jīng)高性能電子放大器轉(zhuǎn)換成0～10 mA 或4～20 mA 統(tǒng)一輸出信號。

2.2 模擬采集模塊選型

模擬采集模塊具有性能穩(wěn)定、精度高、抗干擾能力強體積小、質(zhì)量輕、性能價格比高等特點，能在各種采集4～20 mA 電流信號中得到廣泛應(yīng)用。

2.3 4G DTU 物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)選型

TAS-L15 是2018 年推出的4G 產(chǎn)品。 軟件功能完善，覆蓋絕大多數(shù)常規(guī)應(yīng)用場景，支持2G／3G／4G 移動、聯(lián)通手機卡及物流網(wǎng)卡，具有Modbus RTU 轉(zhuǎn)TCP，TCP、UDP、MQTT 連接，自定義注冊包、心跳包等功能。 通過AT 指令進(jìn)行設(shè)置，即可使用本產(chǎn)品實現(xiàn)串口到網(wǎng)絡(luò)的雙向數(shù)據(jù)透明傳輸。

3 沖洗水壓監(jiān)測系統(tǒng)的軟件設(shè)計

3.1 水壓監(jiān)測系統(tǒng)產(chǎn)品的創(chuàng)立

將設(shè)備數(shù)據(jù)接入OneNET 云端，第一步，創(chuàng)建產(chǎn)品，選擇TCP 透傳，如圖2 所示。

第二步，需要創(chuàng)建設(shè)備、記錄設(shè)備ID 等信息，為注冊包設(shè)置打下基礎(chǔ)，如圖3 所示。

第三步，上傳Lua 腳本，通過頁面上傳解析腳本到產(chǎn)品［2］。 這樣就為ZH 強磁選機沖洗水壓數(shù)據(jù)上傳OneNET 云平臺打下基礎(chǔ)。

3.2 TCP 透傳腳本編寫

TCP 透傳使用Lua 腳本。它是一個小巧的腳本語言，其設(shè)計目的是為了通過靈活嵌入應(yīng)用程序中從而為應(yīng)用程序提供靈活的擴展和定制功能。 在TCP透傳中，腳本的作用是用于解析從設(shè)備上傳的數(shù)據(jù)，從平臺給設(shè)備下發(fā)命令，經(jīng)數(shù)據(jù)腳本解析后，通過設(shè)備上傳的數(shù)據(jù)能夠在平臺展示；并可以被統(tǒng)計、分析。 監(jiān)測系統(tǒng)對DTU 上傳的modbus TCP 響應(yīng)報文進(jìn)行解析，將沖洗水壓數(shù)據(jù)在平臺上顯示。 腳本具體編程見圖4。

圖2 創(chuàng)建產(chǎn)品

圖3 創(chuàng)建設(shè)備ID 等信息

圖4 腳本編程

3.3 AT 指令

AT 指令集是從終端設(shè)備（Terminal Equipment，TE）或數(shù)據(jù)終端設(shè)備（Data Terminal Equipment，DTE）向終端適配器（Terminal Adapter，TA）或數(shù)據(jù)電路終端設(shè)備AT（Data Circuit Terminal Equipment，DCE）發(fā)送的，通過TA，TE 發(fā)送AT 指令來控制移動臺（Mobile Station，MS）的功能，與GSM 網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)進(jìn)行交互。 用戶可以通過AT 指令進(jìn)行呼叫、短信、電話本、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、傳真等方面的控制［3］。

本系統(tǒng)設(shè)計主要使用AT 指令，實現(xiàn)4G DTU（TAS-L15）與中移OneNET 物聯(lián)網(wǎng)云平臺雙向數(shù)據(jù)透明傳輸。

3.4 OneNET view 可視化屏幕建立

OneNET view 是中國移動OneNET 云平臺設(shè)置的可視化平臺，其具有快速、靈活搭建專業(yè)水準(zhǔn)的物聯(lián)網(wǎng)可視化大屏應(yīng)用，無縫對接海量數(shù)據(jù)，完美適配多分辨率大屏，提供豐富的物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)定制模版和行業(yè)組件，能應(yīng)對智能家居、智慧城市、水利水電、智慧醫(yī)療等數(shù)據(jù)可視化需求［4］。

本文利用此功能完成對上傳數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化操作，首先利用保存在OneNET 平臺的數(shù)據(jù)通過格式轉(zhuǎn)換成現(xiàn)實水壓，將其與時間等數(shù)據(jù)一起建立數(shù)據(jù)集，如表1 所示。 通過項目列表功能，實現(xiàn)ZH 強磁選機沖洗水可視化，如圖5 所示。

表1 ZH 強磁選機沖洗水水壓監(jiān)測數(shù)據(jù)集

圖5 ZH 強磁選機沖洗水壓監(jiān)測大屏幕

4 結(jié) 語

以中國移動OneNET 物聯(lián)網(wǎng)云為基礎(chǔ)，確定了實現(xiàn)ZH 強磁選機沖洗水壓力數(shù)據(jù)上傳云端的硬件設(shè)計方案，按照OneNET 設(shè)備上傳云端的要求，選擇合適的透傳方式，編寫合適的登入AT 指令和數(shù)據(jù)處理腳本，成功實現(xiàn)基于中移OneNET 云平臺的ZH 強磁選機沖洗水壓監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計。