基于工业互联网的数控对刀仪寿命管理

王 燚 阳夏冰

(武汉城市职业学院，湖北 武汉 430064)

1 设计思路和步骤

本文以经济型对刀仪为对象，提出了一种基于工业互联网的寿命管理方法供参考。思路如下：首先利用PLC收集车间所有对刀仪的触发信号，部分程序如图1所示。

图1 部分程序

具体操作步骤如下：

1.1 网关配置

(WAN口IP设置与本地局域网同一网段保证汉云PLC网关数据能够上云、LAN口IP与PLC在同一网段，保证PLC数据能传递给网关)：

电脑网线直连汉云PLC网关LAN口、打开XEdge软件登录、建立与网关的通信配置工具(右上角齿轮)、通信(菜单栏)、通信配置、以太网、选择相应网卡扫描设备、选择相应设备点击确定。(设置电脑IP，确保电脑IP与网关IP在同一网段)、成功后点击右边刷新、按照要求设置IP配置然后点击设置然后重启设备。设备配置成功后，将PLC以太网口与汉云网关LAN口直连或者连接到同一交换机，将汉云网关WAN口连接到外网交换机。

1.2 网关关联(需要在外网进行，电脑和汉云PLC网关均需连接外网)

打开并登录XEdge软件左下角“+”点击添加盒子、根据盒子标签设置S/N号码、密码、自定义名称，网关添加完成。

1.3 汉云PLC网关数据采集(PLC数据到汉云PLC网关)

配置通信：选择绑定盒子、远程下载界面下点击设备管理、选择网络PLC点击新增、根据现场PLC的设置进行通信配置、确定，如图2所示。

图2 配置通讯

配置数据采集点：选择绑定盒子、数据监控界面下、新建监控、根据PLC点表进行添加(直接使用地址)、确定。根据PLC程序，添加相应的数据监控点，这里以一个对刀仪为例，新增两个数据监控点，一个为1号对刀仪周期内累积触发次数(只读)，一个为计数器复位信号(读写)，如图3、图4所示。

图3 配置数据

图4 XEdge软件

配置完成后，我们就可以通过XEdge软件查看1号对刀仪周期内累积触发次数，也可以通过在XEdge软件修改计数器复位信号的值来对PLC相应的计数器进行复位。

1.4 报警设置与数据边缘计算

接下来就是对于结果的判断处理，目前主要有3种方式，对于直接可以通过数据比对进行判断的，一般采用报警提示的方式来完成；对于需要进行简单数据处理后才能进行判断的，可以直接通过汉云PLC网关自带的边缘计算功能来先完成数据处理，再通过报警提示的方式来完成；对于需要进行复杂运算后才能进行判断的，只能通过汉云PLC网关将数据上传到徐工信息专门的工业互联网云平台，然后通过平台提供的算法建模功能进行处理，然后处理结果直接在云端进行展示。

对于第一种方法，使用XEdge软件的自带报警功能来完成，选择报警记录选项卡，点击报警登记选项，点击新建报警，然后针对“1号对刀仪周期内累积触发次数”进行判断，MD100中的值大于3000，弹出报警内容为“1号对刀仪已达到极限使用寿命，请更换！”的报警提示，MD中的值大于1500且小于3000，弹出报警内容为“1号对刀仪已达到需维护阶段，请注意维护保养！”具体配置如图5所示，由于一个报警只能支持一次判断，所以需要根据判断数据的具体情况来配置报警。

图5 报警记录

当数据只需要进行处理的时候，主要通过汉云PLC网关的边缘计算功能(简单数据分析)或汉云工业互联网平台(可本地部署)的算法建模功能(复杂的数据分析)进行处理。由于本次我们只针对一款较为简单的经济型对刀仪进行寿命管理(使用次数达到一定值的时候进行报警提示)，这种运算比较简单，因此，选择汉云网关自带的边缘计算功能来配置，也就是上面所说的第二种方法。具体操作步骤如下：

首先按照前面建立监控点在XEdge软件数据监控内添加一个用来判断对刀仪是否寿命到期的点位，名称为对刀仪寿命判断，直接使用地址，设备选择Local，数据根据需要选择，这里选择32位无符号，地址类型RW，地址3000。

然后，在软件中选中绑定的汉云PLC网关，选择边缘计算选项，在选项中的脚本标签下，点击“新建脚本”。在新建脚本页面下需要设定脚本名称和说明，设定完成后，点击左下角“+”按钮，添加运算所需变量，根据数据监控点位设置的内容设置好1号对刀仪周期内累积触发次数(frequency)和对刀仪寿命判断(judgement)两个变量的地址、设备、地址类型和地址。

程序编辑完成且确认无误后，点击保存并关闭。在边缘计算选项下的脚本选项中就出现了建立的脚本。然后，给脚本配置一个执行策略，点击边缘计算选项下的执行策略选项，选择新建策略，执行脚本选择刚刚新建的“判断”这一个脚本，执行模式由于对刀仪的使用相对比较频繁，所以这里选择周期执行，执行周期设置位5 min执行一次。配置完成后，执行策略下即会出现新的执行策略，选中该策略，点击下载，该边缘计算程序及执行策略就会下载到汉云PLC网关中并运行。脚本运行之后，就可以按照前面所说的数据监控点建立的方法新建一个“judgement”数据监控点，参数与脚本变量一致，配置完成后，边缘计算计算结果就可以在数据监控中展现出来，再按照对监控数据点数据进行判断的方式来设置相应的报警。

2 结语

对刀仪触发次数数据相对简单，所以采用网关自带边缘计算功能来实现，如果采集更复杂的数据，就需要先将数据上传到云端，在云平台上绑定数据来源网关，建立和XEdge软件中相同的数据采集点，网关采集的数据就会在云平台展示出来，就可以利用云平台提供的算法建模功能进行较为复杂的数据处理并通过云端组态展示相应的数据。