吳魯紀(jì) 耿福震 楊林杰 李俞峰

摘要：以工業(yè)透平齒輪箱為監(jiān)控對(duì)象，使用移動(dòng)跨平臺(tái)開發(fā)工具APICloud，開發(fā)出透平齒輪箱狀態(tài)監(jiān)控平臺(tái)移動(dòng)端app，實(shí)現(xiàn)對(duì)齒輪箱振動(dòng)、溫度、壓力、流量等信號(hào)的監(jiān)測(cè)和預(yù)警。該文介紹了該監(jiān)控移動(dòng)端系統(tǒng)的總體框架設(shè)計(jì)、系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)和系統(tǒng)的操作流程，實(shí)現(xiàn)了齒輪箱出廠后的狀態(tài)追蹤，確定齒輪箱保養(yǎng)和再制造的最佳時(shí)機(jī)，達(dá)到節(jié)約成本提高效率的目的。

關(guān)鍵詞：APICloud;齒輪箱;狀態(tài)監(jiān)控;移動(dòng)端app

中圖分類號(hào)：TP301 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2019）33-0243-02

1背景

高速齒輪箱作為動(dòng)力傳輸鏈上的重要一環(huán)，被廣泛應(yīng)用于汽輪機(jī)、離心及軸流風(fēng)機(jī)、透平壓縮機(jī)機(jī)組、燃?xì)獍l(fā)電機(jī)機(jī)組、高速旋轉(zhuǎn)泵機(jī)組、裂化催化能量回收機(jī)組、船舶主推進(jìn)裝置等涉及能源、化工、冶金、軍工、環(huán)保等關(guān)系國計(jì)民生的各重要領(lǐng)域。對(duì)于此類齒輪箱，由于其轉(zhuǎn)速高、載荷大，為確保機(jī)組可靠的工作，通常對(duì)其振動(dòng)、溫度等參數(shù)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控。隨著移動(dòng)設(shè)備的普及和我國工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，通過移動(dòng)設(shè)備對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)和設(shè)備數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控成為現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)，通過對(duì)設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控更加準(zhǔn)確跟蹤生產(chǎn)狀況，對(duì)故障進(jìn)行智能預(yù)測(cè)和預(yù)警。用戶可以避免場(chǎng)地的限制，方便進(jìn)行設(shè)備管理，及時(shí)處理報(bào)警信息，提高效率，節(jié)約成本。

本文主要利用移動(dòng)跨平臺(tái)開發(fā)技術(shù)APICloud，實(shí)現(xiàn)對(duì)齒輪箱運(yùn)行狀態(tài)的在線監(jiān)控。相比于傳統(tǒng)的移動(dòng)app原生代碼開發(fā)，APICloud應(yīng)用的開發(fā)模式是HTML、CSS和JavaScript+擴(kuò)展API來進(jìn)行app開發(fā)，并且APICloud能夠通過一套代碼同時(shí)生成能分別在Android、IOS系統(tǒng)平臺(tái)上運(yùn)行的安裝包，有效縮短了開發(fā)周期，降低了開發(fā)難度。

2APIcloud平臺(tái)簡(jiǎn)介

APIcloud是由柚子（北京）科技有限公司開發(fā)的一款移動(dòng)運(yùn)用云平臺(tái)，致力于加速移動(dòng)創(chuàng)新，幫助開發(fā)者和軟件企業(yè)快速進(jìn)入移動(dòng)、云和大數(shù)據(jù)時(shí)代。APICloud推行”云端一體”的理念，“云API”服務(wù)包括數(shù)據(jù)服務(wù)、推送、云修復(fù)和大數(shù)據(jù)分析等，讓開發(fā)者只需要少量、甚至不需要服務(wù)端編碼;“端API”將大量移動(dòng)應(yīng)用所需的功能“模塊化“封裝，并且借助APICloud的模塊機(jī)制規(guī)范的提供給開發(fā)者，APICloud為開發(fā)者從”云”和”端”兩個(gè)方向提供API，簡(jiǎn)化移動(dòng)應(yīng)用開發(fā)技術(shù)。

3系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能

3.1系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計(jì)

如圖2所示，系統(tǒng)為多層架構(gòu)，數(shù)據(jù)傳輸單元將傳感器采集到的齒輪箱狀態(tài)數(shù)據(jù)上傳至云服務(wù)器數(shù)據(jù)庫進(jìn)行存儲(chǔ)，移動(dòng)端能夠?qū)崟r(shí)讀取數(shù)據(jù)庫中所有數(shù)據(jù)，并能與云服務(wù)器進(jìn)行交互，進(jìn)行數(shù)據(jù)庫的插人更新操作。

3.2功能模塊設(shè)計(jì)

為了實(shí)現(xiàn)對(duì)出廠后的齒輪箱運(yùn)行狀況實(shí)時(shí)監(jiān)控，系統(tǒng)包含了登錄鑒權(quán)模塊、設(shè)備信息管理模塊、報(bào)警信息管理模塊和個(gè)人信息管理模塊等4個(gè)主要功能模塊。

3.2.1登錄鑒權(quán)模塊

該模塊的功能是為了實(shí)現(xiàn)對(duì)不同現(xiàn)場(chǎng)的工作人員及設(shè)備生產(chǎn)廠家進(jìn)行鑒權(quán)管理，設(shè)置其操作權(quán)限。

3.2.2設(shè)備信息管理模塊

該模塊包含三個(gè)子模塊。1用戶注冊(cè)登錄后，根據(jù)用戶信息自動(dòng)加載用戶現(xiàn)場(chǎng)所有的設(shè)備信息。對(duì)于齒輪箱生產(chǎn)廠家，登錄后自動(dòng)加載所有的現(xiàn)場(chǎng)信息和現(xiàn)場(chǎng)所有的設(shè)備信息。2實(shí)時(shí)顯示齒輪箱設(shè)備振動(dòng)、溫度、壓力、流量等傳感器所采集的數(shù)據(jù)。并設(shè)置報(bào)警值和停機(jī)值。將采集到的數(shù)據(jù)繪制成歷史曲線，用來觀測(cè)設(shè)備運(yùn)行狀況的整體趨勢(shì)。

3.2.3報(bào)警信息管理模塊

該模塊通過列表的形式直觀的展示現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備所有的報(bào)警信息，對(duì)于生產(chǎn)廠家可通過切換不同現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行查看。

3.2.4個(gè)人信息管理模塊

個(gè)人信息管理模塊主要包括對(duì)登錄用戶賬號(hào)信息的管理，包括退出登錄和修改密碼功能。

4系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

4.1移動(dòng)端效果實(shí)現(xiàn)

使用開發(fā)工具apicloud-studio2編寫好的代碼上傳至API-Cloud平臺(tái)，經(jīng)過云編譯生成安裝包，用戶在下載安裝，并完成注冊(cè)登錄后，根據(jù)導(dǎo)航欄就可以很容易的操作本款A(yù)pp。App的主要功能如圖3。

4.2Echarts圖表

ECharts，一個(gè)使用JavaScript實(shí)現(xiàn)的開源可視化庫，可以在PC和移動(dòng)設(shè)備上流暢地運(yùn)行，可以提供直觀豐富的可個(gè)性化定制的數(shù)據(jù)可視化圖表，并且其使用簡(jiǎn)單，只需要像普通的Ja-vaScript庫一樣用script標(biāo)簽引入即可。

通過引入Echarts圖表，前端只需通過AJAX向數(shù)據(jù)庫發(fā)送請(qǐng)求，數(shù)據(jù)庫將查詢到的齒輪箱狀態(tài)信息以JSON對(duì)象的形式返回。ECharts通過對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行渲染后，以柱狀圖或折線圖的形式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行直觀顯示。

4.3APICloud的本地存儲(chǔ)

APICloud為開發(fā)者提供了多種本地?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)方案，包括Local Storage、偏好數(shù)據(jù)、文件和數(shù)據(jù)庫等，以滿足不同規(guī)模數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求。其中Local Storage和偏好數(shù)據(jù)一般用于存儲(chǔ)比較簡(jiǎn)單、規(guī)模較小的數(shù)據(jù)，而文件和數(shù)據(jù)庫多用于存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)，并且利于管理。APICloud對(duì)html5的Local Storage進(jìn)行了封裝，在存儲(chǔ)時(shí)更加方便。通過$api對(duì)象的setStorage方法不僅可以存儲(chǔ)字符串，還可以直接存儲(chǔ)JSON對(duì)象，而getStorage獲取時(shí)也可以直接得到JSON對(duì)象。

用戶在輸入賬號(hào)密碼的同時(shí)，將賬號(hào)和密碼信息通過setStorage方法存儲(chǔ)至本地，在用戶下次登錄時(shí)，系統(tǒng)會(huì)通過本地存儲(chǔ)信息進(jìn)行登錄，直至用戶點(diǎn)擊退出登錄，調(diào)用clearStor-age方法清除本地存儲(chǔ)。