摘 要： 為解決茶葉揉捻過程信息化、數(shù)字化水平低的問題，滿足揉捻技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化、精細(xì)化發(fā)展需求，設(shè)計(jì)了基于物聯(lián)網(wǎng)云盒子的在線監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)無線通信、遠(yuǎn)程服務(wù)、云端監(jiān)控、數(shù)據(jù)收集和參數(shù)調(diào)整，達(dá)到升級(jí)系統(tǒng)、降低運(yùn)維成本和優(yōu)化生產(chǎn)工藝的目的。

關(guān)鍵詞：茶葉；云平臺(tái)；物聯(lián)網(wǎng)云盒子；無線通信技術(shù)；遠(yuǎn)程控制

中圖分類號(hào)：S24 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-1795（2024）05-0032-06

DOI：10.19998/j.cnki.2095-1795.2024.05.006

0 引言

茶葉揉捻技術(shù)是影響茶葉品質(zhì)的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，現(xiàn)代揉捻技術(shù)對(duì)揉捻過程的信息化和數(shù)字化需求越來越高，揉捻技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化、精細(xì)化是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)[1]。

貴州省是茶葉生產(chǎn)大省，但茶葉揉捻設(shè)備普遍比較老舊，數(shù)字化程度不高，生產(chǎn)管理效率低。為此，針對(duì)茶葉揉捻生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行了調(diào)研，收集了制茶企業(yè)的一些需求和建議。

（1）存在的問題和需求。一是工人和技術(shù)人員只能在現(xiàn)場(chǎng)控制和查看設(shè)備狀態(tài)，無法在線監(jiān)控。二是茶葉揉捻技術(shù)沒有具體的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，全憑技術(shù)人員經(jīng)驗(yàn)，依據(jù)大量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，分析找到合理參數(shù)。三是茶葉揉捻過程要依據(jù)茶葉采摘季節(jié)和制茶種類的不同，采用不同配方。四是揉捻設(shè)備技術(shù)人員提供技術(shù)支持時(shí)，需要頻繁去設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)。五是設(shè)備車間空調(diào)是家用空調(diào)，沒有常規(guī)的通信口，無法用PLC 進(jìn)行控制。六是壓力傳感器與PLC 間是有線連接，但揉捻蓋會(huì)隨著揉捻過程隨機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，會(huì)造成傳感器導(dǎo)線被纏繞現(xiàn)象。

（2）改進(jìn)建議。一是建立一套基于云平臺(tái)的監(jiān)控系統(tǒng)，使用戶可以在手機(jī)端和電腦端同步監(jiān)控生產(chǎn)線設(shè)備。二是一旦設(shè)備有異常，能通過短信、微信和聲光報(bào)警等方式通知技術(shù)人員。自動(dòng)收集并存儲(chǔ)生產(chǎn)線上的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，如質(zhì)量、壓力、時(shí)間、溫度和濕度等，為茶葉揉捻技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化提供數(shù)據(jù)支持。三是將茶葉分成春茶、夏茶和秋茶，對(duì)應(yīng)每個(gè)季節(jié)的茶葉設(shè)置若干典型茶品的標(biāo)準(zhǔn)配方，再設(shè)置一個(gè)開放性配方窗口，方便技術(shù)人員調(diào)整生產(chǎn)參數(shù)，優(yōu)化生產(chǎn)工藝。四是使用無線通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程程序下載和調(diào)試，遠(yuǎn)程服務(wù)，以解決問題。五是加裝可以與PLC 通信的空調(diào)溫度控制器，實(shí)現(xiàn)對(duì)空調(diào)的無線控制。六是在傳感器側(cè)和PLC 側(cè)分別加裝無線通信的發(fā)射和接收模塊，通過無線通信技術(shù)采集壓力傳感器數(shù)據(jù)[2]。

為了解決茶葉揉捻設(shè)備出現(xiàn)的問題，本研究設(shè)計(jì)一套基于PLC 物聯(lián)網(wǎng)的在線監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)無線通信、遠(yuǎn)程服務(wù)、數(shù)據(jù)收集和參數(shù)調(diào)整，達(dá)到升級(jí)系統(tǒng)、降低運(yùn)維成本及優(yōu)化生產(chǎn)工藝的目的[3]。

1 整體架構(gòu)

1.1 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

基于PLC 物聯(lián)網(wǎng)的在線監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1 所示。

1.2 通信方案

采用4 層通信結(jié)構(gòu)。第1 層為云平臺(tái)與物聯(lián)網(wǎng)云盒子之間的通信，采用4G 無線通信技術(shù)。第2 層為PLC 與物聯(lián)網(wǎng)云盒子、HMI 之間的通信，采用西門子PLC 通信協(xié)議，硬件接口為RJ45 網(wǎng)口。第3 層為PLC和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、儀器儀表、空調(diào)控制器及LoRa 無線透?jìng)髂K之間的通信，采用Modbus RTU 通信協(xié)議，使用485 總線進(jìn)行設(shè)備之間的連接[4]。Modbus RTU 協(xié)議是Modicon 公司推出的開放式通信協(xié)議，采用主從式串行異步半雙工通信方式， 是一種基于RS485＼RS422＼RS232 物理層的通信協(xié)議。大多數(shù)工控設(shè)備、儀器儀表均支持Modbus RTU 通信，通信中每個(gè)字符通信格式為1 個(gè)起始位、8 個(gè)數(shù)據(jù)位、1 個(gè)校驗(yàn)位及1/2 個(gè)停止位，傳輸過程中每1 個(gè)字節(jié)都以16 進(jìn)制方式直接進(jìn)行傳輸，使用CRC 校驗(yàn)作為錯(cuò)誤檢查，通信可靠穩(wěn)定、接線簡(jiǎn)單，是工控現(xiàn)場(chǎng)常用的一種通信技術(shù)。第4 層分為兩個(gè)部分：第1 分部是空調(diào)控制器和空調(diào)之間的通信，采用紅外發(fā)射技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)空調(diào)的控制；第2 部分是LoRa 數(shù)傳模塊與壓力變送器控制器之間的通信，采用一對(duì)多的無線透?jìng)骷夹g(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)4 個(gè)壓力變送器控制器的控制，壓力變送器與LoRa 模塊控制端采用RS485 連接方式[5]。

2 軟硬件

基于PLC 物聯(lián)網(wǎng)的在線監(jiān)控系統(tǒng)主要硬件：200 SMART PLC，德國西門子股份公司；MCGS HMI，北京昆侖通態(tài)自動(dòng)化軟件科技有限公司；速控物聯(lián)網(wǎng)云盒子，速控云（上海）智能科技有限公司；一對(duì)多LoRa 數(shù)傳模塊，北京聚英翱翔電子有線公司；山東仁科RS-KTC-N01 學(xué)習(xí)型Modbus 空調(diào)控制器，山東仁科測(cè)控技術(shù)有線公司。

主要軟件有物聯(lián)網(wǎng)云盒子配置軟件Sukconfig、西門子SMART PLC 編程軟件STEP 7-MicroWIN SMART及空調(diào)控制器配置軟件KTControlV32，物聯(lián)網(wǎng)云盒子用到的在線監(jiān)控平臺(tái)是速控云平臺(tái)。

2.1 物聯(lián)網(wǎng)云盒子

物聯(lián)網(wǎng)云盒子，又稱PLC 物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)或PLC 遠(yuǎn)程控制模塊，是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)中的遠(yuǎn)程通信設(shè)備，可以方便地實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的數(shù)據(jù)采集，遠(yuǎn)程PLC 程序下載及調(diào)試診斷。

速控物聯(lián)網(wǎng)云盒子SuK-BoX-4G （S），支持對(duì)主流PLC 遠(yuǎn)程控制，如西門子、三菱、歐姆龍、臺(tái)達(dá)、信捷和匯川等。具有對(duì)設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控、大數(shù)據(jù)管理和分析、微信小程序畫面監(jiān)控報(bào)警信息推送、PLC 程序遠(yuǎn)程下載調(diào)試、攝像頭遠(yuǎn)程監(jiān)控管理及售后維保系統(tǒng)等功能，可大大降低工程人員的出差時(shí)間和費(fèi)用，有效提升工作效率[6]。

2.2 速控物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)

速控物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)是通過云盒子將現(xiàn)場(chǎng)大量不同區(qū)域的工業(yè)設(shè)備數(shù)據(jù)、程序和圖像傳輸?shù)竭h(yuǎn)端的云數(shù)據(jù)中心，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、遠(yuǎn)程診斷、遠(yuǎn)程維護(hù)、故障預(yù)警建設(shè)及大規(guī)模遠(yuǎn)程管理設(shè)備的信息化網(wǎng)絡(luò)，為設(shè)備制造商、系統(tǒng)集成商、終端客戶提供完整的設(shè)備和遠(yuǎn)程運(yùn)維管理解決方案的平臺(tái)[7]。

2.3 空調(diào)控制器

采用山東仁科RS-KTC-N01 學(xué)習(xí)型空調(diào)控制器，是一款 Modbus 接口的萬能空調(diào)調(diào)溫器。帶有學(xué)習(xí)功能，可以學(xué)習(xí)空調(diào)遙控器的控制碼，從而代替遙控器對(duì)空調(diào)進(jìn)行控制；帶有遠(yuǎn)程控制和自動(dòng)控制功能，可根據(jù)需要進(jìn)行選擇；帶有內(nèi)置溫濕度傳感器，并且可將溫濕度通過液晶顯示；RS-KTC-N01 帶有 RS485 接口支持 Modbus-RTU 協(xié)議，對(duì)于支持此協(xié)議的 PLC、單片機(jī)控制系統(tǒng)、力控、組態(tài)王及昆侖通態(tài)等組態(tài)軟件均可以通過 RS-KTC-N01 對(duì)大部分柜式或壁掛式空調(diào)進(jìn)行自動(dòng)控制。

2.4 LoRa 數(shù)傳模塊

LoRa 無線技術(shù)是一種符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用的無線數(shù)據(jù)通信技術(shù)，LoRa 無線通信技術(shù)具有星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、通信距離遠(yuǎn)、抗干擾能力強(qiáng)及組網(wǎng)靈活等優(yōu)點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)多設(shè)備間的數(shù)據(jù)透明、雙向傳輸，非常適合應(yīng)用于測(cè)控通信、無線傳感器數(shù)據(jù)采集、智慧城市、智慧農(nóng)業(yè)及環(huán)境檢測(cè)等領(lǐng)域。LoRa 是Semtech 公司創(chuàng)建的低功耗局域網(wǎng)無線標(biāo)準(zhǔn)，LoRa 指遠(yuǎn)距離無線電，最大特點(diǎn)是在同樣的功耗條件下比其他無線方式傳播的距離更遠(yuǎn)，實(shí)現(xiàn)了低功耗和遠(yuǎn)距離的統(tǒng)一，在同樣的功耗下比傳統(tǒng)的無線射頻通信距離擴(kuò)大3～5 倍。

數(shù)傳模塊型號(hào)JY-IoT-LoRa，通過無線透?jìng)髂Ｊ竭M(jìn)行通信，模塊內(nèi)置的MCU 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行包裝和處理，用戶通過UART 接口， 可實(shí)現(xiàn)無線通信， 傳輸距離3～5 km。

3 功能設(shè)計(jì)

3.1 遠(yuǎn)程下載和調(diào)試程序

遠(yuǎn)程下載和調(diào)試程序是指在非設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)可以對(duì)PLC 程序進(jìn)行修改、調(diào)試和下載，該功能可在任何有4G 移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的地方使用。其有以下6 個(gè)設(shè)計(jì)步驟。①物聯(lián)網(wǎng)云盒子供電后，插入4G 流量卡，與PLC 通過網(wǎng)線連接。②進(jìn)入云平臺(tái)www.sukon-cloud.com，添加揉捻機(jī)在線監(jiān)控項(xiàng)目。③用云平臺(tái)賬戶登陸Sukconfig 軟件，選擇配置好的項(xiàng)目，添加BOX。設(shè)置上傳模式為自動(dòng)模式，云盒子會(huì)優(yōu)先選擇有線網(wǎng)絡(luò)，假如沒有有線網(wǎng)絡(luò)會(huì)自動(dòng)切換到4G 網(wǎng)絡(luò)或者WIFI 網(wǎng)絡(luò)。④設(shè)置BOX 的IP 地址，云盒子LAN 的IP 地址需要同PLC的IP 地址在同一網(wǎng)段，并且不能相同。⑤下載配置到云盒子，然后上傳至云端。開啟遠(yuǎn)程編程。設(shè)置接口類型為L(zhǎng)AN，選擇模式為ETH 模式（支持搜索），建立虛擬網(wǎng)卡地址，地址與BOX IP 在同一網(wǎng)段，啟動(dòng)鏈接。⑥打開STEP 7-MicroWIN SMART 編程軟件，通信接口選擇BOX 生成的TAP-Win32 Adapter V9.TCPIP.1虛擬網(wǎng)卡，查找PLC，確定連接，連接成功后，即可遠(yuǎn)程下載和監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)PLC 的程序。

3.2 云平臺(tái)監(jiān)控功能

云平臺(tái)支持在電腦WEB 端、手機(jī)APP 和微信小程序監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集。要實(shí)現(xiàn)該項(xiàng)功能，需根據(jù)監(jiān)控需求添加PLC 變量，組態(tài)監(jiān)控界面，設(shè)置用戶權(quán)限等，有以下2 個(gè)設(shè)計(jì)步驟。

（1）用Sukconfig 軟件，在BOX 的LAN 口添加SMART PLC，在PLC 里面，添加變量。添加的變量主要有設(shè)備啟停和運(yùn)行狀態(tài)、配方設(shè)定參數(shù)、壓力設(shè)定/顯示、頻率設(shè)定/顯示和揉捻過程等相關(guān)的變量。

（2）添加變量后，下載到云盒子，登陸云平臺(tái)進(jìn)行監(jiān)控界面的編輯組態(tài)。組態(tài)界面保存后，可同步在手機(jī)端APP 和微信小程序上使用[8]。

3.3 操作流程

云平臺(tái)、物聯(lián)網(wǎng)云盒子、PLC 之間通信設(shè)置操作流程如圖2 所示。

3.4 無線監(jiān)控生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)空調(diào)

茶葉揉捻生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)空調(diào)大多數(shù)是普通的空調(diào)，沒有與PLC 匹配的通信口，無法用PLC 進(jìn)行控制。為解決這一問題，增加了空調(diào)控制器模塊。選擇空調(diào)控制器型號(hào)RS-KTC-N01，具備學(xué)習(xí)能力，可以學(xué)習(xí)茶葉揉捻生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)空調(diào)的遙控器指令。學(xué)習(xí)配置軟件為KTControlV31，通過485 接口與計(jì)算機(jī)連接后，進(jìn)行學(xué)習(xí)?？照{(diào)控制器學(xué)習(xí)的發(fā)射指令如表1 所示。

學(xué)習(xí)指令后， 通過RS485 接口與PLC 進(jìn)行Modbus RTU 通信。空調(diào)控制器帶有溫度傳感器和濕度傳感器，PLC 通過與它通信，可以實(shí)時(shí)采集生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的溫度和濕度。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需求，開發(fā)了PLC 控制程序，通過PLC 發(fā)布命令，控制空調(diào)控制器發(fā)射紅外指令，控制空調(diào)運(yùn)行。PLC 再與物聯(lián)網(wǎng)云盒子通信，最終實(shí)現(xiàn)在云平臺(tái)上實(shí)時(shí)監(jiān)控生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的溫度和濕度。

控制過程：當(dāng)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)溫度超過32 °C 時(shí)，PLC 控制空調(diào)控制器發(fā)射開機(jī)制冷指令。發(fā)射開機(jī)制冷指令10 s 后，讀取空調(diào)運(yùn)行狀態(tài)寄存器判斷空調(diào)是否開啟制冷模式，如果寄存器的值是1，說明控制成功；否則，說明不成功，再次發(fā)射開機(jī)制冷指令。反復(fù)發(fā)射開機(jī)制冷指令5 次后，如果運(yùn)行狀態(tài)寄存器的值仍然不是1，通過微信、短信、觸摸屏和云平臺(tái)等多平臺(tái)發(fā)送報(bào)警信息， 提醒空調(diào)無法正常啟動(dòng)， 檢查設(shè)備電源是否連接，發(fā)射頭是否脫落，排除故障，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。

當(dāng)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)溫度lt;10 °C 時(shí)，PLC 控制空調(diào)控制器發(fā)射開機(jī)制熱指令。運(yùn)行狀態(tài)的判斷同上。

當(dāng)濕度gt;70% 時(shí)，PLC 控制空調(diào)控制器發(fā)射除濕指令。當(dāng)濕度降至50% 時(shí)，PLC 控制空調(diào)控制器發(fā)射關(guān)機(jī)指令。運(yùn)行狀態(tài)的判斷同上。

如果突發(fā)停電，再次來電后，空調(diào)可實(shí)現(xiàn)來電自啟動(dòng)。下班時(shí)間段，空調(diào)自動(dòng)關(guān)機(jī)。

3.5 無線感知揉捻壓力

茶葉揉捻技術(shù)最核心的一個(gè)參數(shù)，是揉捻筒上蓋對(duì)茶葉的壓力。市場(chǎng)上茶葉揉捻機(jī)上并沒有壓力傳感器，揉捻茶葉時(shí)，全憑技術(shù)工人的經(jīng)驗(yàn)來調(diào)整。為了采集壓力值，又不影響揉捻筒內(nèi)部結(jié)構(gòu)。在揉捻筒蓋與上方支撐軸的連接處加裝了壓力傳感器。硬件部分接線，先將壓力傳感器接在數(shù)字變送器上，再把數(shù)字變送器通過RS485 總線接入PLC。但在實(shí)際應(yīng)用中，由于揉捻筒會(huì)隨著慣性轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)致通信線會(huì)纏繞在支撐軸上。此處需要通過無線通信技術(shù)來代替RS485 總線[9]。在PLC 與數(shù)字變送器之間，增加了LoRa 數(shù)傳模塊，共1 個(gè)主機(jī)、4 個(gè)子機(jī)。采用1 對(duì)4 的LoRa 通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了無線透?jìng)鞯墓δ?。主機(jī)和數(shù)字變送器用鋰電池單獨(dú)供電，固定在揉捻蓋上方。

通信過程：數(shù)字變送器將傳感器輸出的±5 mV 模擬差分信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，通過RS485 接口傳給LoRa數(shù)傳模塊子機(jī)，子機(jī)將數(shù)據(jù)通過無線透?jìng)鞣绞絺魉徒o主機(jī)，主機(jī)通過RS485 接口將數(shù)據(jù)傳給PLC。PLC 采集到數(shù)據(jù)后，云平臺(tái)即可監(jiān)控到實(shí)時(shí)壓力。

3.6 標(biāo)準(zhǔn)+開放性相結(jié)合配方功能

茶葉根據(jù)不同季節(jié)可分為春茶、夏茶和秋茶。每個(gè)季節(jié)的茶葉，根據(jù)制茶種類的不同，揉捻時(shí)間和壓力也不同。茶葉揉捻的典型過程是輕揉?重揉?輕揉，配方參數(shù)有輕揉時(shí)間Ⅰ、重揉時(shí)間、輕揉時(shí)間Ⅱ、輕揉壓力Ⅰ、重揉壓力和輕揉壓力Ⅱ。為了方便現(xiàn)場(chǎng)工人操作，依據(jù)茶葉揉捻工藝過程，在MCGS HMI 上設(shè)置了9 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)配方，分別是春茶A、B、C 配方，夏茶A、B、C 配方和秋茶A、B、C 配方。標(biāo)準(zhǔn)配方優(yōu)點(diǎn)是，一鍵操作，方便快捷。但缺點(diǎn)是參數(shù)不可調(diào)，不利于制茶技術(shù)人員優(yōu)化揉捻工藝。一批新茶在開始批量揉捻生產(chǎn)前，一般都需要專業(yè)的制茶技術(shù)人員先做試驗(yàn)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來調(diào)節(jié)和設(shè)置初始參數(shù)，再依據(jù)揉捻過程茶葉的成條和破碎情況，不斷修改參數(shù)，直到達(dá)到理想的揉捻效果后，才開始批量生產(chǎn)。因此，需要為制茶技術(shù)人員預(yù)留一個(gè)可以自由調(diào)節(jié)配方參數(shù)的窗口。通過在MCGS HMI 上設(shè)置開放性配方，供制茶技術(shù)人員自由修改配方參數(shù)，優(yōu)化茶葉工藝和進(jìn)行科研試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)束后，可以對(duì)理想的參數(shù)配方進(jìn)行保存，用生成的新配方來更新替代標(biāo)準(zhǔn)配方。通過標(biāo)準(zhǔn)配方與開放性配方相結(jié)合，既適應(yīng)了現(xiàn)場(chǎng)普通工人操作，又滿足技術(shù)人員的科研需求，也為揉捻技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化提供了數(shù)據(jù)支撐。

4 平臺(tái)測(cè)試

4.1 監(jiān)控終端

在線監(jiān)控終端簡(jiǎn)單易用，可認(rèn)為是移動(dòng)的工業(yè)觸摸屏，只要在云平臺(tái)組態(tài)好監(jiān)控界面，即可在WEB 端、手機(jī)APP 和微信小程序同步顯示和監(jiān)控[10]。設(shè)計(jì)好的茶葉揉捻生產(chǎn)線監(jiān)控系統(tǒng)主界面微信小程序截圖如圖3 所示。

4.2 無線控制

空調(diào)控制器學(xué)習(xí)空調(diào)遙控器指令后，可以代替遙控器對(duì)不帶通信口的普通空調(diào)進(jìn)行無線控制，空調(diào)側(cè)無須布線，解決了大多數(shù)普通空調(diào)沒有通信口，無法用PLC 控制的實(shí)際問題。經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，控制器距離空調(diào)10 m，單次發(fā)布指令100 次，成功執(zhí)行指令93 次，試驗(yàn)過程中連續(xù)發(fā)布5 次指令均未成功執(zhí)行指令的概率為0，數(shù)據(jù)表明控制穩(wěn)定可靠。

LoRa 數(shù)傳模塊采用無線透?jìng)魍ㄐ偶夹g(shù)，實(shí)現(xiàn)了壓力傳感器與PLC 的無線通信，解決了有線帶來的導(dǎo)線纏繞難題[11]。經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，通信功能穩(wěn)定，傳輸速率快，壓力值刷新時(shí)間間隔70～160 ms，符合現(xiàn)場(chǎng)需求[12]。茶葉揉捻過程中某時(shí)間段采集的實(shí)時(shí)壓力值如圖4 所示。

4.3 多平臺(tái)報(bào)警

當(dāng)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)超高溫45 °C、超低溫?10 °C、揉捻過程中壓力異常及設(shè)備運(yùn)行異常等情況時(shí)，觸摸屏、云平臺(tái)電腦端、手機(jī)端都會(huì)發(fā)出報(bào)警信息，如圖5 所示。發(fā)送報(bào)警的方式有微信、短信、電子郵件和聲光報(bào)警等，保障現(xiàn)場(chǎng)人員和非現(xiàn)場(chǎng)人員，都能迅速獲知報(bào)警信息，保障生產(chǎn)安全[13]。

4.4 遠(yuǎn)程監(jiān)控

云平臺(tái)開發(fā)遠(yuǎn)程監(jiān)控界面，方便管理人員和維保人員實(shí)時(shí)查看現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)。遠(yuǎn)程下載和調(diào)試程序，方便生產(chǎn)設(shè)備技術(shù)人員進(jìn)行遠(yuǎn)程服務(wù)?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)試時(shí)采用4G網(wǎng)絡(luò)，編程人員在遵義市，設(shè)備在湄潭縣，信號(hào)穩(wěn)定可靠，程序在線監(jiān)控和下載均能實(shí)現(xiàn)，如圖6 所示[14]。

4.5 數(shù)據(jù)收集

在云平臺(tái)和手機(jī)端可以查看任意時(shí)間段的生產(chǎn)數(shù)據(jù)曲線和報(bào)警信息，也可以通過自定義的格式生成數(shù)據(jù)報(bào)表下載到電腦上[15]。方便后期制茶技術(shù)人員研究參數(shù)，優(yōu)化生產(chǎn)工藝，為茶葉揉捻技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化提供數(shù)據(jù)支撐。某春茶3 個(gè)配方理想?yún)?shù)如表2 所示，WEB 端導(dǎo)出部分歷史報(bào)警信息如表3 所示。

5 結(jié)束語

本研究對(duì)茶葉揉捻生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行升級(jí)改造，提高了生產(chǎn)企業(yè)的信息化和數(shù)字化水平，使茶企實(shí)現(xiàn)了降本提質(zhì)增效，帶動(dòng)了區(qū)域就業(yè)及經(jīng)濟(jì)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了較好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。期望今后能夠繼續(xù)服務(wù)地方，為企業(yè)解決技術(shù)難題，通過遠(yuǎn)程技術(shù)指導(dǎo)，推動(dòng)地方經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展。