РАЗРАБОТКА КОМПЛЕКСА УДАЛЕННОГО МОНИТОРИНГА И УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ОБОРУДОВАНИЕМ НА ПРИМЕРЕ СЕРВИСНОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ И ЭКСПЛУАТАЦИИ ХОЛОДИЛЬНЫХ АГРЕГАТОВ
Введение 4
Глава 1. Концепция Интернет Вещей (IoT) и промышленного Интернета Вещей (IIoT) 6
1.1 Введение в облачные сервисы и их классификация 7
1.1.1 SaaS - software as a service 7
1.1.2 IaaS - Infrastructure-as-a-Service 9
1.1.2.1 Характеристики и провайдеры IaaS 9
1.1.3 PaaS - Platform as a Service 11
1.1.3.1 Ключевые критерии выбора PaaS 12
Глава 2. Базы данных 15
2.1 Введение в базы данных 15
2.2 База данных SQLite 16
2.3 База данных MongoDB 17
2.3.1 Формат данных в MongoDB 18
2.3.2 Кроссплатформенность 19
2.3.3 Документы вместо строк 19
2.3.4 Коллекции 20
2.3.5 Репликация 20
2.3.6 Простота в использовании 20
2.3.7 GridFS 21
Глава 3. NODE-RED - инструмент визуального программирования для Промышленного Интернета Вещей (IIoT) 22
3.1 NODE.JS 22
3.1.1 Преимущества и важные нюансы 23
3.2 NODE-RED 24
3.2.1 Ключевые идеи 26
3.2.1.1 Потоки 26
3.2.1.2 Сообщения 26
3.2.1.3 Узлы 27
3.2.1.4 «Провода» 29
3.2.1.5 Контекст 29
3.2.1.6 Функциональные узлы 30
Глава 4. Применение концепции Промышленного Интернета вещей (IIoT) для построения системы телемеханики и телеметрии распределенных промышленных объектов 32
4.1 Структурная схема проекта 32
4.2 Имитационная модель технологического объекта 33
4.3 Серверная часть Web-приложения 35
4.3.1 Начало работы с NODE-RED 35
4.3.2 Дополнительная установка узлов 36
4.3.3 Архивация данных 38
4.3.4 Получение исторических данных 39
4.3.5 Аварийные оповещения 40
4.4 Клиентская часть Web-приложения 42
4.4.1 Управление и мониторинг 42
4.4.2 Вывод исторических данных 47
4.4.3 Вывод аварийных состояний 48
Заключение 50
Список литературы 51
Большой вклад в науку и жизнь в целом принес Интернет Вещей. Это поспособствовало появлению новых технологий, оборудованию, развитию промышленности и т.д. Если раньше, например, при обслуживании какого-либо оборудования, которое находится на большом расстоянии друг от друга, приходилось тратить не мало времени, то теперь это можно осуществлять при помощи приложения, которое находится на вашем электронном устройстве.
Безусловно, автоматизация началась уже давно, но она была не такой эффективной.
Теперь же, с развитием интернета появилась возможность разработать несложное ПО и оно будет взаимодействовать при помощи облачных сервисов, работоспособность которых почти 100%.
Конечно же, при работе с Интернетом Вещей есть свои минусы:
• У вас может пропасть связь с Интернетом;
• У вас может перестать работать электронное устройство;
• Функционал некоторых сервисов очень ограничен в бесплатном варианте и для его расширения приходится платить.
Но это все эти минусы могут перекрыть несколько больших плюсов:
• Вы можете управлять процессами находясь на другом конце Земного шара;
• Безопасность. Многие профессии очень опасны для жизни и Интернет Вещей может в этом помочь, ведь можно автоматизировать те процессы, которые грозят большой опасностью для людей.
Целью настоящей работы является разработать и отладить комплекс удаленного мониторинга и управления технологическим оборудованием на примере сервисного обслуживания и эксплуатации холодильных агрегатов.
Для реализации поставленной цели необходимо было сделать следующее:
• Освоить инструментальное средство визуального программирования NODE-RED;
• Ознакомиться и освоить протокол mqtt, а также облачный сервис CloudMQTT для передачи данных;
• Освоить языки программирования JavaScript, CSS, а также язык разметки HTML;
• Ознакомится и освоить работу с системой управления базами данных MongoDB.
В результате проделанной работы было разработано Web-приложение, предназначенное для удаленного мониторинга и управления технологическим оборудованием с использованием современных технологий Промышленного Интернета Вещей. Данное приложение составлено из серверной и клиентской частей. Была реализована система для записи и вывода информации из базы данных, а также система аварийного оповещения. Для разработки Web- приложения были освоены и применены: инструмент NODE-RED, язык программирования JavaScript, язык разметки HTML, каскадные таблицы стилей CSS. [12, 13, 14]
Комплексное тестирование приложения было проведено на имитационной модели холодильной камеры. По завершению тестирования, можем сделать заключение, что программа полностью отлажена и готова к работе.
