Method Article

תקשורת נתונים המבוססת על MQTT בתהליך שחול פולימרי

DOI:

10.3791/63717

⸱

July 15th, 2022

 ,  ,  , 
1Department of Mechanical System Design Engineering, Seoul National University of Science and Technology (SeoulTech)

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

עבודה זו מציעה שיטה גמישה לתקשורת נתונים בין מערכת שחול סרטים והתקני ניטור המבוססים על פרוטוקול הודעה בשם העברת טלמטריה של תורי הודעות (MQTT).

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

עבודה זו נועדה לבנות מבנה תקשורת נתונים גמיש עבור מכונת עיבוד פולימרים על ידי שימוש בפרוטוקול מבוסס מנוי-מפרסם בשם תחבורת טלמטריה של תורי הודעות (MQTT), המופעל באמצעות TCP/IP. גם בעת שימוש בציוד קונבנציונלי, ניתן למדוד ולהקליט נתוני עיבוד על ידי מכשירים שונים בכל מקום באמצעות תקשורת אינטרנט. פרוטוקול מבוסס הודעה מאפשר תקשורת גמישה המתגברת על החסרונות של פרוטוקול שרת-לקוח קיים. התקנים מרובים יכולים להירשם כמנויים לנתוני העיבוד שפורסמו על-ידי התקני מקור. השיטה המוצעת מאפשרת תקשורת נתונים בין מפרסמים ומנויים מרובים. עבודה זו הטמיעה מערכת המפרסמת נתונים מהציוד וחיישנים נוספים למתווך הודעות. המנויים יכולים לנטר ולאחסן את נתוני התהליך המועברים על ידי הברוקר. המערכת נפרסה והופעלה עבור קו הבלטה של סרט כדי להדגים את האפקטיביות.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

בגל המהפכה התעשייתית הרביעית, רכישה וניטור של נתוני עיבוד שונים הפכו למשימות חשובות1. בפרט, שיפור תהליך הייצור באמצעות נתוני תהליכים וקביעת תוכניות תפעול יעילות יהיו מטרה חשובה של כל מתקני הייצור 2,3. ניתן לקצר מאוד את זמן ההשבתה אם ניתן לשלוח אזעקה מהמפעל או אם ניתן לבצע תחזוקה חזויה בזמן4. לאחרונה נעשו מאמצים רבים לניתוח נתונים בתהליכים פולימריים 5,6. עם זאת, לא קל לבצע משימות אלה בשל הקשיים ברכישת נתונים כאלה מהמערכות הקיימות7. המבנה ההיררכי של הבקרה והמכשור מקשה על רכישת הנתוני....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. התקנת ברוקר

הערה: כדי לנטר ולתעד נתוני עיבוד באמצעות האינטרנט, יש להכין מערכת מחשב המעבירה את הנתונים. המערכת צריכה להיות נגישה הן לבעלי האתרים והן למנויים כפי שמוצג באיור 2. לפיכך, היא צריכה להיות בעלת כתובת IP ציבורית הידועה לפני כל תקשורת. מתווך MQTT פתוח בשם Eclipse Mosquitto מותקן על המערכת13.

  1. חבר מחשב לאינטרנט תוך מתן כתובת IP ציבורית. תן את הכתובת בהגדרת ה- IP של מערכת ההפעלה.
  2. התקן תוכנת ברוקר כגון Eclipse Mosquitto במחשב. הורד את קובץ ההתקנה באמצעות דפדפן והפעל אותו.
  3. בדוק את המתווך עם תוכנית בדיקה כגון עדשת MQTT. הורד את ....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

נמצא כי הנתונים המוצגים ב-HMI ונמדדו על ידי Raspberry Pis נוטרו ותועדו במנויים כפי שמוצג באיור 5. כפי שמוצג בסרטון, נתוני העיבוד נרשמים למסד הנתונים.

figure-results-1
איור 1: חלוקה לרמות של העברת הנתונים באמצעות פרוטוקול MQTT. הברוקר מעביר את המסר מהמוציאים לאור למנויים. המו"לים בתרשים זה הם המו"ל הראשי והמו".......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

על ידי ביצוע הפרוטוקול המוצג, ניתן לנטר ולהקליט את נתוני העיבוד ללא פתרונות IT יקרים כגון MES. טכנולוגיות ה- IoT יכולות להקל על רכישה ואספקה של נתונים ממכונות קונבנציונליות. הוכח כי הפרוטוקול מבוסס ההודעות, MQTT, משמש בהצלחה כפלטפורמה לתקשורת נתונים עבור קווי עיבוד פולימרים. יתר על כן, נתונים נוספים יכולים להימדד באופן גמיש ולשדר יחד. המו"לים הנוספים שהועסקו בעבודה זו היו ה-Raspberry Pis. יש לציין כי ניתן להגן עליהם עוד יותר על ידי שיכוןם במארזים תעשייתיים של Raspberry Pi כדי להבטיח פעולה איתנה בתנאים קשים. המנויים יכולי.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

המחברים מצהירים על היעדר ניגודי עניינים.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

מחקר זה נתמך על ידי תוכנית המחקר שמומנה על ידי SeoulTech (האוניברסיטה הלאומית למדע וטכנולוגיה בסיאול).

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Edge DeviceAdavantechUNO 420Intel Atom E3815 מכונת שחול סרטים ללא מאוורר
EM קוריאהלא זמיןלייצור סרט 450 מ"מ
PydroidIIECלא זמיןמכשירי אנדרואיד
Python3Python Software Foundataionלא זמיןWindows, Linux
Raspberry Pi 4CanaKitלא זמין ערכה סטנדרטית
זמינה

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Shafiq, S. I., Szczerbicki, E., Sanin, C. Proposition of the methodology for Data Acquisition, Analysis and Visualization in support of Industry 4.0. Procedia Computer Science. 159, 1976-1985 (2019).
  2. Dilda, V., et al.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

MQTT ProtocolData CommunicationPolymer ExtrusionPublisher SubscriberMessage BrokerProcess MonitoringPython AutomationModbus CommunicationIoT DevicesData Logging

Related Articles