Дипломный проект (колледж) - Применение технологий интернета вещей (IoT) для мониторинга и предупреждения о неисправностях в технологических машинах и оборудовании

Цель данной работы заключается в разработке и отладке системы удаленного мониторинга и управления технологическим оборудованием на примере сервисного обслуживания и эксплуатации холодильных агрегатов. Для достижения этой цели необходимо выполнить следующие шаги:
Освоить инструмент визуального программирования NODE-RED;
Ознакомиться с протоколом MQTT и облачным сервисом CloudMQTT. передачи данных;
•Освоить языки программирования JavaScript, CSS, а также язык разметки HTML;
•Ознакомится и освоить работу с системой управления базами данных MongoDB.
Разработка и настройка серверной части приложения:
oРазработать сервер на базе Node.js, который будет обрабатывать запросы от клиентской части и взаимодействовать с базой дан
oНастроить сервер для работы с протоколом MQTT, обеспечив передачу данных от технологического оборудования в реальном времени.
Создание клиентской части приложения:
oРазработать пользовательский интерфейс с использованием HTML, CSS и JavaScript, обеспечивающий удобный доступ к функциям мониторинга и управления оборудованием.
oИнтегрировать клиентскую часть с сервером для получения и отображения данных, а также для отправки команд управления оборудованием.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение 
Концепция Интернет Вещей (IoT) и промышленного Интернета Вещей.    10
Введение в облачные сервисы и их классификация    10
Базы данных    16
Введение в базы данных    16
База данных SQLite    16
База данных MongoDB    17
NODE-RED – инструмент визуального программирования для Промышленного Интернета Вещей (IIoT)    20
NODE.JS    20
NODE-RED    21
Применение концепции Промышленного Интернета вещей (IIoT) для построения системы телемеханики и телеметрии распределенных промышленных объектов    26
Структурная схема проекта    26
Имитационная модель технологического объекта    27
Серверная часть Web-приложения    28
Клиентская часть Web-приложения    34
Разработка системы мониторинга на основе IoT    39
Архитектура системы    39
Аппаратная часть: сенсоры и устройства 5.3.    39
Разработка цифровой системы sinumeric 820 d  с подключением привода altivar.    44
Конструкторская часть     70
Заключение    72
Список использованной литературы    74

Чертежи проекта:
1. Кинематическая схема (А1). 
2. Общий вид станка (А1).
3. Схема подключения SINUMERIC к станку (2 чертежа формата А2)
4. Технологическая карта (А1).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
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. 
Комплексное тестирование приложения было проведено на имитационной модели холодильной камеры. По завершению тестирования, можем сделать заключение, что программа полностью отлажена и готова к работе.
Программа продемонстрировала высокую надежность и эффективность в условиях имитационной модели, что позволяет предположить ее успешное функционирование в реальных промышленных условиях. Благодаря использованию NODE-RED для потокового программирования, JavaScript для логики приложения, HTML для структуры страниц и CSS для их стилизации, удалось создать интуитивно понятный и функциональный интерфейс.
Система аварийного оповещения оперативно информирует пользователей о любых неполадках, что способствует быстрому реагированию и минимизации времени простоя оборудования. Интеграция с базой данных обеспечивает надежное хранение и быстрый доступ к необходимой информации, что облегчает мониторинг и управление те
В дальнейшем планируется внедрение данного приложения на производственных предприятиях для повышения эффективности управления технологическим оборудованием, а также проведение дополнительных тестов в реальных условиях эксплуатации для дальнейшего улучшения функциональности и надежности системы.
В дальнейшем планируется внедрение данного приложения на производственных предприятиях для повышения эффективности управления технологическим оборудованием. Для этого будут проведены дополнительные тесты в реальных условиях эксплуатации, что позволит выявить и устранить возможные недочеты и внести улучшения в функциональность и надежность системы.
Кроме того, планируется интеграция с другими системами автоматизации и управления, что позволит создать единый информационный комплекс для мониторинга и управления всем технологическим оборудованием на предприятии. Это обеспечит более точное и оперативное принятие решений, повысит производительность и снизит затраты на обслуживание и ремонт оборудования.
Также рассматриваются возможности для масштабирования и адаптации приложения под различные виды технологического оборудования, что сделает его универсальным инструментом для различных отраслей промышленности. В перспективе планируется расширение функционала приложения за счет внедрения искусственного интеллекта и машинного обучения, что позволит предсказывать возможные поломки и оптимизировать работу оборудования.
Таким образом, разработанное Web-приложение представляет собой важный шаг на пути к цифровизации и автоматизации производственных процессов, обеспечивая надежное и эффективное управление технологическим оборудованием с использованием современных технологий Промышленного Интернета Вещей.
Кроме того, планируется разработка мобильного приложения для обеспечения доступа к системе мониторинга и управления оборудованием с любых устройств, что повысит удобство использования и оперативность реакции на возникающие проблемы. Мобильное приложение будет интегрировано с основной системой и предоставит пользователям все необходимые функции для удаленного контроля
Одним из приоритетов на будущее также является обеспечение безопасности данных и защиты от несанкционированного доступа. Для этого будут внедрены передовые методы шифрования данных и аутентификации пользователей, что гарантирует безопасность и конфиденциальность информации.
Планируется проведение регулярных обновлений системы на основе отзывов пользователей и анализа эксплуатационных данных. Это позволит непрерывно улучшать производительность и функциональность приложения, делая его более адаптированным к потребностям пользователей и требованиям рынка
Наконец, будет продолжена работа по популяризации и продвижению данного решения на рынке, включая участие в выставках и конференциях, публикации в специализированных изданиях и проведение демонстрационных мероприятий для потенциальных клиентов.
Все эти меры направлены на создание высокоэффективной, надежной и безопасной системы для мониторинга и управления технологическим оборудованием, которая будет способствовать повышению производительности и снижению
Таким образом, данное Web-приложение имеет значительный потенциал для дальнейшего развития и широкого применения в различных отраслях промышленности, представляя собой инновационное решение для цифровизации и автоматизации производственных процессов