基于Android系统开发的分离式注塑机HMI

区志伟

（佛山震德塑料机械有限公司，广东佛山，528000）

1 引言

现今随着城市无线网络的大范围覆盖、Android手机的日益普及、并且由于其Android手机具备强大的无线通信功能以及应用程序无界限的特性，如果能将Android应用于工业控制领域上，将能实现无间、实时的生产状态监控、警报提醒和网络会诊等先进的功能，取代传统的现场总线技术。接下来以震德塑料机械有限公司基于Android系统自主开发的新世纪控制系统分离式HMI（以下简称为新世纪控制系统Android客户端）为例，探讨其可行性、优点及实现方案。

2 开发新世纪控制系统Android客户端的可行性

2.1 Android系统简介

Google把Android描述为：为移动设备设计的第一个真正开放的综合平台，所有的软件都能运行在手机上，从而消除了阻碍移动创新的屏障。

所以Android得载体就是人们常用的手机及平板电脑，我们要在Android系统上开发新世纪控制系统HMI，则首先必须先了解其载体的特点：

低处理能力；有限的RAM；有限的永久储存能力；高延迟、低速的数据传输速率；非工业级别的抗干扰能力。

根据以上特性，新世纪控制系统Android客户端将不能实现以下功能：对设备的实时操作及保存大量的设备或产品数据，也就是说以移动设备为载体的Android系统不适合应用与工业领域，但云技术的应用改变了这一局面。

2.2 云技术简介

云技术是是透过网络将庞大的计算处理程序自动分拆成无数个较小的子程序，再交由多部服务器所组成的庞大系统经搜寻、计算分析之后将处理结果回传给用户。透过这项技术，网络服务提供者可以在数秒之内，达成处理数以千万计甚至亿计的信息，达到和“超级计算机”同样强大效能的网络服务。

云计算最大的特点就是：计算的弥漫性、无所不在的分布性和社会性特征。

2.3 可行性

从云技术的特性可见，通过云技术连接车间工控电脑及移动设备，移动设备的缺点再也不能成为其在工业领域应用上的障碍，与车间工控系统能实现实时、无间的数据交换。

3 新世纪控制系统Android客户端系统架构

3.1 新世纪控制系统简介

新世纪控制系统是震德塑料机械有限公司自主研发的注塑机专用控制系统，实现了注塑机电气一体化的整合效果，通过注塑机和驱动器的数据的高速实时传输,实现了驱动和控制的无缝连接.完美的解决注塑机电气调试复杂以及整体系统不稳定的问题，而且其以Ethernet为通讯协议，以WIN XP-E为操作平台的特性，更为其实现跨平台通讯提供了切实的可行性。

3.2 新世纪控制系统Android客户端系统架构

新世纪系统通过互联网把注塑机的数据（工艺参数、机器参数、警报、历史记录、修改记录等）上传至云主机并保存，然后根据数据情况，如危险警报、完成生产数量等主动发送信息至客户端，或用户通过安装在Android平台上的客户端实现查看当前数据、搜索设备或产品的历史数据、发送远程命令等功能，系统框架如图1所示：

图1

3.3 新世纪控制系统Android客户端功能介绍

1）远程紧急指令发送

当出现紧急情况时，现场又刚好没人，可通过紧急指令，实现远程停泵、停止电热输出、锁机等操作。

2）查看当前设备数据与修改记录

当用户打开新世纪控制系统Android客户端并输入设备编号后，客户端会自动更新当前的工艺参数、设备数据及生产状况，以便用户能即时掌握当前设备的情况，不过由于移动设备有限的储存能力，所以这些数据不会保存，只会更新显示最新的参数设定。

3）警示提醒

在新世纪系统中，警示将作分级处理，级别与客户端登陆账号级别相对应。当警示被触发或解除后，新世纪控制系统将根据设定的级别以文本信息的方式发送至对应级别的账号客户端。例如，警报共分3级，设备操作员级别为3，班组长级别为2，生产负责人级别为1。警报A设定级别为2，则当警报A被触发或解除时，设备操作员及班组长的新世纪系统Android客户端将收到警报A的文字信息提示。

传统的警报处理方式是，当发生警报时，系统通过信号灯或蜂鸣器提醒操作员，当操作员不能解决该问题时，再向班组长或技术人员反映情况，如果连班组长也不能解决该问题，最后才向生产负责人反映情况。这种问题解决方式缺乏实时性且具有长延时性，不利于高效生产。而警示提醒机制则可以使生产的相关人员即使不在现场也能在第一时间接收到设备现场的重要信息，令相关人员能及时快速地做出反应。

4）品质历史数据搜索

由于所有的数据都会被保存在云主机里，客户只需在新世纪系统Android客户端输入产品编号，系统会自动搜索该产品生产时的相关各项参数然后下载至Android客户端。这样可方便用户在任何地方任何时间对生产进行分析。

5）呼叫

如生产现场出现紧急情况，需相关负责人立刻前往现场，可通过呼叫功能选择需要呼叫的Android客户端用户并发出呼叫信号，被呼叫的Android客户端收到呼叫信号后将通过铃声、LED闪烁或震动方式提醒用户。

6）信息收发

现场新世纪控制系统能实现与Android客户端之间的信息收发，以便现场操作人员及时汇报生产状况，生产领导也能及时对生产现场发出指示。

4 结论

相比较传统的现场总线，应用Android系统的特性和无处不在的互联网服务，能让用户解放更多的人力和物力。生产管理人员和技术人员不管在何时何地均可实时无间地对生产现场状况了如指掌，并对现场下达指令或支援，以移动设备和无处不在的移动网络取代传统的现场监控总站，能让客户节省更多的设备成本和人力成本。

[1]Reto Meier. Professional Android Application Development[]. 2010.6: 1-16.