Details

Данная работа посвящена разработке модульной и масштабируемой системы мониторинга состояния промышленного оборудования для малых производств и учебных мастерских. Цель работы –разработка модульной, бюджетной и масштабируемой системы мониторинга состояния промышленного оборудования для малых производств и учебных мастерских, обеспечивающей непрерывный контроль параметров, предиктивную аналитику и повышение безопасности эксплуатации токарного, лазерного станков и 3D-принтера. В ходе выполнения дипломной работы были решены следующие основные задачи: 1. Проведён анализ существующих платформ (Siemens MindSphere, ZIIoT, IIoT.Istok) и обоснована необходимость разработки бюджетного решения для малых производств. 2. Сформулированы функциональные и технические требования безопасности к разрабатываемой системе. 3. Произведён обоснованный выбор конкретных моделей датчиков для контроля состояния системы. 4. Разработаны схемы подключения каждого датчика к микроконтроллеру и функциональная схема. 5. Предложена архитектура системы: локальные микроконтроллеры на станках и центральный шлюз. 6. Обоснован выбор протоколов передачи данных и системы хранения данных, обеспечивающих надёжность и масштабируемость. В результате была разработана модульная и бюджетная система мониторинга на базе микроконтроллеров STM32 и микрокомпьютера Raspberry Pi, позволяющая в реальном времени отслеживать параметры токарного, лазерного станков и 3D-принтера.

This work is devoted to the development of a modular and scalable industrial equipment monitoring system for small-scale manufacturing and educational workshops. The aim of the work is to develop a modular, low-cost and scalable industrial equipment monitoring system for small-scale manufacturing and educational workshops, providing continuous parameter monitoring, predictive analytics and increased operational safety of lathes, laser machines and 3D printers. The following main tasks were solved during the work: 1. An analysis of existing platforms (Siemens MindSphere, ZIIoT, IIoT.Istok) was carried out and the necessity of developing a low-cost solution for small-scale manufacturing was substantiated. 2. Functional and technical safety requirements for the developed system were formulated. 3. A justified selection of specific sensor models for system state monitoring was made. 4. Connection diagrams for each sensor to the microcontroller and a functional diagram were developed. 5. The system architecture was proposed: local microcontrollers on the machines and a central gateway. 6. The choice of data transfer protocols and a data storage system ensuring reliability and scalability was justified. As a result, a modular and low-cost monitoring system based on STM32 microcontrollers and a Raspberry Pi microcomputer was developed, allowing real-time monitoring of parameters of lathes, laser machines and 3D printers.