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hhh aed67ce1fd 初始代码

2026-04-02 10:39:03 +08:00

11 KiB

Raw Blame History

普罗生物MES报警页面 - LabVIEW对接

版本：v1.0.46
日期：2025-12-13
状态：需求分析

一、需求背景

建设基于参数判断的设备故障分析与预警系统，实现LabVIEW数据采集端与MES系统的对接，完成故障数据的记录、展示和趋势分析功能。

二、系统架构

┌─────────────────┐     ┌─────────────────┐     ┌─────────────────┐
│    LabVIEW      │     │    数据库        │     │      MES        │
│  数据采集端      │ ──▶ │  故障记录表      │ ──▶ │   报警页面       │
│  (报警运算)      │     │                 │     │  (读取展示)      │
└─────────────────┘     └─────────────────┘     └─────────────────┘

数据流向：

LabVIEW采集设备传感器数据
LabVIEW进行报警运算（三次一致性确认）
超限数据写入数据库故障记录表
MES读取数据库并展示

三、数据库设计

3.1 故障记录表 (device_fault_record)

字段名	类型	说明	示例	来源
id	bigint	主键ID	1	自增
device_name	varchar(100)	设备名称	发酵罐1号	LabVIEW
sensor_name	varchar(100)	传感器名/通道	温度传感器-CH01	LabVIEW
device_status	tinyint	设备状态：0-停机，1-待机，2-生产	2	LabVIEW
nominal_value	decimal(10,2)	标称值（标准/理想值）	25.00	LabVIEW
normal_min	decimal(10,2)	正常范围下限（下限）	20.00	LabVIEW
normal_max	decimal(10,2)	正常范围上限（上限）	30.00	LabVIEW
lower_lower_limit	decimal(10,2)	下下限（严重超限下限）	15.00	LabVIEW
upper_upper_limit	decimal(10,2)	上上限（严重超限上限）	35.00	LabVIEW
actual_value	decimal(10,2)	实测值	35.50	LabVIEW
deviation_rate	decimal(10,2)	偏离度(%)，MES计算	18.33	MES计算
fault_level	tinyint	故障等级：1-轻微，2-一般，3-严重	2	LabVIEW
fault_tag	varchar(200)	故障标注/描述	温度超上限	LabVIEW
analysis_type	tinyint	分析类型：1-瞬态，2-趋势	1	LabVIEW
fault_time	datetime	故障发生时间	2025-12-13 10:00:00	LabVIEW
creator	varchar(64)	创建者（LabVIEW写入时可为系统）	labview	LabVIEW
create_time	datetime	记录创建时间	2025-12-13 10:00:05	LabVIEW
updater	varchar(64)	更新者		MES
update_time	datetime	更新时间		MES
deleted	bit	是否删除	0	默认0

3.2 门限说明

门限层级（从内到外）：
├── 标称值 (nominal_value)：标准/理想值
├── 正常范围：normal_min ~ normal_max（一般报警）
└── 严重范围：lower_lower_limit ~ upper_upper_limit（严重报警）

故障等级判断：
- 实测值在 normal_min ~ normal_max 范围内：正常
- 实测值超出 normal 但在 upper_upper/lower_lower 范围内：一般故障
- 实测值超出 upper_upper_limit 或 lower_lower_limit：严重故障

3.3 偏离度计算公式（MES端计算）

偏离度(%) = (实测值 - 门限值) / 门限值 × 100

其中门限值：
- 实测值 > 正常上限时，门限值 = 正常上限 (normal_max)
- 实测值 < 正常下限时，门限值 = 正常下限 (normal_min)
- 实测值在正常范围内时，门限值 = 标称值 (nominal_value)

四、MES功能设计

4.1 故障记录页面（含趋势分析）

页面路径： /mes/device/fault-record

页面布局：

┌─────────────────────────────────────────────────────────┐
│  查询条件：设备名、传感器名、设备状态、故障等级、时间范围  │
├─────────────────────────────────────────────────────────┤
│                    趋势分析图表区域                       │
│         （圆滑折线图，显示实测值走势和门限参考线）          │
├─────────────────────────────────────────────────────────┤
│                    故障记录列表区域                       │
│              （分页表格，展示故障详情）                    │
└─────────────────────────────────────────────────────────┘

功能点：

列表展示故障记录
支持分页查询
支持条件筛选：设备名、传感器名、设备状态、故障等级、时间范围
支持导出Excel
趋势分析图表（圆滑折线图）

列表字段：

序号	字段	说明
1	设备名称	device_name
2	传感器/通道	sensor_name
3	设备状态	停机/待机/生产
4	标称值	nominal_value
5	正常范围	normal_min ~ normal_max
6	严重范围	lower_lower_limit ~ upper_upper_limit
7	实测值	actual_value
8	偏离度	deviation_rate%（MES计算）
9	故障等级	轻微/一般/严重（带颜色标识）
10	故障标注	fault_tag
11	故障时间	fault_time

4.2 趋势分析图表（集成在故障记录页面）

图表类型： 圆滑折线图（smooth line chart）

功能点：

设备下拉选择
传感器/通道下拉选择（联动设备）
时间范围选择（按天）
圆滑折线图展示趋势
显示门限参考线

图表设计：

Y轴：实测值
X轴：时间（按天聚合）
曲线：圆滑折线（smooth: true）
参考线：
  - 上上限（红色虚线）
  - 上限（橙色虚线）
  - 标称值（绿色实线）
  - 下限（橙色虚线）
  - 下下限（红色虚线）
数据点：每日平均值/最大值/最小值

4.3 故障预测（二期）

基于趋势数据的二次分析：

线性回归预测
异常趋势识别
预警通知

五、接口设计

5.1 LabVIEW写入接口（数据库直连）

LabVIEW直接写入数据库表 device_fault_record，需提供：

数据库连接信息
表结构DDL脚本

5.2 MES读取接口

5.2.1 故障记录分页查询

GET /admin-api/mes/device-fault-record/page

请求参数：
- deviceName: 设备名称（模糊查询）
- sensorName: 传感器名（模糊查询）
- deviceStatus: 设备状态
- faultLevel: 故障等级
- faultTimeStart: 故障时间开始
- faultTimeEnd: 故障时间结束
- pageNo: 页码
- pageSize: 每页条数

响应：
{
  "code": 0,
  "data": {
    "list": [...],
    "total": 100
  }
}

5.2.2 设备列表（下拉用）

GET /admin-api/mes/device-fault-record/device-list

响应：
{
  "code": 0,
  "data": ["发酵罐1号", "发酵罐2号", ...]
}

5.2.3 传感器列表（下拉用，按设备筛选）

GET /admin-api/mes/device-fault-record/sensor-list

请求参数：
- deviceName: 设备名称

响应：
{
  "code": 0,
  "data": ["温度传感器-CH01", "压力传感器-CH02", ...]
}

5.2.4 趋势数据查询

GET /admin-api/mes/device-fault-record/trend

请求参数：
- deviceName: 设备名称（必填）
- sensorName: 传感器名（必填）
- startDate: 开始日期（yyyy-MM-dd）
- endDate: 结束日期（yyyy-MM-dd）

响应：
{
  "code": 0,
  "data": {
    "normalMin": 20.00,
    "normalMax": 30.00,
    "trendList": [
      {
        "date": "2025-12-01",
        "avgValue": 25.5,
        "maxValue": 28.0,
        "minValue": 23.0,
        "faultCount": 2
      },
      ...
    ]
  }
}

六、LabVIEW端说明

6.1 报警运算逻辑

三次一致性确认机制：
├── 采集周期：10秒/次
├── 使用全局变量 + 移位寄存器
├── 连续3次超限才触发报警
└── 目的：抗干扰，避免误报

6.2 标准范围配置

存储位置：.xls 文件
便于现场升级和修订
包含字段：设备名、传感器名、正常下限、正常上限、故障等级规则

6.3 数据写入规范

LabVIEW写入数据库时需填写以下字段：

device_name（必填）
sensor_name（必填）
device_status（必填）
normal_min（必填）
normal_max（必填）
actual_value（必填）
deviation_rate（必填，需计算）
fault_level（必填）
fault_tag（选填）
analysis_type（必填，默认1-瞬态）
fault_time（必填）
creator（固定为 'labview'）
create_time（当前时间）
deleted（固定为 0）
tenant_id（固定为 1）

七、开发任务清单

7.1 后端开发

序号	任务	优先级	状态
1	创建数据库表 device_fault_record	P0	待开发
2	创建实体类 DeviceFaultRecordDO	P0	待开发
3	创建 Mapper 接口	P0	待开发
4	创建 Service 层	P0	待开发
5	创建 Controller 接口	P0	待开发
6	趋势数据聚合查询	P1	待开发

7.2 前端开发

序号	任务	优先级	状态
1	故障记录列表页面	P0	待开发
2	查询表单组件	P0	待开发
3	趋势分析图表	P1	待开发
4	导出功能	P2	待开发

7.3 对接工作

序号	任务	负责方	状态
1	提供数据库连接信息	MES	待提供
2	提供DDL脚本	MES	待提供
3	LabVIEW数据写入测试	LabVIEW	待测试
4	联调验证	双方	待联调

八、后续规划（YIOT升级FIIH）

当前方案：YIOT数据采集 → LabVIEW处理 → 数据库 → MES
升级方案：FIIH（内置门限） → UMS软件处理 → 数据库 → MES

升级后优势：

门限参数内置于采集设备
减少中间处理环节
普罗生物定制UMS软件直接处理

九、附录

9.1 设备状态枚举

public enum DeviceStatusEnum {
    SHUTDOWN(0, "停机"),
    STANDBY(1, "待机"),
    PRODUCTION(2, "生产");
}

9.2 故障等级枚举

public enum FaultLevelEnum {
    MINOR(1, "轻微"),
    NORMAL(2, "一般"),
    SEVERE(3, "严重");
}

9.3 分析类型枚举

public enum AnalysisTypeEnum {
    TRANSIENT(1, "瞬态"),
    TREND(2, "趋势");
}

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