衡器在線智能監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)的研究與應(yīng)用

魏斌 任國(guó)明

(唐山鋼鐵集團(tuán)微爾自動(dòng)化有限公司，河北唐山 063000)

中國(guó)制造2025是中國(guó)政府實(shí)施制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略的第一個(gè)十年行動(dòng)綱領(lǐng)，隨著該戰(zhàn)略的提出，企業(yè)自動(dòng)化信息化不斷深入發(fā)展，企業(yè)衡器行業(yè)也在不斷進(jìn)行著信息化變革，我們研究小組針對(duì)企業(yè)尤其是大型企業(yè)衡器數(shù)量多且分布范圍廣、設(shè)備點(diǎn)檢和維護(hù)效率低下、設(shè)備故障無(wú)法及時(shí)獲知等問(wèn)題，聯(lián)合衡器制造廠家特別研發(fā)了衡器在線智能管理系統(tǒng)，通過(guò)智能化的方式實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程衡器管理。

1 整體設(shè)計(jì)思想

該系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)依據(jù)企業(yè)計(jì)量業(yè)務(wù)特點(diǎn)進(jìn)行，在規(guī)范物資計(jì)量流程的前提下，能夠通過(guò)局域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)，通過(guò)遠(yuǎn)程訪問(wèn)和遠(yuǎn)程控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程集中監(jiān)控和協(xié)助作業(yè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)衡器重量數(shù)據(jù)和傳感器數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控、故障報(bào)警、標(biāo)定管理等功能，能夠滿足不同場(chǎng)合的對(duì)數(shù)字秤臺(tái)監(jiān)控的需求，實(shí)時(shí)監(jiān)控衡器設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，傳感器或儀表故障時(shí)能夠及時(shí)報(bào)警，可進(jìn)行遠(yuǎn)程點(diǎn)檢、故障診斷和維護(hù)。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

2.1 可行性和適應(yīng)性

項(xiàng)目在建設(shè)過(guò)程中，應(yīng)緊扣項(xiàng)目的要求，密切結(jié)合實(shí)際業(yè)務(wù)情況，具有高度可行性，能滿足實(shí)際業(yè)務(wù)需求，同時(shí)對(duì)內(nèi)外部環(huán)境變化具有較強(qiáng)適應(yīng)能力。

2.2 可靠性和穩(wěn)定性

系統(tǒng)要求基于主流開(kāi)發(fā)框架平臺(tái)，采用模塊化設(shè)計(jì)，充分考慮可靠性、兼容性、開(kāi)放性和穩(wěn)定性，保證人為和外部的異常事件不會(huì)引起系統(tǒng)的紊亂或者整體崩潰；當(dāng)出現(xiàn)問(wèn)題后能在較短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)，并能保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)的完整和一致。

2.3 安全性和高效性

具有完整的安全和控制管理機(jī)制，支持多種授權(quán)和多級(jí)安全控制等安全機(jī)制和措施，具備安全手段，保障信息和數(shù)據(jù)的安全。支持大量用戶并發(fā)訪問(wèn)，且一般操作的響應(yīng)時(shí)間小于3s。

2.4 先進(jìn)性

采用當(dāng)前先進(jìn)的基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的軟件、硬件產(chǎn)品，從而保證系統(tǒng)在技術(shù)上領(lǐng)先。在實(shí)用的前提下，應(yīng)從投資保護(hù)及長(zhǎng)遠(yuǎn)觀點(diǎn)做適當(dāng)考慮，在技術(shù)上要保持五至十年左右的先進(jìn)性。

2.5 系統(tǒng)友好易用性

界面設(shè)計(jì)美觀大方，操作簡(jiǎn)便，涉及系統(tǒng)全流程的主要數(shù)據(jù)應(yīng)設(shè)計(jì)軟件容錯(cuò)功能。

2.6 二次開(kāi)發(fā)

系統(tǒng)內(nèi)部集成二次定制及開(kāi)發(fā)所需的完整應(yīng)用工具，開(kāi)發(fā)工具應(yīng)易于使用，基礎(chǔ)控件和功能控件齊全，同時(shí)提供主流的、標(biāo)準(zhǔn)的二次開(kāi)發(fā)接口。

3 系統(tǒng)功能模塊

衡器智能監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)的主要功能包括衡器基礎(chǔ)配置、衡器實(shí)時(shí)信息管理、標(biāo)定檢定管理、設(shè)備運(yùn)行大數(shù)據(jù)分析四大模塊。

3.1 衡器基礎(chǔ)配置

管理人員可以新增、修改、刪除衡器名稱(chēng)、衡器IP地址、衡器端口、登錄名、登錄密碼以及傳感器數(shù)量信息。

3.2 衡器實(shí)時(shí)信息管理

衡器信息管理可以查詢(xún)衡器登錄時(shí)間、故障信息類(lèi)故障描述等(如圖1所示)。

3.3 標(biāo)定檢定管理

圖1 衡器實(shí)時(shí)信息管理查詢(xún)界面

圖2 標(biāo)定檢定管理界面

檢定參數(shù)區(qū)：顯示當(dāng)前選擇的衡器的儀表型號(hào)、儀表序列號(hào)、稱(chēng)臺(tái)類(lèi)型、稱(chēng)臺(tái)序列號(hào)、稱(chēng)臺(tái)零點(diǎn)、量程系數(shù)及標(biāo)定重量。檢定設(shè)置區(qū)：用于選擇需要查看的衡器名稱(chēng)，檢定日期，檢定周期。角差系數(shù)：顯示每個(gè)傳感器的角差系數(shù)，根據(jù)稱(chēng)臺(tái)傳感器個(gè)數(shù)自動(dòng)顯示每個(gè)傳感器的角差系數(shù)。零點(diǎn)讀數(shù)：顯示上次標(biāo)定的稱(chēng)臺(tái)零點(diǎn)值。檢定讀數(shù)：顯示上次標(biāo)定的稱(chēng)臺(tái)加載標(biāo)定重量的AD讀數(shù)值。傳感器破殼檢測(cè)：防止有作弊人員干擾破壞傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)傳感器的氣密性，保證設(shè)備完好率。傳感器溫度檢測(cè)：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備的正常工作溫度，保證設(shè)備的正常運(yùn)行。歷史檢定信息：顯示選擇衡器的歷史檢定信息。檢定周期：設(shè)置下次檢定的時(shí)間間隔。讀零點(diǎn)：讀取衡器傳感器零點(diǎn)信息。(如圖2所示)

3.4 衡器設(shè)備運(yùn)行大數(shù)據(jù)分析

圖3 各傳感器零點(diǎn)數(shù)據(jù)監(jiān)控曲線

(1)零點(diǎn)數(shù)據(jù)監(jiān)控曲線：用來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)秤體零點(diǎn)的動(dòng)態(tài)情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)零點(diǎn)異常，為維護(hù)人員提供零點(diǎn)異常告警，并對(duì)零點(diǎn)的異常波動(dòng)進(jìn)行日志記錄，為維護(hù)人員的分析工作提供數(shù)據(jù)支撐。(如圖3所示)

(2)相對(duì)傳感器比對(duì)曲線：相對(duì)的兩臺(tái)傳感器為一組，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)這組中兩臺(tái)傳感器的動(dòng)態(tài)輸出，可為維護(hù)人員針對(duì)秤體形變或秤體下異物支撐等異常情況提供實(shí)時(shí)的告警。(如圖4所示)

(3)傳感器增量對(duì)比曲線：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)每只傳感器的彈性形變過(guò)程中的增量線性?xún)?yōu)良度。為維護(hù)人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)傳感器的疲勞損傷等異常情況提供數(shù)據(jù)支撐，使設(shè)備的預(yù)防性維護(hù)成為可能。(如圖5所示)

4 應(yīng)用與效果

衡器智能監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)的應(yīng)用，有效提高了衡器設(shè)備點(diǎn)檢和維護(hù)質(zhì)量，降低了設(shè)備的故障率，減少了設(shè)備停機(jī)時(shí)間，極大地提高了衡器維護(hù)的效率，切實(shí)保障客戶的經(jīng)濟(jì)利益。系統(tǒng)還增加了大數(shù)據(jù)分析功能，實(shí)時(shí)采集衡器傳感器和儀表的運(yùn)行參數(shù)，對(duì)參數(shù)的穩(wěn)定性和特異性指標(biāo)進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析比對(duì)，能夠及時(shí)避免干擾或人為篡改標(biāo)定參數(shù)等作弊的情況，可以及時(shí)辨識(shí)發(fā)現(xiàn)秤體機(jī)械形變、傳感器性能穩(wěn)定性下降、傳感器或儀表偶發(fā)故障等異常情況，為衡器設(shè)備維護(hù)人員進(jìn)行預(yù)防性維護(hù)工作提供數(shù)據(jù)支撐，有效提高了企業(yè)衡器設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行率，大大降低了計(jì)量異議的發(fā)生率，為企業(yè)帶來(lái)了較大的經(jīng)濟(jì)效益。

圖4 相對(duì)傳感器比對(duì)曲線

5 推廣與展望

圖5 傳感器增量對(duì)比曲線

衡器設(shè)備是支撐企業(yè)運(yùn)行的關(guān)鍵資產(chǎn)，各類(lèi)制造類(lèi)企業(yè)會(huì)重點(diǎn)關(guān)注此類(lèi)設(shè)備的完備使用率，但是此類(lèi)設(shè)備的維檢工作比較專(zhuān)業(yè)化，各企業(yè)要么忽略這項(xiàng)工作，出現(xiàn)故障時(shí)只能停止使用或帶病使用；要么請(qǐng)專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行定期維護(hù)，投入成本高，出現(xiàn)故障不能及時(shí)維修，對(duì)企業(yè)正常運(yùn)行帶來(lái)困擾、風(fēng)險(xiǎn)和不可挽回的損失。衡器在線智能檢測(cè)系統(tǒng)的出現(xiàn)有效滿足了各類(lèi)大中小制造類(lèi)企業(yè)的現(xiàn)實(shí)需求，可以為非專(zhuān)業(yè)化的衡器使用者提供直觀的結(jié)論式的專(zhuān)業(yè)化維修保養(yǎng)建議，簡(jiǎn)化衡器設(shè)備檢維修人員的工作，使預(yù)防性維護(hù)變?yōu)榱丝赡埽行岣吆馄髟O(shè)備的完備率，可為企業(yè)帶來(lái)較大的綜合效益。