工业设备智能巡检手抄器系统的开发及应用

刘晓，魏宏孝，乔明磊

（石家庄陕鼓气体有限公司，河北 石家庄 050031）

0引言

一维及二维码技术自上个世纪八十年代进入我国开始，到今天广泛应用到光、机、电和计算机技术为一体，完美的解决了计算机应用中数据采集的“瓶颈”，实现了信息的快速、准确获取与传输，是信息管理系统和管理自动化的基础。如今条码的应用已从商业领域拓展到物流、仓储、金融等经济领域，并向纵深，逐渐向高、精、尖和集成化方向发展，在欧美发达国家的工业制造领域，条码技术的应用已相当普遍。而在我国，条码技术在制造业的应用刚刚起步，只有少数制造业企业在生产、销售、供应和仓储管理等环节应用条码技术，而且应用的层次较低。

1 工业设备智能巡检手抄器系统的简介

工业设备智能巡检手抄器系统的应用基于条形码技术的发明实现了日常工作的自动化管理，推进了我国商业、物流、仓储、工业生产等各个领域向现代化和智能化的国际先进的管理方式靠拢的步伐。以工业生产上的应用为例，由技术人员统计“如一台设备的生产厂家、材质、具体配件型号、动静件、易损件、润滑系统的油品型号及厂家、出厂日期、应用的介质等详细数据”。最后结合各种相关的数据形成一个庞大的相互关联的数据库，并对每个被管理单元进行编码，然后制作出条形码及数字码贴于被管理单元上，使用手抄器（红外线编码识别系统+显示+触屏操作键盘技术），对每个被管理单元进行资料的查阅和物品的管理，同时也可以通过不同的权限给高层管理者提供一个可靠的决策数据。

2 工业设备智能巡检手抄器系统结构组成

工业设备智能巡检手抄器系统，包括用于巡检工业设备的手持器、设置在工业设备上的标签和管理工业设备巡检信息的中心端系统;所述手持器包括用于自动读取标签的数据采集模块、用于检测标签是否处于正常状态的红外检测模块、用于存储工业设备巡检信息的存储模块、用于打印输出工业设备巡检信息的输出模块、用于网络通信的通信模块、用于显示工业设备巡检信息的显示屏、用于发出报警信息的报警模块、用于输出语音报警信息的语音模块、用于输入巡检相关指令以及手动输入标签编码的输入模块和用于对巡检信息进行处理及对手抄器内各模块进行控制的控制模块。

所述控制模块的输入端分别与数据采集模块、红外检测模块和输入模块连接，控制模块的输出端与报警模块和显示屏连接，控制模块还与存储模块和通信模块互连，报警模块的输出端与显示屏和语音模块的输入端连接，存储模块的输出端与输出模块的输入端连接;所述通信模块与中心端系统实现无线通信，存储模块与中心端系统实现数据传输，数据采集模块与工业设备上的标签实现数据传输。如图1所示该系统从结构上分为:系统中心管理软件、巡检手持终端、设备硬标签三大部分。

图1 智能巡检手持器系统

2.1 中心端系统部分的设计及应用

中心站条码标签编码自动管理系统可以应用到化工、电力、机械制造、车辆管理、物流、仓储等各个行业，也可根据各个行业的业务流程进行个性化定制，更加顺畅的辅助企业进行信息化管理，提高生产效率。该系统在工业设备巡检方面的应用流程如图2所示。

图2 设备巡检条码管理流程图

2.2 巡检手持器部分的设计及应用

巡检手持器主要分为两大功能，一是与中心系统的数据同步包括新设备信息增加及老设备的信息更新、员工巡检记录的信息上传功能;二是与现场设备的信息检索以及辅助巡检步骤的实现确认，同时自动智能的生成巡检记录，该巡检记录可区分巡检人员及巡检的设备。有很高的可靠性、智能性，该系统有系统管理员、普通管理员、一般巡检员三级权限设置，例如对一般巡检员到达巡检设备后只需要扫描机器码即可按照提示指导设备检修，从很大意义上提高了巡检的效率及巡检员的积极性，降低了巡检员的技术成本。巡检手持器系统的软件逻辑流程图如图3所示。

2.3 设备标签部分的设计

设备标签部分，对应上面巡检手持器的不同读写功能，可以支持读普通的条形码或二维码打印的软标签，读带LC振荡器的硬标签以及主动式rfid标签等。

支持的各类标签如图4所示。

图3 巡检手持器软件逻辑流程图

3 实施方式

该实用新型工业设备智能巡检手抄器系统，实施方式如图5所示，主要包括手抄器、中心端系统和标签。手抄器包括数据采集模块、红外检测模块、存储模块、输出模块、通信模块、显示屏、报警模块、语音模块、输入模块、控制模块;标签包括软标签、硬标签和RFID电子标签;中心端系统包括标签编码自动管理系统和标签导出制作管理系统。

数据采集模块用于自动读取标签存储的信息，包括用于读取一维码或二维码的软标签扫描单元、硬标签扫描单元和用于读取RFID电子标签的RFID读写单元，并将读取的信息传输给控制模块;红外检测模块用于检测标签是否处于正常状态，并将检测的信息传输给控制模块;存储模块用于存储工业设备巡检信息，包括FALSH存储器和SD卡;输出模块用于打印输出工业设备的巡检信息;通信模块用于与中心端系统实现网络通信;显示屏用于显示工业设备巡检信息;报警模块用于发出报警信号;语音模块用于输出语音报警信息;输入模块包括键盘输入装置，用于输入相关指令以及在控制模块的控制下手动输入工业设备标签编码;控制模块用于对巡检信息进行处理及对手抄器内各模块进行控制。所述控制模块的输入端分别与数据采集模块、红外检测模块和输入模块连接，控制模块的输出端与报警模块和显示屏连接，控制模块还与存储模块和通信模块互连，存储模块的输出端与输出模块的输入端连接。通信模块与中心端系统实现无线通信，存储模块与中心端系统实现数据传输，数据采集模块与工业设备上的标签实现数据传输。

图4 各类标签

图5 实施方式图

此实用新型通过中心端系统中的标签编码自动管理系统和标签导出制作管理系统制作一维码、二维码等软标签、硬标签和RFID电子标签，一维码、二维码等软标签、硬标签和RFID电子标签中均储存有对应工业设备的相关信息（例如工业设备名称和编码等），然后将标签及标签编码设置在对应的工业设备上。

巡检人员根据工业设备的具体情况通过中心端系统的标签编码自动管理系统定制工业设备的巡检任务，包括巡检路线、巡检地点、巡检设备及其检查项目和检查标准。

在进行工业设备巡检时，中心端系统首先利用数据线通过存储模块或利用移动通信网络通过通信模块将巡检任务发送给手抄器的控制模块。巡检人员根据巡检任务对工业设备进行逐项检查，携带手抄器到工业设备现场，只有当巡检人员将手抄器中的一维码和二维码的软标签扫描单元或硬标签扫描单元或RFID读写单元靠近工业设备上的标签时，手抄器通过一维码和二维码的软标签扫描单元或硬标签扫描单元或RFID读写单元对工业设备上的标签进行扫描读取，才能将工业设备的相关信息采集到手抄器中，可有效地提高了巡检的到位率。当红外检测模块检测到标签损坏而无法识别工业设备时，显示屏会显示红外扫描故障、标签无法读取等相关信息，此时控制模块会发出手动输入编码的指令，巡检者便可利用键盘等输入设备手动输入工业设备的标签编码，从而实现工业设备相关信息的采集。

获取当前工业设备相关信息后，手抄器才会自动定位到当前设备，并通过显示屏显示出当前设备的名称和检查项目等相关信息，该信息不能人为修改，巡检人员根据显示的检查项目对当前工业设备进行逐项检查，并通过键盘等输入装置逐项输入当前工业设备的检查结果和巡视记录等巡检信息，同时通过存储模块将巡检信息存储到手抄器内的FALSH存储器或SD卡内，或者通过网络模块将巡检信息上传到中心端系统，实现巡检信息的实时上传。在巡检过程中巡检人员按照巡检任务逐步检查，能有效避免因人为因素而造成的漏检或错检，且所有巡检信息一经录入不可被修改或删除，确保巡检信息规范、真实与可靠。

在巡检过程中，当巡检到需要定期巡检的工业设备或临近巡检期限的工业设备时，手抄器中的报警模块会输出报警信号给显示屏和语音模块，通过显示屏和语音模块进行声光报警提醒巡检人员。另外通过手抄器中的输出模块连接打印设备即可方便快捷的实现工业设备巡检信息的制表打印。

待需巡检的工业设备全部检查完毕后，巡检人员携带手抄器返回中心端系统所在地，可将手抄器中的所有巡检信息通过FALSH存储器或SD卡传输至中心端系统。通过中心端系统可读取由手抄器的通信模块或存储模块传输的工业设备巡检信息并进行综合处理，形成相应的统计数据。设备管理人员根据统计数据，便可清楚的看到设备运行状况几巡检人员是否工作到位。

4 结束语

工业设备智能手抄器系统应用到设备巡检方面，可实现设备统一编码管理、设备信息智能显示、设备相关备件信息智能提示、设备巡检智能提醒、设备个性化检修步骤提示、巡检记录自动生成、巡检记录智能分析、巡检记录统计报表、巡检短信提醒等。工业设备智能巡检手抄器系统一旦投入生产并在工业生产、机械制造、物流、仓储等领域大规模应用，将在很大程度上的改变企业原有的老技术、老管理办法，为实现日常工作的自动化管理，推进了我国商业、物流、机械制造、工业生产等各个领域向现代化和智能化的国际化的管理方式靠拢的步伐。

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