衡器在线智能监测管理系统的研究与应用

魏斌 任国明

(唐山钢铁集团微尔自动化有限公司，河北唐山 063000)

中国制造2025是中国政府实施制造强国战略的第一个十年行动纲领，随着该战略的提出，企业自动化信息化不断深入发展，企业衡器行业也在不断进行着信息化变革，我们研究小组针对企业尤其是大型企业衡器数量多且分布范围广、设备点检和维护效率低下、设备故障无法及时获知等问题，联合衡器制造厂家特别研发了衡器在线智能管理系统，通过智能化的方式实现远程衡器管理。

1 整体设计思想

该系统功能设计依据企业计量业务特点进行，在规范物资计量流程的前提下，能够通过局域网、互联网，通过远程访问和远程控制技术，实现远程集中监控和协助作业，实现对衡器重量数据和传感器数据的实时监控、故障报警、标定管理等功能，能够满足不同场合的对数字秤台监控的需求，实时监控衡器设备的运行状态，传感器或仪表故障时能够及时报警，可进行远程点检、故障诊断和维护。

2 系统设计原则

2.1 可行性和适应性

项目在建设过程中，应紧扣项目的要求，密切结合实际业务情况，具有高度可行性，能满足实际业务需求，同时对内外部环境变化具有较强适应能力。

2.2 可靠性和稳定性

系统要求基于主流开发框架平台，采用模块化设计，充分考虑可靠性、兼容性、开放性和稳定性，保证人为和外部的异常事件不会引起系统的紊乱或者整体崩溃；当出现问题后能在较短的时间内恢复，并能保证系统数据的完整和一致。

2.3 安全性和高效性

具有完整的安全和控制管理机制，支持多种授权和多级安全控制等安全机制和措施，具备安全手段，保障信息和数据的安全。支持大量用户并发访问，且一般操作的响应时间小于3s。

2.4 先进性

采用当前先进的基于计算机网络的软件、硬件产品，从而保证系统在技术上领先。在实用的前提下，应从投资保护及长远观点做适当考虑，在技术上要保持五至十年左右的先进性。

2.5 系统友好易用性

界面设计美观大方，操作简便，涉及系统全流程的主要数据应设计软件容错功能。

2.6 二次开发

系统内部集成二次定制及开发所需的完整应用工具，开发工具应易于使用，基础控件和功能控件齐全，同时提供主流的、标准的二次开发接口。

3 系统功能模块

衡器智能监测管理系统的主要功能包括衡器基础配置、衡器实时信息管理、标定检定管理、设备运行大数据分析四大模块。

3.1 衡器基础配置

管理人员可以新增、修改、删除衡器名称、衡器IP地址、衡器端口、登录名、登录密码以及传感器数量信息。

3.2 衡器实时信息管理

衡器信息管理可以查询衡器登录时间、故障信息类故障描述等(如图1所示)。

3.3 标定检定管理

图1 衡器实时信息管理查询界面

图2 标定检定管理界面

检定参数区：显示当前选择的衡器的仪表型号、仪表序列号、称台类型、称台序列号、称台零点、量程系数及标定重量。检定设置区：用于选择需要查看的衡器名称，检定日期，检定周期。角差系数：显示每个传感器的角差系数，根据称台传感器个数自动显示每个传感器的角差系数。零点读数：显示上次标定的称台零点值。检定读数：显示上次标定的称台加载标定重量的AD读数值。传感器破壳检测：防止有作弊人员干扰破坏传感器，实时监测传感器的气密性，保证设备完好率。传感器温度检测：实时监测设备的正常工作温度，保证设备的正常运行。历史检定信息：显示选择衡器的历史检定信息。检定周期：设置下次检定的时间间隔。读零点：读取衡器传感器零点信息。(如图2所示)

3.4 衡器设备运行大数据分析

图3 各传感器零点数据监控曲线

(1)零点数据监控曲线：用来实时监测秤体零点的动态情况，及时发现零点异常，为维护人员提供零点异常告警，并对零点的异常波动进行日志记录，为维护人员的分析工作提供数据支撑。(如图3所示)

(2)相对传感器比对曲线：相对的两台传感器为一组，实时监测这组中两台传感器的动态输出，可为维护人员针对秤体形变或秤体下异物支撑等异常情况提供实时的告警。(如图4所示)

(3)传感器增量对比曲线：实时监测每只传感器的弹性形变过程中的增量线性优良度。为维护人员及时发现传感器的疲劳损伤等异常情况提供数据支撑，使设备的预防性维护成为可能。(如图5所示)

4 应用与效果

衡器智能监测管理系统的应用，有效提高了衡器设备点检和维护质量，降低了设备的故障率，减少了设备停机时间，极大地提高了衡器维护的效率，切实保障客户的经济利益。系统还增加了大数据分析功能，实时采集衡器传感器和仪表的运行参数，对参数的稳定性和特异性指标进行大数据分析比对，能够及时避免干扰或人为篡改标定参数等作弊的情况，可以及时辨识发现秤体机械形变、传感器性能稳定性下降、传感器或仪表偶发故障等异常情况，为衡器设备维护人员进行预防性维护工作提供数据支撑，有效提高了企业衡器设备的稳定运行率，大大降低了计量异议的发生率，为企业带来了较大的经济效益。

图4 相对传感器比对曲线

5 推广与展望

图5 传感器增量对比曲线

衡器设备是支撑企业运行的关键资产，各类制造类企业会重点关注此类设备的完备使用率，但是此类设备的维检工作比较专业化，各企业要么忽略这项工作，出现故障时只能停止使用或带病使用；要么请专业人员进行定期维护，投入成本高，出现故障不能及时维修，对企业正常运行带来困扰、风险和不可挽回的损失。衡器在线智能检测系统的出现有效满足了各类大中小制造类企业的现实需求，可以为非专业化的衡器使用者提供直观的结论式的专业化维修保养建议，简化衡器设备检维修人员的工作，使预防性维护变为了可能，有效提高衡器设备的完备率，可为企业带来较大的综合效益。