針對電子皮帶秤故障導致斷流對正常生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量的影響，開(kāi)發(fā)了基于電子秤控制系統的電子皮帶秤運行狀態(tài)分析系統，自動(dòng)對電子皮帶秤的運行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析反饋。采用程序自動(dòng)采集電子皮帶 PLC 中各個(gè)傳感器的數據，通過(guò)預設的邏輯診斷程序實(shí)時(shí)自動(dòng)診斷出可能存在的設備故障部位，并通過(guò)報警方式提示。經(jīng)過(guò)模擬測試和現場(chǎng)長(cháng)時(shí)間試運行，故障診斷準確率達到 100%，有效地減少了由于電子皮帶秤故障導致的生產(chǎn)斷流，保證產(chǎn)品的工藝質(zhì)量。

引言：

近年來(lái)電子皮帶秤的精度和使用情況有了一定的改善，但仍然存在運行維護量較大，精度校核工作繁重，程序多等問(wèn)題。電子皮帶秤的維護與管理是關(guān)系產(chǎn)品工藝質(zhì)量的重點(diǎn)內容，也是設備管理的一大難題。

1.基于電子秤控制系統的運行狀態(tài)分析系統的組成結構

1.1 硬件系統的建立

服務(wù)器的選擇。在未進(jìn)行任何優(yōu)化的情況下，對專(zhuān)業(yè)服務(wù)器、現場(chǎng)工控機和現場(chǎng) HMI 監控機這三種常用的服務(wù)器進(jìn)行連續 10 小時(shí)測試，通過(guò)設計一段小程序，每隔一小時(shí)測試一次各服務(wù)器的響應時(shí)間，響應時(shí)間以小于制絲線(xiàn)集控系統 CPU 掃描周期（30ms）為選擇依據。測試結果平均值依次為 222ms、63ms、14ms。因此，我們選擇現場(chǎng) HMI 監控機作為服務(wù)器。

1.2 軟件系統的建立

數據庫系統的選擇。數據庫層的作用是存儲、管理采集的電子皮帶秤的狀態(tài)數據。通過(guò)對 My Sql 數據庫系統、Oracle 數據庫和 SQL Server 數據庫系統從有效性、經(jīng)濟性、安全性、時(shí)效性和技術(shù)難度等方面進(jìn)行調查分析比較，得知 My Sql 數據庫系統技術(shù)難度小、成本低、安全性好、時(shí)效性佳，因此優(yōu)選 My Sql 數據庫系統。

1.3 數據采集的建立

數據采集參數的選擇。通過(guò)正交試驗，設置數據采集的三個(gè)核心參數采樣間隔、發(fā)送周期時(shí)間和刷新頻率的最佳參數。根據電子秤控制系統 CPU 掃描周期為30ms，因此采樣響應應小于等于 30ms，且越小越好。經(jīng)正交試驗確認采樣核心參數的設置為采樣間隔時(shí)間 20ms，發(fā)送周期時(shí)間 200ms，刷新頻率 50Hz。

2.電子皮帶秤運行狀態(tài)分析系統的開(kāi)發(fā)及測試

2.1 設置現場(chǎng) HMI 監控機

由技術(shù)人員在車(chē)間電氣實(shí)驗室依次安裝配置 DA server 服務(wù)、My Sql 數據庫。完成配置 HMI 監控機后，對車(chē)間所有工段 HMI 監控機數據庫進(jìn)行測試，具體情況如表 1：

由表 1 可以看出，所有 HMI 監控機數據通訊正常，數據庫響應時(shí)間均小于等30ms，滿(mǎn)足需求。

安裝網(wǎng)絡(luò ) AB1783-US8T 交換機根據討論制定的對策，依次安裝交換機、對交換機進(jìn)行配置、重新規劃路由表、將新規劃的網(wǎng)絡(luò )數據鏈路組態(tài)到現有網(wǎng)絡(luò )的 ENBT 中。完成硬件的安裝與網(wǎng)絡(luò )配置后，對所有交換機的包轉發(fā)率和丟包率進(jìn)行測試：

由表 2 可知，交換機包轉發(fā)率平均值為 1.610Mpps，丟包率平均值為 0.016%，滿(mǎn)足目標值要求。

2.3 使用 C 語(yǔ)言編寫(xiě)系統界面

完成相關(guān)硬件安裝配置后，由車(chē)間相關(guān)技術(shù)人員使用 C 語(yǔ)言編寫(xiě)數據庫連接和系統界面。完成系統設計后，對系統語(yǔ)句進(jìn)行檢驗測試，由測試結果可知，系統程序語(yǔ)句錯誤率為 0%，滿(mǎn)足目標需求。

2.4 設置數據采集參數

技術(shù)人員在生產(chǎn)現場(chǎng)建立與 HMI 服務(wù)器的通訊后，設置之前經(jīng)正交試驗確認的數據采集系統參數，并對數據采集系統響應時(shí)間進(jìn)行測試。

由表 3 可知，數據采集系統平均響應時(shí)間為 18.92ms，滿(mǎn)足目標值要求。

2.5 編寫(xiě) PLC 診斷程序

由相關(guān)技術(shù)人員依次編寫(xiě) PLC 診斷子程序、電子稱(chēng)傳感器數據標簽、電子稱(chēng) PLC 診斷程序和電子稱(chēng)裂化趨勢報警程序后，在所有工段電子稱(chēng)人為制造電子皮帶秤故障，對其故障診斷效果進(jìn)行測試：

由表 4 可以看出，PLC 診斷程序故障診斷準確率達到 100%。

2.6 系統測試

完成整個(gè)系統開(kāi)發(fā)后，設定三種常見(jiàn)故障：秤累計重量超限、秤傳感器 A 重量超限和秤堵料架空，對系統進(jìn)行測試。在電子皮帶秤故障后，對其故障診斷準確率進(jìn)行統計：

由表 5 可知，電子皮帶秤故障原因診斷準確率達到 100%。

3.結語(yǔ)

在完成電子皮帶秤運行狀態(tài)分析系統的開(kāi)發(fā)后，在生產(chǎn)車(chē)間現場(chǎng)進(jìn)行長(cháng)時(shí)間試運行，跟蹤統計 2015 年 8 ～ 10 月份電子秤運行狀態(tài)分析系統自動(dòng)診斷故障的數據，并進(jìn)行數據處理診斷分析。

由表 6 可以看出，8-11 月車(chē)間電子秤運行狀態(tài)分析系統診斷報警 20 次，故障診斷準確率 100%，可以根據報警提示及時(shí)處理電子秤故障，有效地減少了由于電子皮帶秤故障導致的生產(chǎn)斷流，保證產(chǎn)品的工藝質(zhì)量。