針對電子皮帶秤故障導致斷流對正常生產和產品質量的影響，開發(fā)了基于電子秤控制系統(tǒng)的電子皮帶秤運行狀態(tài)分析系統(tǒng)，自動對電子皮帶秤的運行狀態(tài)進行實時分析反饋。采用程序自動采集電子皮帶 PLC 中各個傳感器的數據，通過預設的邏輯診斷程序實時自動診斷出可能存在的設備故障部位，并通過報警方式提示。經過模擬測試和現(xiàn)場長時間試運行，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斷流，保證產品的工藝質量。

引言：

近年來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，程序多等問題。電子皮帶秤的維護與管理是關系產品工藝質量的重點內容，也是設備管理的一大難題。

1.基于電子秤控制系統(tǒng)的運行狀態(tài)分析系統(tǒng)的組成結構

1.1 硬件系統(tǒng)的建立

服務器的選擇。在未進行任何優(yōu)化的情況下，對專業(yè)服務器、現(xiàn)場工控機和現(xiàn)場 HMI 監(jiān)控機這三種常用的服務器進行連續(xù) 10 小時測試，通過設計一段小程序，每隔一小時測試一次各服務器的響應時間，響應時間以小于制絲線集控系統(tǒng) 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(xiàn)場 HMI 監(jiān)控機作為服務器。

1.2 軟件系統(tǒng)的建立

數據庫系統(tǒng)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。通過對 My Sql 數據庫系統(tǒng)、Oracle 數據庫和 SQL Server 數據庫系統(tǒng)從有效性、經濟性、安全性、時效性和技術難度等方面進行調查分析比較，得知 My Sql 數據庫系統(tǒng)技術難度小、成本低、安全性好、時效性佳，因此優(yōu)選 My Sql 數據庫系統(tǒng)。

1.3 數據采集的建立

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

2.電子皮帶秤運行狀態(tài)分析系統(tǒng)的開發(fā)及測試

2.1 設置現(xiàn)場 HMI 監(jiān)控機

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

由表 1 可以看出，所有 HMI 監(jiān)控機數據通訊正常，數據庫響應時間均小于等30ms，滿足需求。

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

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%，滿足目標值要求。

2.3 使用 C 語言編寫系統(tǒng)界面

完成相關硬件安裝配置后，由車間相關技術人員使用 C 語言編寫數據庫連接和系統(tǒng)界面。完成系統(tǒng)設計后，對系統(tǒng)語句進行檢驗測試，由測試結果可知，系統(tǒng)程序語句錯誤率為 0%，滿足目標需求。

2.4 設置數據采集參數

技術人員在生產現(xiàn)場建立與 HMI 服務器的通訊后，設置之前經正交試驗確認的數據采集系統(tǒng)參數，并對數據采集系統(tǒng)響應時間進行測試。

由表 3 可知，數據采集系統(tǒng)平均響應時間為 18.92ms，滿足目標值要求。

2.5 編寫 PLC 診斷程序

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

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(tǒng)測試

完成整個系統(tǒng)開發(fā)后，設定三種常見故障：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(tǒng)進行測試。在電子皮帶秤故障后，對其故障診斷準確率進行統(tǒng)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

在完成電子皮帶秤運行狀態(tài)分析系統(tǒng)的開發(fā)后，在生產車間現(xiàn)場進行長時間試運行，跟蹤統(tǒng)計 2015 年 8 ～ 10 月份電子秤運行狀態(tài)分析系統(tǒng)自動診斷故障的數據，并進行數據處理診斷分析。

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