針對電子皮帶秤故障導(dǎo)致斷流對正常生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)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(yùn)行狀態(tài)分析系統(tǒng)，自動(dòng)對電子皮帶秤的運(yùn)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(shù)據(jù)，通過預(yù)設(shè)的邏輯診斷程序?qū)崟r(shí)自動(dòng)診斷出可能存在的設(shè)備故障部位，并通過報(bào)警方式提示。經(jīng)過模擬測試和現(xiàn)場長時(shí)間試運(yùn)行，故障診斷準(zhǔn)確率達(dá)到 100%，有效地減少了由于電子皮帶秤故障導(dǎo)致的生產(chǎn)斷流，保證產(chǎn)品的工藝質(zhì)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(yùn)行維護(hù)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(hù)與管理是關(guān)系產(chǎn)品工藝質(zhì)量的重點(diǎn)內(nèi)容，也是設(shè)備管理的一大難題。

1.基于電子秤控制系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)分析系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)

1.1 硬件系統(tǒng)的建立

服務(wù)器的選擇。在未進(jìn)行任何優(yōu)化的情況下，對專業(yè)服務(wù)器、現(xiàn)場工控機(jī)和現(xiàn)場 HMI 監(jiān)控機(jī)這三種常用的服務(wù)器進(jìn)行連續(xù) 10 小時(shí)測試，通過設(shè)計(jì)一段小程序，每隔一小時(shí)測試一次各服務(wù)器的響應(yīng)時(shí)間，響應(yīng)時(shí)間以小于制絲線集控系統(tǒng) CPU 掃描周期（30ms）為選擇依據(jù)。測試結(jié)果平均值依次為 222ms、63ms、14ms。因此，我們選擇現(xiàn)場 HMI 監(jiān)控機(jī)作為服務(wù)器。

1.2 軟件系統(tǒng)的建立

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的選擇。數(shù)據(jù)庫層的作用是存儲(chǔ)、管理采集的電子皮帶秤的狀態(tài)數(shù)據(jù)。通過對 My Sql 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、Oracle 數(shù)據(jù)庫和 SQL Server 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)從有效性、經(jīng)濟(jì)性、安全性、時(shí)效性和技術(shù)難度等方面進(jìn)行調(diào)查分析比較，得知 My Sql 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)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(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。

1.3 數(shù)據(jù)采集的建立

數(shù)據(jù)采集參數(shù)的選擇。通過正交試驗(yàn)，設(shè)置數(shù)據(jù)采集的三個(gè)核心參數(shù)采樣間隔、發(fā)送周期時(shí)間和刷新頻率的最佳參數(shù)。根據(jù)電子秤控制系統(tǒng) CPU 掃描周期為30ms，因此采樣響應(yīng)應(yīng)小于等于 30ms，且越小越好。經(jīng)正交試驗(yàn)確認(rèn)采樣核心參數(shù)的設(shè)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(yùn)行狀態(tài)分析系統(tǒng)的開發(fā)及測試

2.1 設(shè)置現(xiàn)場 HMI 監(jiān)控機(jī)

由技術(shù)人員在車間電氣實(shí)驗(yàn)室依次安裝配置 DA server 服務(wù)、My Sql 數(shù)據(jù)庫。完成配置 HMI 監(jiān)控機(jī)后，對車間所有工段 HMI 監(jiān)控機(jī)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行測試，具體情況如表 1：

由表 1 可以看出，所有 HMI 監(jiān)控機(jī)數(shù)據(jù)通訊正常，數(shù)據(jù)庫響應(yīng)時(shí)間均小于等30ms，滿足需求。

安裝網(wǎng)絡(luò) AB1783-US8T 交換機(jī)根據(jù)討論制定的對策，依次安裝交換機(jī)、對交換機(jī)進(jìn)行配置、重新規(guī)劃路由表、將新規(guī)劃的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)鏈路組態(tài)到現(xiàn)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(jī)的包轉(zhuǎn)發(fā)率和丟包率進(jìn)行測試：

由表 2 可知，交換機(jī)包轉(zhuǎn)發(fā)率平均值為 1.610Mpps，丟包率平均值為 0.016%，滿足目標(biāo)值要求。

2.3 使用 C 語言編寫系統(tǒng)界面

完成相關(guān)硬件安裝配置后，由車間相關(guān)技術(shù)人員使用 C 語言編寫數(shù)據(jù)庫連接和系統(tǒng)界面。完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)后，對系統(tǒng)語句進(jìn)行檢驗(yàn)測試，由測試結(jié)果可知，系統(tǒng)程序語句錯(cuò)誤率為 0%，滿足目標(biāo)需求。

2.4 設(shè)置數(shù)據(jù)采集參數(shù)

技術(shù)人員在生產(chǎn)現(xiàn)場建立與 HMI 服務(wù)器的通訊后，設(shè)置之前經(jīng)正交試驗(yàn)確認(rèn)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)參數(shù)，并對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間進(jìn)行測試。

由表 3 可知，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)平均響應(yīng)時(shí)間為 18.92ms，滿足目標(biāo)值要求。

2.5 編寫 PLC 診斷程序

由相關(guān)技術(shù)人員依次編寫 PLC 診斷子程序、電子稱傳感器數(shù)據(jù)標(biāo)簽、電子稱 PLC 診斷程序和電子稱裂化趨勢報(bào)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(jìn)行測試：

由表 4 可以看出，PLC 診斷程序故障診斷準(zhǔn)確率達(dá)到 100%。

2.6 系統(tǒng)測試

完成整個(gè)系統(tǒng)開發(fā)后，設(shè)定三種常見故障：秤累計(jì)重量超限、秤傳感器 A 重量超限和秤堵料架空，對系統(tǒng)進(jìn)行測試。在電子皮帶秤故障后，對其故障診斷準(zhǔn)確率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)：

由表 5 可知，電子皮帶秤故障原因診斷準(zhǔn)確率達(dá)到 100%。

3.結(jié)語

在完成電子皮帶秤運(yùn)行狀態(tài)分析系統(tǒng)的開發(fā)后，在生產(chǎn)車間現(xiàn)場進(jìn)行長時(shí)間試運(yùn)行，跟蹤統(tǒng)計(jì) 2015 年 8 ～ 10 月份電子秤運(yùn)行狀態(tài)分析系統(tǒng)自動(dòng)診斷故障的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理診斷分析。

由表 6 可以看出，8-11 月車間電子秤運(yùn)行狀態(tài)分析系統(tǒng)診斷報(bào)警 20 次，故障診斷準(zhǔn)確率 100%，可以根據(jù)報(bào)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(dǎo)致的生產(chǎn)斷流，保證產(chǎn)品的工藝質(zhì)量。