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，開發了基于電子秤控制系統的電子皮帶秤運行狀態分析系統，自動對電子皮帶秤的運行狀態進行實時分析反饋。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的運行狀態分析系統的組成結構

1.1 硬件系統的建立

服務器的選擇。在未進行任何優化的情況下，對專業服務器、現場工控機和現場 HMI 監控機這三種常用的服務器進行連續 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 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 HMI 監控機作為服務器。

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數據。通過對 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 數據庫系統技術難度小、成本低、安全性好、時效性佳，因此優選 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。通過正交試驗，設置數據采集的三個核心參數采樣間隔、發送周期時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。經正交試驗確認采樣核心參數的設置為采樣間隔時間 20ms，發送周期時間 200ms，刷新頻率 50Hz。

2.電子皮帶秤運行狀態分析系統的開發及測試

2.1 設置現場 HMI 監控機

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 監控機后，對車間所有工段 HMI 監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、重新規劃路由表、將新規劃的網絡數據鏈路組態到現有網絡的 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率和丟包率進行測試：

由表 2 可知，交換機包轉發率平均值為 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界面。完成系統設計后，對系統語句進行檢驗測試，由測試結果可知，系統程序語句錯誤率為 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參數，并對數據采集系統響應時間進行測試。

由表 3 可知，數據采集系統平均響應時間為 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 系統測試

完成整個系統開發后，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分析系統的開發后，在生產車間現場進行長時間試運行，跟蹤統計 2015 年 8 ～ 10 月份電子秤運行狀態分析系統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。