史冠軍，付建新，潘建雙，李 嘉，蘇海濤，高洪章

（首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司信息計(jì)量部，河北唐山 063200）

0 引言

隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，生產(chǎn)過(guò)程對(duì)原料、成品運(yùn)輸?shù)男枨罅恳苍诓粩嘣龈撸嚭夂蛙壍篮鈹?shù)量隨之增加。首鋼京唐公司增加多臺(tái)汽車衡、軌道衡，以應(yīng)對(duì)現(xiàn)有生產(chǎn)狀況，隨之而來(lái)的問(wèn)題是衡器點(diǎn)檢和巡檢的部位也大大增加，使用目測(cè)、手摸、卷尺等檢測(cè)手段進(jìn)行監(jiān)測(cè)，效率低、準(zhǔn)確性差等問(wèn)題日益凸顯，已不能滿足公司專業(yè)管理的要求。

1 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)技術(shù)

1.1 系統(tǒng)接口開(kāi)發(fā)

通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)接口和應(yīng)用服務(wù)接口將現(xiàn)場(chǎng)衡器、監(jiān)控設(shè)備等數(shù)據(jù)流和信息流采集到衡器設(shè)備在線監(jiān)控系統(tǒng)。

1.2 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)

通過(guò)使用瀏覽器/服務(wù)器（B/S）架構(gòu)開(kāi)發(fā)支持目前主流的瀏覽器使用的PC 端衡器設(shè)備在線監(jiān)控系統(tǒng)。將現(xiàn)場(chǎng)電渦流位移傳感器、二維傾角傳感器等主要元件測(cè)量得到的信號(hào)轉(zhuǎn)換成可識(shí)別的數(shù)字信號(hào)，然后通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸給數(shù)據(jù)采集軟件，由數(shù)據(jù)采集軟件傳輸給數(shù)據(jù)處理軟件。數(shù)據(jù)處理軟件將處理完成的數(shù)據(jù)存入衡器設(shè)備在線監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、顯示衡器的運(yùn)行信息。

2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案

2.1 衡器設(shè)備改造

（1）安裝垂直度監(jiān)測(cè)部件。將垂直度傳感器通過(guò)十字槽盤頭螺釘M3×20 mm 及螺母安裝于垂直度絕緣板上，并將裝有垂直度傳感器部件的絕緣板放置于被測(cè)傳感器上，調(diào)整好位置及水平后，使用喉箍將絕緣板與被測(cè)傳感器進(jìn)行上下緊固。

（2）安裝軌縫軌距監(jiān)測(cè)部件。利用六角螺栓M8×180 mm、平/彈墊圈和螺母將軌底卡塊Ⅰ、Ⅱ安裝于鋼軌上，安裝時(shí)，利用小錘對(duì)卡塊進(jìn)行敲打，確?？▔K與鋼軌聯(lián)接緊密，軌底卡塊邊緣距離主梁上頂板及過(guò)渡橋上頂板邊緣5～20 mm。

2.2 PLC 改造

（1）將每個(gè)傳感器的碼值采集到PLC 中，并將其傳輸?shù)皆诰€管控系統(tǒng)，由系統(tǒng)自動(dòng)完成每個(gè)傳感器當(dāng)前碼值與其歷史數(shù)據(jù)的對(duì)比。通過(guò)對(duì)傳感器零點(diǎn)的分析，來(lái)查看每只傳感器的工作狀態(tài)，還可以對(duì)全部的傳感器零點(diǎn)進(jìn)行橫向比較分析。例如，通過(guò)對(duì)所有傳感器零點(diǎn)進(jìn)行橫向比較分析，可以反映出秤體的受力情況和傳感器的工作狀態(tài)。

（2）將垂直度監(jiān)測(cè)部件檢測(cè)到的傾角采集到PLC 中，并將其傳輸?shù)皆诰€管控系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)每個(gè)傳感器的垂直度。通過(guò)對(duì)單個(gè)傳感器垂直度在一段時(shí)間的變化進(jìn)行分析，確定每個(gè)傳感器垂直度是否可靠，還可以對(duì)全部的傳感器垂直度進(jìn)行橫向比較分析。例如，通過(guò)對(duì)所有傳感器垂直度進(jìn)行橫向比較分析，可以反映出機(jī)械秤體是否發(fā)生力轉(zhuǎn)移等。

（3）將間隙檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)到的間隙采集到PLC 中，并將其傳輸?shù)皆诰€管控系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)每個(gè)衡器的間隙。通過(guò)對(duì)單個(gè)間隙在一段時(shí)間的變化進(jìn)行分析，確定衡器運(yùn)行過(guò)程中間隙是否正常，還可以對(duì)全部的間隙進(jìn)行橫向比較分析。例如，通過(guò)對(duì)軌道衡所有軌縫進(jìn)行橫向比較分析，可以反映出是否發(fā)生稱重軌或引線軌發(fā)生竄軌的情況等。

2.3 搭建衡器在線控制服務(wù)平臺(tái)

服務(wù)平臺(tái)由服務(wù)器、路由器、防火墻、平臺(tái)管理軟件等組成。服務(wù)平臺(tái)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)接收到所有安裝并正常運(yùn)行的衡器在線監(jiān)測(cè)設(shè)備發(fā)回來(lái)的所有狀態(tài)數(shù)據(jù)，對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)的ETL（Extract Transform Load，數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)技術(shù)）操作，對(duì)有效數(shù)據(jù)進(jìn)行提取、分析、診斷、預(yù)警，為衡器在線監(jiān)測(cè)平臺(tái)客戶端做數(shù)據(jù)支撐。

2.4 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

（1）設(shè)備層。監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)儀器儀表、傳感器、機(jī)械結(jié)構(gòu)等電氣元器件的實(shí)時(shí)狀態(tài)和數(shù)值顯示，提高設(shè)備在線運(yùn)轉(zhuǎn)率。

（2）控制層。針對(duì)設(shè)備的預(yù)警、報(bào)警進(jìn)行上下限控制，設(shè)置監(jiān)測(cè)處理的全流程閉環(huán)管理，化被動(dòng)處理為主動(dòng)控制。

（3）應(yīng)用層。將設(shè)備信息、傳感器信息、報(bào)警信息等數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，去除信息孤島，形成整體聯(lián)動(dòng)的信息化系統(tǒng)，包括衡器報(bào)警管理、報(bào)警處置分發(fā)和報(bào)警數(shù)據(jù)分析等。

（4）展示層。系統(tǒng)應(yīng)用不僅在電腦端顯示，也會(huì)通過(guò)顯示大屏形式直觀、立體地呈現(xiàn)，涵蓋系統(tǒng)中衡器分布及運(yùn)行狀態(tài)。

（5）通信策略。系統(tǒng)綜合有線、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)方式，預(yù)留5G 通信接口。

3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

3.1 預(yù)期實(shí)現(xiàn)效果

通過(guò)PLC 采集傳感器碼值、傾角檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)到的傾角和間隙檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)到的間隙等數(shù)據(jù)，傳輸?shù)皆诰€監(jiān)控系統(tǒng)中，由系統(tǒng)自動(dòng)完成三者當(dāng)前值與歷史數(shù)據(jù)的對(duì)比，一旦超出閾值及時(shí)報(bào)警（圖1）。

圖1 計(jì)量數(shù)據(jù)分析

3.2 其他系統(tǒng)功能

（1）用戶管理。用戶可根據(jù)權(quán)限對(duì)用戶信息進(jìn)行增刪改查，包括用戶登錄權(quán)限配置和用戶所在用戶組配置。

（2）監(jiān)控參數(shù)管理。顯示設(shè)備參數(shù)顯示，調(diào)節(jié)預(yù)警、報(bào)警值上下限，將故障處置由被動(dòng)處理轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)控制。

（3）報(bào)警管理。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)采集到的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，當(dāng)設(shè)備運(yùn)行參數(shù)超過(guò)設(shè)置的預(yù)警、報(bào)警值時(shí)及時(shí)響應(yīng)、進(jìn)行告警，并按照預(yù)定的處理邏輯進(jìn)行故障處理任務(wù)分發(fā)、處理、完成、評(píng)價(jià)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)處理的全流程閉環(huán)管理。

4 結(jié)論

通過(guò)搭建衡器設(shè)備在線監(jiān)控系統(tǒng)，將原有的日常點(diǎn)檢、巡檢模式改為實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，預(yù)判設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)；將傳統(tǒng)的等待故障后處理模式轉(zhuǎn)變?yōu)橹庇^故障提示。不僅縮短故障判別時(shí)間和故障處理時(shí)間，降低維護(hù)工作量，還大大提升了衡器設(shè)備的準(zhǔn)確性。