针对电子皮带秤故障导致断流对正常生产和产品质量的影响，开发了基于电子秤控制系统的电子皮带秤运行状态分析系统，自动对电子皮带秤的运行状态进行实时分析反馈。采用程序自动采集电子皮带 PLC 中各个传感器的数据，通过预设的逻辑诊断程序实时自动诊断出可能存在的设备故障部位，并通过报警方式提示。经过模拟测试和现场长时间试运行，故障诊断准确率达到 100%，有效地减少了由于电子皮带秤故障导致的生产断流，保证产品的工艺质量。

引言：

近年来电子皮带秤的精度和使用情况有了一定的改善，但仍然存在运行维护量较大，精度校核工作繁重，程序多等问题。电子皮带秤的维护与管理是关系产品工艺质量的重点内容，也是设备管理的一大难题。

1.基于电子秤控制系统的运行状态分析系统的组成结构

1.1 硬件系统的建立

服务器的选择。在未进行任何优化的情况下，对专业服务器、现场工控机和现场 HMI 监控机这三种常用的服务器进行连续 10 小时测试，通过设计一段小程序，每隔一小时测试一次各服务器的响应时间，响应时间以小于制丝线集控系统 CPU 扫描周期（30ms）为选择依据。测试结果平均值依次为 222ms、63ms、14ms。因此，我们选择现场 HMI 监控机作为服务器。

1.2 软件系统的建立

数据库系统的选择。数据库层的作用是存储、管理采集的电子皮带秤的状态数据。通过对 My Sql 数据库系统、Oracle 数据库和 SQL Server 数据库系统从有效性、经济性、安全性、时效性和技术难度等方面进行调查分析比较，得知 My Sql 数据库系统技术难度小、成本低、安全性好、时效性佳，因此优选 My Sql 数据库系统。

1.3 数据采集的建立

数据采集参数的选择。通过正交试验，设置数据采集的三个核心参数采样间隔、发送周期时间和刷新频率的最佳参数。根据电子秤控制系统 CPU 扫描周期为30ms，因此采样响应应小于等于 30ms，且越小越好。经正交试验确认采样核心参数的设置为采样间隔时间 20ms，发送周期时间 200ms，刷新频率 50Hz。

2.电子皮带秤运行状态分析系统的开发及测试

2.1 设置现场 HMI 监控机

由技术人员在车间电气实验室依次安装配置 DA server 服务、My Sql 数据库。完成配置 HMI 监控机后，对车间所有工段 HMI 监控机数据库进行测试，具体情况如表 1：

由表 1 可以看出，所有 HMI 监控机数据通讯正常，数据库响应时间均小于等30ms，满足需求。

安装网络 AB1783-US8T 交换机根据讨论制定的对策，依次安装交换机、对交换机进行配置、重新规划路由表、将新规划的网络数据链路组态到现有网络的 ENBT 中。完成硬件的安装与网络配置后，对所有交换机的包转发率和丢包率进行测试：

由表 2 可知，交换机包转发率平均值为 1.610Mpps，丢包率平均值为 0.016%，满足目标值要求。

2.3 使用 C 语言编写系统界面

完成相关硬件安装配置后，由车间相关技术人员使用 C 语言编写数据库连接和系统界面。完成系统设计后，对系统语句进行检验测试，由测试结果可知，系统程序语句错误率为 0%，满足目标需求。

2.4 设置数据采集参数

技术人员在生产现场建立与 HMI 服务器的通讯后，设置之前经正交试验确认的数据采集系统参数，并对数据采集系统响应时间进行测试。

由表 3 可知，数据采集系统平均响应时间为 18.92ms，满足目标值要求。

2.5 编写 PLC 诊断程序

由相关技术人员依次编写 PLC 诊断子程序、电子称传感器数据标签、电子称 PLC 诊断程序和电子称裂化趋势报警程序后，在所有工段电子称人为制造电子皮带秤故障，对其故障诊断效果进行测试：

由表 4 可以看出，PLC 诊断程序故障诊断准确率达到 100%。

2.6 系统测试

完成整个系统开发后，设定三种常见故障：秤累计重量超限、秤传感器 A 重量超限和秤堵料架空，对系统进行测试。在电子皮带秤故障后，对其故障诊断准确率进行统计：

由表 5 可知，电子皮带秤故障原因诊断准确率达到 100%。

3.结语

在完成电子皮带秤运行状态分析系统的开发后，在生产车间现场进行长时间试运行，跟踪统计 2015 年 8 ～ 10 月份电子秤运行状态分析系统自动诊断故障的数据，并进行数据处理诊断分析。

由表 6 可以看出，8-11 月车间电子秤运行状态分析系统诊断报警 20 次，故障诊断准确率 100%，可以根据报警提示及时处理电子秤故障，有效地减少了由于电子皮带秤故障导致的生产断流，保证产品的工艺质量。