CN110864795A - 一种称重异常报警系统 - Google Patents

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CN110864795A CN201911148528.2A CN201911148528A CN110864795A CN 110864795 A CN110864795 A CN 110864795A CN 201911148528 A CN201911148528 A CN 201911148528A CN 110864795 A CN110864795 A CN 110864795A
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厉达
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Nanjing Saimer Sanai Industrial Control Equipment Co Ltd
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    • G01G—WEIGHING
    • G01G23/00—Auxiliary devices for weighing apparatus
    • G01G23/01—Testing or calibrating of weighing apparatus

Abstract

本发明公开一种称重异常报警系统，包括数据采集模块、数据存储模块、数据计算模块、业务管理模块、网络接口模块和辅助模块；据采集模块，用于采集称重传感器数据和称重设备运行参数；数据存储模块，用于对数据进行记录、分类、存储；数据计算模块，内部预先存储有称重异常诊断方法，用于实时分析称重传感器数据和称重设备运行参数，并对称重设备进行称重异常故障报警和预警；业务管理模块，用于称重异常报警管理和运行日志的查询；网络接口模块，用于将称重状态信息传送至上一级设备，辅助模块，用于向上述模块提供电源和人机交互基础部件。本发明能够在线监测衡器的工作状态和进行故障预测，确保衡器的计量精度和设备运行可靠性。

Description

一种称重异常报警系统
技术领域
本发明涉及一种报警系统，具体是一种称重异常报警系统，属于机电设备故障监测技术领域。
背景技术
衡器是利用重力原理确定物体质量的称重设备，与经济民生息息相关，与公平公正更是密不可分，广泛应用于工业、农业、商业、科研、医疗卫生等部门。随着工业经济在生产工艺过程中对产品质量的要求提高，特别是冶金、石化、煤炭等行业，大型衡器已由称量几十吨发展至几百吨。同时，物流业的迅速发展，公路运输业也相应得到提高，大吨位载重载汽车的运输量已超过百吨。因此，企业利用衡器开展能耗限额对标、诊断企业能效管理水平、提高能源利用效率，政府利用工业衡器实现智能管理和精准监控，打击各种超载超限、投机倒把等违法违规行为，切实维护民众合法权益。
衡器主要由计量载体、称重传感器装置、称重仪表等组成，其中称重传感器被称为电子衡器中的心脏部件。衡器的准确度是衡量工作运行参数的关键，要想保证一台衡器的使用准确度，必须确保称重传感器的准确度、可靠性。但是，衡器设备在实际的使用过程中引发故障的原因很多，有时几个故障可能同时出现，还有诸如供电电源、外部磁场干扰、环境因素、使用电子产品等原因造成，其中，称重传感器所带来的称重异常是衡器的主要故障源头，称重异常是指衡器设备在工作运行出现出现的称量故障现象，它是衡器设备的主要故障类型，对衡器称重异常的预测和检测是保障衡器正常工作的重要措施。
由于称重传感器是一种综合性技术产品，使得其产生故障的缘由也十分复杂，如弹性体变形、网络线路和电桥故障、制造工艺不当等，从而使得故障的诊断十分艰难。衡器的故障通常通过终端仪表表现出来，因而，仪表一旦显现出故障现象，相关人员在检测排查和诊断衡器故障工作中对系统的各个环节进行精确的判别，如检测仪表、系统中间接线盒、机械安装、传输电缆以及多个传感器等。为了诊断和预防的故障，现在传统的做法是相关技术人员定期对衡器机械安装状态进行检查；定期将打开称重传感器的中间接线盒对对每只称重传感器的工作状态进行检测；定期采用标准信号源对称重仪表进行检测，但是这样做费时费力，还不能及时预测和排除故障，影响生产和造成经济效益的损失。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种称重异常报警系统，无需定期对衡器进行检测，能够在线监测衡器的工作状态和进行故障预测，确保衡器的计量精度和设备运行可靠性。
本发明一种称重异常报警系统，其特征在于，包括
数据采集模块，用于采集称重传感器数据和称重设备运行参数，并传送至数据存储模块和数据计算模块；
数据存储模块，用于对数据进行记录、分类、存储；
数据计算模块，内部预先存储有称重异常诊断方法，用于实时分析数据采集模块传送的称重传感器数据和运行参数，并对称重传感器进行称重异常故障报警和预警，同时将报警和预警信息传送至业务管理模块；
业务管理模块，用于称重异常报警和预警信息的管理和运行日志的查询；
网络接口模块，用于将称重状态信息上传到上一级的设备中；
辅助模块，用于向上述模块提供电源和人机交互基础部件。
优选地，数据采集模块采用通信器件采集称重传感器数据和称重设备运行参数；
数据存储模块采用存储器接收并存通信器件采集的数据信息；
数据计算模块采用中央处理器，通过其内部预先存储的称重异常诊断方法实时分析通信器件传送的称重传感器数据和运行参数，并对称重传感器进行称重异常故障报警和预警，同时将报警和预警信息传送至接口器件；
网络接口模块采用接口器件将存储器和中央处理器中的数据上传至上一级设备中；
辅助模块采用电源器件和辅助器件向上述部件提供电源和人机交互的基础部件。
优选地，中央处理器、存储器、通信器件、电源器件、接口器件和辅助器件与称重设备的称重仪表集成一体或独立安装。
优选地，数据采集模块通过通信协议，从现场称重仪表、数据采集器、现场的自动化信息系统采集需要的称重实时数据。
优选地，网络接口模块采用无线或有线两种方式和上一级的设备相连接。
进一步，称重异常诊断方法包括空载诊断方法和称量诊断方法，
其中，空载诊断方法包括以下步骤：
S1衡器初始安装校准完成后，记录衡器称重传感器的初始值；
设衡器由n个称重传感器组成，此时，使衡器处于空载状态，每X秒获取1次n个称重传感器的输出值，依次记为AD1、AD2、AD3…ADn，连续记录Y秒，共获得(Y/X)*n个称重传感器的输出值，计算Y/X个AD1的平均值记为AD1初始，计算Y/X个AD2的平均值记为AD2初始,以此类推，计算Y/X个ADn的平均值记为ADn初始；
S2衡器正常运行时，每完成一次称量，回到空载状态时，每X秒获取1次称重传感器的输出值，连续记录A秒，共获得(A/X)*n个称重传感器的输出值，计算A/X个AD1的平均值记为AD1当前，计算A/X个AD2的平均值记为AD2当前,以此类推，计算A/X个ADn的平均值记为ADn当前；
S3计算K1＝(AD1当前-AD1初始)/AD1初始，计算K2＝(AD2当前-AD2初始)/AD2初始，以此类推，计算Kn＝(ADn当前-ADn初始)/ADn初始；
S4比较上述n个K值的绝对值的大小，选出最大和最小的两个值，记为|K|最大和|K|最小，若|K|最大-|K|最小>P1*|K|最小，则发出称重异常报警信息，其中，P1值为系统可设定的报警阈值；
若|K|最大-|K|最小>P2*|K|最小，则发出称重异常预警信息，其中，P2值为系统可设定的报警阈值，并且P2<P1；
S5记录K1值为K1[0]，记录K2值为K2[0]，以此类推，记录Kn值为Kn[0]；
S6每重复一次步骤S2-S4，按照步骤S5的方式，记录K1值为K1[1]，记录K2值为K2[1]，以此类推，记录Kn值为Kn[1]，如此反复，直至记录为K1[m]，记录K2值为K2[m]，…，记录Kn值为Kn[m]；
其中，m值为系统可设定的值，当第m+1个数据生成时，取代K1[0]、K2[0]…Kn[0]，当第m+2个数据生成时，取代K1[1]、K2[1]…Kn[1]，以此类推，直至生成K1[m]、K2[m]…Kn[m]后，再循环取代；
S7比较上述m个K1值的绝对值的大小，选出最大和最小的两个值，记为|K1|最大和|K1|最小，若|K1|最大-|K1|最小>P3*|K1|最小，则发出称重异常报警信息，其中，P3值为系统可设定的报警阈值；
若|K1|最大-|K1|最小>P4*|K1|最小，则发出称重异常预警信息，其中，P4值为系统可设定的报警阈值，并且P4<P3；以此类推，直至比较上述m个Kn值的绝对值的大小，选出最大和最小的两个值，记为|Kn|最大和|Kn|最小，若|Kn|最大-|Kn|最小>P3*|Kn|最小，装置发出称重异常报警信息；若|Kn|最大-|Kn|最小>P4*|Kn|最小，装置发出称重异常预警信息，并且P4<P3；
S8重复步骤S2-S7；
S9每当衡器重新校准完成后，返回步骤S1；
称量诊断方法方法包括以下步骤：
S1衡器初始安装校准完成后，记录衡器称重传感器的初始值；
设衡器由n个称重传感器组成，此时，使衡器处于空载状态，每X秒获取1次n个称重传感器的输出值，依次记为AD1、AD2、AD3…ADn，连续记录Y秒，共获得(Y/X)*n个称重传感器的输出值，计算Y/X个AD1的平均值记为AD1初始，计算Y/X个AD2的平均值记为AD2初始,以此类推，计算Y/X个ADn的平均值记为ADn初始；
S2衡器正常运行时，当第一次进行称量时，每X秒获取1次称重传感器的输出值，连续记录A秒，共获得(A/X)*n个称重传感器的输出值，计算A/X个当前AD1的平均值记为AD1c，计算A/X个当前AD2的平均值记为AD2c,以此类推，计算A/X个当前ADn的平均值记为ADnc；
计算AD1z＝AD1c-AD1初始，计算AD2z＝AD2c-AD2初始，以此类推，计算ADnz＝ADnc-ADn初始；同时，记录此时的载荷重量Wc，按称重传感器的最大秤容量将称重区间分成s等份，即Wz1、Wz2…Wzs，其中，s表示按称重传感器的最大秤容量进行分等的系数，该系统为可通过系统设定，若Wc数值落在Wza称重区间内，其中，Wza表示s等份称重区间中的某个称重区间；记录下第一条分类记录Wza(1)[AD1z,AD2z…ADnz]，称量次数Jza由初始值0增加1，即Jza为1；
S3当第二次进行称量时，每X秒获取1次称重传感器的输出值，连续记录A秒，共获得(A/X)*n个称重传感器的输出值，计算A/X个当前新的AD1的平均值记为AD1c，计算A/X个当前新的AD2的平均值记为AD2c,以此类推，计算A/X个当前新的ADn的平均值记为ADnc；计算当前新的AD1z＝AD1c-AD1初始，AD2z＝AD2c-AD2初始，以此类推，计算ADnz＝ADnc-ADn初始；
同时，记录此时新的载荷重量Wc，若Wc数值落在Wza称重区间内，则进一步比较当前新的AD1z和Wza(1)中的AD1z，若(|AD1z-Wza(1)[AD1z]|)/Wza(1)[AD1z]<Wp，其中，Wp为系统可设定的差异系数，Wza(1)[AD1z]表示Wza(1)记录中的AD1z，则再进一步比较当前新的AD2z和Wza(1)中的AD2z，(|AD2z-Wza(1)[AD2z]|)/Wza(1)[AD2z]<Wp，则再进一步比较当前新的AD3z和Wza(1)中的AD3z，直至(|ADnz-Wza(1)[ADnz]|)/Wza(1)[ADnz]<Wp；
若上述的比较过程中，如有一个条件(这里的条件是指(|ADnz-Wza(f)[ADnz]|)/Wza(f)[ADnz]<Wp，其中，Wza(f)表示Wza中任意一条分类记录，f＝1,2,3，…；下同)不满足，则记录下第二条分类记录Wza(2)[AD1z,AD2z…ADnz]，如都满足，可视为这条记录和第一条记录相同，则不再重复记录，无论上述条件满足或不满足，称量次数Jza都增加1，即为2；
若Wc数值没有落在Wza称重区间内，而是落在Wzb称重区间内，其中，Wzb表示s等份称重区间中的某个称重区间；则记录第二条分类记录Wzb(1)[AD1z,AD2z…ADnz]，称量次数Jzb由初始值0增加1，即Jzb为1；
S4当第h次进行称量时，每X秒获取1次称重传感器的输出值，连续记录A秒，共获得(A/X)*n个称重传感器的输出值，计算A/X个当前新的AD1的平均值记为AD1c，计算A/X个当前新的AD2的平均值记为AD2c,以此类推，计算A/X个当前新的ADn的平均值记为ADnc；计算当前新的AD1z＝AD1c-AD1初始，计算当前新的AD2z＝AD2c-AD2初始，以此类推，计算当前新的ADnz＝ADnc-ADn初始；同时，记录此时新的载荷重量Wc，若Wc数值落在Wzd称重区间内，Wzd属于Wz1、Wz2…Wzs的中的某个区间；
其中，a、b、d、h、n均为正整数；
若Wzd的记录称量次数Jzd为0，则表示这是一条新的记录，则记录这条新的分类记录Wzd(1)[AD1z,AD2z…ADnz]，称量次数Jzd由初始值0增加1，即Jzd为1；
若Wzd的记录称量次数Jzd数量大于0并且小于k，k为系统可设定的数值；则进一步比较当前AD1z和Wzd(1)中的AD1z，若(|AD1z-Wzd(1)[AD1z]|)/Wzd(1)[AD1z]<Wp，则再进一步比较当前AD2z和Wzd(1)中的AD2z，若(|AD2z-Wzd(1)[AD2z]|)/Wzd(1)[AD2z]<Wp，则再进一步比较当前AD3z和Wzd(1)中的AD3z，直至(|ADnz-Wzd(1)[ADnz]|)/Wzd(1)[ADnz]<Wp；比较完成Wzd(1)中的记录后，若条件都满足，可视为这条记录和第一条记录相同，则不再重复记录；若上述的比较过程中，如有一个条件不满足，则再继续比较Wzd(2)中记录，即比较当前AD1z和Wzd(2)中的AD1z，若(|AD1z-Wzd(2)[AD1z]|)/Wzd(2)[AD1z]<Wp，则再进一步比较当前AD2z和Wzd(2)中的AD2z，若(|AD2z-Wzd(2)[AD2z]|)/Wzd(2)[AD2z]<Wp，则再进一步比较当前AD3z和Wzd(2)中的AD3z，直至(|ADnz-Wzd(2)[ADnz]|)/Wzd(2)[ADnz]<Wp；比较完成Wzd(2)中记录后，若条件都满足，可视为这条记录和第二条记录相同，则不再重复记录；若有一个条件不满足，则再继续比较Wzd(3)中记录，以此类推，直至比较完Wzd中所有分类记录；若比较完成Wzd中最后一条分类记录里的AD1z…ADnz，如有一个条件不满足，则记录下这条新的分类记录Wzd(i)[AD1z,AD2z…ADnz]，i为新记录的序号，如都满足，可视为这条记录和Wzd中的某条记录相同，则不再重复记录，无论上述条件满足或不满足，称量次数Jzd都增加1；
若Wzd的记录称量次数Jzd数量大于k，则进一步比较当前新的AD1z和Wzd(1)中的AD1z，若(|AD1z-Wzd(1)[AD1z]|)/Wzd(1)[AD1z]<Wp，则进一步比较当前新的AD2z和Wzd(1)中的AD2z，若(|AD2z-Wzd(1)[AD2z]|)/Wzd(1)[AD2z]<Wp，则进一步比较当前AD3z和Wzd(1)中的AD3z，以此类推，直至比较完Wzd(1)中的所有分类记录；若条件(这里的条件是指(|ADnz-Wzd(f)[ADnz]|)/Wzd(f)[ADnz]<Wp，其中，Wzd(f)表示Wzd中任意一条分类记录，f＝1,2,3，…；)都满足，则返回S4继续下一次称量；若有一个条件不满足，则继续比较当前新的AD1z和Wzd(2)中的AD1z，若(|AD1z-Wzd(2)[AD1z]|)/Wzd(2)[AD1z]<Wp，则进一步比较当前新的AD2z和Wzd(2)中的AD2z，若(|AD2z-Wzd(2)[AD2z]|)/Wzd(2)[AD2z]<Wp，则进一步比较当前AD3z和Wzd(2)中的AD3z，以此类推，直至比较完Wzd(2)中的所有分类记录；若条件都满足，则返回S4继续下一次称量；若有一个条件不满足，则继续比较当前新的AD1z和Wzd(3)中的所有记录，以此类推，直至比较完Wzd中所有分类记录，若条件都满足，则返回S4继续下一次称量；若有一个条件不满足，则发出称重异常预警信息；任何一条预警信息经人工干预后可视为一次正常的称重，并将这次称量的信息写入记录中，即Wzd(i)[AD1z,AD2z…ADnz]，无论上述条件满足或不满足，称量次数Jzd都增加1；
S5当衡器继续称量时，返回步骤S4；每当衡器重新校准完成后，返回步骤S1；
上述称重异常报警和预警信息通过网络接口模块采用无线或有线方式传送至上一级设备。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1)本发明通过对衡器称重异常故障的预警和报警，确保了衡器计量的准确性和可靠性，促进了衡器产品数字化、集成化、网络化、智能化的发展；
2)本发明通过衡器设备接入管理，实时采集设备的称重数据并存储在数据库中，随时、随地查看衡器设备的实时或历史数据和报警信息，支持设备远程调试，定期对称重设备的运行状况给出一个健康状况报表。
3)本发明业务管理模块加强了对称重设备的管理，包括：设备参数管理、设备维护管理、设备故障管理等。建立健全设备的电子档案，便于进行设备检修、维护保养等工作，以达到保障设备稳定运行、延长设备使用寿命的目的。
4)本发明利用工业互联网构建基于海量数据采集、汇聚、分析的服务体系，通过无线或有线将数据上述至终端机，用户使用移动或PC终端，利用私有云中的APP软件进行称重设备的异常报警服务。
附图说明
图1是本发明整体结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图所示，本发明一种称重异常报警系统，包括
数据采集模块，用于采集称重传感器数据和称重设备运行参数，并传送至数据存储模块和数据计算模块；
数据存储模块，用于对数据进行记录、分类、存储；
数据计算模块，内部预先存储有称重异常诊断方法，用于实时分析数据采集模块传送的多路称重传感器数据和运行参数，并对称重传感器进行称重异常故障报警和预警，同时将报警和预警信息传送至业务管理模块；
业务管理模块，用于称重异常报警和预警信息的管理和运行日志的查询，并通过报表的形式实现称重数据的横向、纵向对比分析和统计；
网络接口模块，用于将称重状态信息(如各个称重传感器的数值、载荷数值、报警信息、运行状态等)上传到上一级的设备中，为客户提供现场或远程服务；
辅助模块，用于向上述模块提供电源和人机交互等基础部件。
作为本发明对上述技术方案的优选方式，数据采集模块采用通信器件采集称重传感器数据和称重设备运行参数；
数据存储模块采用存储器接收并存通信器件采集的数据信息；
数据计算模块采用中央处理器，通过其内部预先存储的称重异常诊断方法实时分析通信器件传送的称重传感器数据和运行参数，并对称重传感器进行称重异常故障报警和预警，同时将报警和预警信息传送至接口器件；
网络接口模块采用接口器件将存储器和中央处理器中的数据上传至上一级设备中；
辅助模块采用电源器件和辅助器件向上述部件提供电源和人机交互的基础部件。
作为本发明对上述技术方案的优选方式，中央处理器、存储器、通信器件、电源器件、接口器件和辅助器件可以与称重设备的称重仪表集成一体，也可以独立安装，可根据需要选择安装方式。
作为本发明对上述技术方案的优选方式，数据采集模块通过Modbus、PROFIBUS-DP、CAN协议，从现场称重仪表采集需要的称重实时数据；通过Modbus TCP、MQTT、HTTPS标准通讯协议从数据采集器获取称重实时数据；通过OPC协议从现场的自动化信息系统采集需要的称重实时数据。
作为本发明对上述技术方案的优选方式，网络接口模块采用无线或有线两种方式和上一级设备相连接，其中，无线方式包括GPRS、3G、4G、5G、蓝牙、WIFI等，上一级设备包括一体机私有云、客户终端和移动终端。
称重异常报警系统实现了实时进行称重数据的接收、储存、处理及分析，具备远程安装、卸载、升级应用程序的功能，并提供现场或远程监控接口，可以通过一体私有云、客户终端、移动终端监控设备的工作状态、设备操作系统信息和报警日志信息。
本发明的称重异常诊断方法包括空载诊断方法和称量诊断方法，
其中，空载诊断方法包括以下步骤：
S1衡器初始安装校准完成后，记录衡器称重传感器的初始值；
衡器由4个称重传感器组成，此时，使衡器处于空载状态，每0.1秒获取1次称重传感器的数值，依此记为AD1、AD2、AD3、AD4，连续记录100秒，共获得4000个称重传感器的输出数值，计算1000个AD1的平均值记为AD1初始，计算1000个AD2的平均值记为AD2初始,计算1000个AD3的平均值记为AD3初始，计算1000个AD4的平均值记为AD4初始；
S2衡器正常运行时，每完成一次称量，回到空载状态时，每0.1秒获取1次称重传感器的输出数值，连续记录2秒，共获得80个称重传感器的输出数值，计算20个AD1的平均值记为AD1当前，计算20个AD2的平均值记为AD2当前,计算20个AD3的平均值记为AD3当前，计算20个AD4的平均值记为AD4当前；
S3计算K1＝(AD1当前-AD1初始)/AD1初始，计算K2＝(AD2当前-AD2初始)/AD2初始，计算K3＝(AD3当前-AD3初始)/AD3初始，计算K4＝(AD4当前-AD4初始)/AD4初始；
S4比较上述4个K值的绝对值的大小，选出最大和最小的两个值，记为|K|最大和|K|最小，若|K|最大-|K|最小>P1*|K|最小，则发出称重异常报警信息，其中，P1＝0.008；
若|K|最大-|K|最小>P2*|K|最小，则发出称重异常预警信息，其中，P2＝0.006；
S5记录K1值为K1[0]，记录K2值为K2[0]，K3值为K3[0]，K4值为K4[0]；
S6每重复一次步骤S2-S4，按照步骤S5的方式，记录K1值为K1[1]，记录K2值为K2[1]，K3值为K3[1]，K4值为K4[1]，如此反复，直至记录至K1值为K1[10]，记录K2值为K2[10]，记录K3值为K3[10]，记录K4值为K4[10]；
其中，当第11个数据生成时，取代K1[0]、K2[0]、K3[0]、Kn[0]，当第12个数据生成时，取代K1[1]、K2[1]、K3[1]、K4[1]，以此类推，直至生成K1[10]、K2[10]、K3[10]、K4[10]后，再循环取代；
S7比较上述10个K1值的绝对值的大小，选出最大和最小的两个值，记为|K1|最大和|K1|最小，若|K1|最大-|K1|最小>P3*|K1|最小，则发出称重异常报警信息，其中，P3＝0.009；
若|K1|最大-|K1|最小>P4*|K1|最小，则发出称重异常预警，其中，P4＝0.007；以此类推，比较上述10个K4值的绝对值的大小，选出最大和最小的两个值，记为|K4|最大和|K4|最小，若|K4|最大-|K4|最小>P3*|K4|最小，则发出称重异常报警；若|K4|最大-|K4|最小>P4*|K4|最小，装置发出称重异常预警信息；
S8重复步骤S2-S7；
S9每当衡器重新校准完成后，返回步骤S1；
称量诊断方法方法包括以下步骤：
S1衡器初始安装校准完成后，记录衡器称重传感器的初始值；
衡器由4个称重传感器组成，此时，使衡器处于空载状态，每0.1秒获取1次称重传感器的数值，依此记为AD1、AD2、AD3、AD4，连续记录100秒，共获得4000个称重传感器数值，计算1000个AD1的平均值记为AD1初始，计算1000个AD2的平均值记为AD2初始,计算1000个AD3的平均值记为AD3初始，计算1000个AD4的平均值记为AD4初始；
S2衡器正常运行时，当第一次进行称量时，每0.1秒获取1次称重传感器的输出值，连续记录2秒，共获得80个称重传感器的输出值，计算20个当前AD1的平均值记为AD1c，计算20个当前AD2的平均值记为AD2c,计算20个当前AD3的平均值记为AD3c，计算20个当前AD4的平均值记为AD4c；
计算AD1z＝AD1c-AD1初始，计算AD2z＝AD2c-AD2初始，计算AD3z＝AD3c-AD3初始，计算AD4z＝AD4c–AD4初始；同时，记录此时的载荷重量是52t，按称重传感器的最大秤容量100t将称重区间分成10等份，即Wz1、Wz2…Wz10，由于是52t数值落在Wz6称重区间内，记录下第一条分类记录Wz6(1)[AD1z,AD2z,AD3z,AD4z]，称量次数Jz6记为1；
S3当第二次进行称量时，每0.1秒获取1次称重传感器的输出值，连续记录2秒，共获得80个称重传感器的输出值，计算20个当前新的AD1的平均值记为AD1c，计算20个当前新的AD2的平均值记为AD2c,计算20个当前新的AD3的平均值记为AD3c，计算20个当前新的AD4的平均值记为AD4c；计算当前新的AD1z＝AD1c-AD1初始，AD2z＝AD2c-AD2初始，AD3z＝AD3c-AD3初始，AD4z＝AD4c-AD4初始；
同时，记录此时新的载荷重量是53t，由于53t数值落在Wz6称重区间内，Wz6中已存在一条记录Wz6(1)[AD1z,AD2z,AD3z,AD4z]，则进一步比较当前AD1z和Wz6(1)中的AD1z，若(|AD1z-Wz6(1)[AD1z]|)/Wz6(1)[AD1z]<Wp，其中，Wp＝0.002，则再进一步比较当前AD2z和Wz6(1)中的AD2z，若(|AD2z-Wza(1)[AD2z]|)/Wza(1)[AD2z]<Wp，则再进一步比较当前AD3z和Wz6(1)中的AD3z，直至(|ADnz-Wz6(1)[ADnz]|)/Wz6(1)[ADnz]<Wp；在上述的比较过程中，有一个条件不满足，则记录下第二条分类记录Wz6(2)[AD1z,AD2z,AD3z,AD4z]，称量次数Jz6增加1，即为2；
若记录此时新的载荷重量是87t，数值落在Wz9称重区间内，则记录这条分类记录记为Wz9(1)[AD1z,AD2z,AD3z,AD4z]，称量次数Jz9记为1；
S4当进行第10000次称量时，每0.1秒获取1次称重传感器的输出值，连续记录2秒，共获得80个称重传感器的输出值，计算20个当前新的AD1的平均值记为AD1c，计算20个当前新的AD2的平均值记为AD2c,计算20个当前新的AD3的平均值记为AD3c，计算20个当前新的AD4的平均值记为AD4c；计算当前新的AD1z＝AD1c-AD1初始，计算当前新的AD2z＝AD2c-AD2初始，计算当前新的AD3z＝AD3c-AD3初始，计算当前新的AD4z＝AD4c-AD4初始；同时，记录此时的载荷重量是55t，55t落在Wz6称重区间内；
此时，若Wz6的记录称量次数Jz6数量为900，小于系统设定的数值k＝1000；则进一步比较当前新的AD1z和Wz6(1)中的AD1z，若(|AD1z-Wz6(1)[AD1z]|)/Wz6(1)[AD1z]<Wp，则再进一步比较当前新的AD2z和Wz6(1)中的AD2z，若(|AD2z-Wz6(1)[AD2z]|)/Wz6(1)[AD2z]<Wp，则再进一步比较当前新的AD3z和Wz6(1)中的AD3z，若(|AD3z-Wz6(1)[AD3z]|)/Wz6(1)[AD3z]<Wp，则再进一步比较当前新的AD4z和Wz6(1)中的AD4z，若(|AD4z-Wz6(1)[AD4z]|)/Wz6(1)[AD4z]<Wp，可视为这条记录和第一条分类记录相同，则不再重复记录；若上述的比较过程中，如有一个条件不满足，则再继续比较Wz6(2)中的记录(AD1z,AD2z,AD3z,AD4z)，即比较当前新的AD1z和Wz6(2)中的AD1z，若(|AD1z-Wz6(2)[AD1z]|)/Wz6(2)[AD1z]<Wp，则再进一步比较当前新的AD2z和Wz6(2)中的AD2z，若(|AD2z-Wz6(2)[AD2z]|)/Wz6(2)[AD2z]<Wp，则再进一步比较当前新的AD3z和Wz6(2)中的AD3z，若(|AD3z-Wz6(1)[AD3z]|)/Wz6(1)[AD3z]<Wp，则再进一步比较当前新的AD4z和Wz6(1)中的AD4z，若(|AD4z-Wz6(1)[AD4z]|)/Wz6(1)[AD4z]<Wp，可视为这条记录和第二条记录相同，则不再重复记录；若上述的比较过程中，如有一个条件不满足，则再继续比较Wz6(3)中记录，以此类推，直至比较完Wz6中所有记录，若上述的比较过程中，如有一个条件不满足，则记录下这条新的分类记录Wz6(i)[AD1z,AD2z,AD3z,AD4z]，i为新记录的序号，如都满足，可视为这条记录和上述的某条记录相同，则不再重复记录，无论上述条件满足或不满足，称量次数Jz6都增加1，即901；
若Wz6的记录称量次数Jz6数量大于1000，则进一步比较当前新的AD1z和Wz6(1)中的AD1z，若(|AD1z-Wz6(1)[AD1z]|)/Wz6(1)[AD1z]<Wp，则进一步比较当前新的AD2z和Wz6(1)中的AD2z，若(|AD2z-Wz6(1)[AD2z]|)/Wz6(1)[AD2z]<Wp，则进一步比较当前新的AD3z和Wz6(1)中的AD3z，若(|AD3z-Wz6(1)[AD3z]|)/Wz6(1)[AD3z]<Wp，则再进一步比较当前新的AD4z和Wz6(1)中的AD4z，若(|AD4z-Wz6(1)[AD4z]|)/Wz6(1)[AD4z]<Wp，则返回S4继续下一次称量；若上述比较过程中有一个条件不满足，则继续比较当前新的AD1z和Wz6(2)中的AD1z，若(|AD1z-Wz6(2)[AD1z]|)/Wz6(2)[AD1z]<Wp，则进一步比较当前新的AD2z和Wz6(2)中的AD2z，若(|AD2z-Wz6(2)[AD2z]|)/Wz6(2)[AD2z]<Wp，则进一步比较当前新的AD3z和Wz6(2)中的AD3z，若(|AD3z-Wz6(1)[AD3z]|)/Wz6(1)[AD3z]<Wp，则再进一步比较当前新的AD4z和Wz6(1)中的AD4z，若(|AD4z-Wz6(1)[AD4z]|)/Wz6(1)[AD4z]<Wp，则返回S4继续下一次称量；若上述比较过程中有一个条件不满足，则继续比较当前新的AD1z和Wz6(3)中的所有记录即AD1z,AD2z,AD3z,AD4z，以此类推，直至比较完Wz6中每一条分类记录中的AD1z,AD2z,AD3z,AD4z，若当前新的AD1z,AD2z,AD3z,AD4z与Wz6中每一条分类记录中的AD1z,AD2z,AD3z,AD4z均比较完后，每一个比较结果均满足(|ADnz-Wz6(f)[ADnz]|)/Wz6(f)[ADnz]<Wp，其中，Wz6(f)表示Wz6中任意一条分类记录，f、n＝1,2,3，…，则返回S4继续下一次称量；若有一个比较结果不满足(|ADnz-Wz6(f)[ADnz]|)/Wz6(f)[ADnz]<Wp，则发出称重异常预警信息；如果该预警信息经人工干预后视为一次正常的称重，并将这次称量的信息写入记录中，假设Wz6有10条分类记录，那么这次经人工干预后的分类记录应记为：Wz6(11)[AD1z,AD2z,AD3z,AD4z]，无论上述条件满足或不满足，称量次数Jz6都增加1；
S5当衡器继续称量时，返回步骤S4；每当衡器重新校准完成后，返回步骤S1。
上述称重异常报警和预警信息通过网络接口模块采用无线或有线方式传送至上一级的设备。
本发明克服了传统的衡器故障预测和诊断技术的不足，实现了在线监测衡器的工作状态和进行故障预测，有效地解决了衡器称重异常故障的及时预测、发现、诊断的技术问题，确保了衡器的计量精度和设备运行可靠性。

Claims (6)

1.一种称重异常报警系统，其特征在于，包括
数据采集模块，用于采集称重传感器数据和称重设备运行参数，并传送至数据存储模块和数据计算模块；
数据存储模块，用于对数据进行记录、分类、存储；
数据计算模块，内部预先存储有称重异常诊断方法，用于实时分析数据采集模块传送的称重传感器数据和运行参数，并对称重传感器进行称重异常故障报警和预警，同时将报警和预警信息传送至业务管理模块；
业务管理模块，用于称重异常报警和预警信息的管理和运行日志的查询；
网络接口模块，用于将称重状态信息上传到上一级的设备中；
辅助模块，用于向上述模块提供电源和人机交互基础部件。
2.根据权利要求1所述的一种称重异常报警系统，其特征在于，
数据采集模块采用通信器件采集称重传感器数据和称重设备运行参数；
数据存储模块采用存储器接收并存通信器件采集的数据信息；
数据计算模块采用中央处理器，通过其内部预先存储的称重异常诊断方法实时分析通信器件传送的称重传感器数据和运行参数，并对称重传感器进行称重异常故障报警和预警，同时将报警和预警信息传送至接口器件；
网络接口模块采用接口器件将存储器和中央处理器中的数据上传至上一级设备中；
辅助模块采用电源器件和辅助器件向上述部件提供电源和人机交互的基础部件。
3.根据权利要求2所述的一种称重异常报警，其特征在于，中央处理器、存储器、通信器件、电源器件、接口器件和辅助器件与称重设备的称重仪表集成一体或独立安装。
4.根据权利要求1所述的称重异常报警系统，其特征在于，数据采集模块通过通信协议，从现场称重仪表、数据采集器、现场的自动化信息系统采集需要的称重实时数据。
5.根据权利要求4所述的称重异常报警系统，其特征在于，网络接口模块采用无线或有线两种方式和上一级的设备相连接。
6.根据权利要求1所述的一种称重异常报警系统，其特征在于，称重异常诊断方法包括空载诊断方法和称量诊断方法，
其中，空载诊断方法包括以下步骤：
S1衡器初始安装校准完成后，记录衡器称重传感器的初始值；
设衡器由n个称重传感器组成，此时，使衡器处于空载状态，每X秒获取1次n个称重传感器的输出值，依次记为AD1、AD2、AD3…ADn，连续记录Y秒，共获得(Y/X)*n个称重传感器的输出值，计算Y/X个AD1的平均值记为AD1初始，计算Y/X个AD2的平均值记为AD2初始,以此类推，计算Y/X个ADn的平均值记为ADn初始；
S2衡器正常运行时，每完成一次称量，回到空载状态时，每X秒获取1次称重传感器的输出值，连续记录A秒，共获得(A/X)*n个称重传感器的输出值，计算A/X个AD1的平均值记为AD1当前，计算A/X个AD2的平均值记为AD2当前,以此类推，计算A/X个ADn的平均值记为ADn当前；
S3计算K1＝(AD1当前-AD1初始)/AD1初始，计算K2＝(AD2当前-AD2初始)/AD2初始，以此类推，计算Kn＝(ADn当前-ADn初始)/ADn初始；
S4比较上述n个K值的绝对值的大小，选出最大和最小的两个值，记为|K|最大和|K|最小，若|K|最大-|K|最小>P1*|K|最小，则发出称重异常报警信息，其中，P1值为系统可设定的报警阈值；
若|K|最大-|K|最小>P2*|K|最小，则发出称重异常预警信息，其中，P2值为系统可设定的报警阈值，并且P2<P1；
S5记录K1值为K1[0]，记录K2值为K2[0]，以此类推，记录Kn值为Kn[0]；
S6每重复一次步骤S2-S4，按照步骤S5的方式，记录K1值为K1[1]，记录K2值为K2[1]，以此类推，记录Kn值为Kn[1]，如此反复，直至记录为K1[m]，记录K2值为K2[m]，…，记录Kn值为Kn[m]；
其中，m＝0,1,2，3…，为系统可设定的值，当第m+1个数据生成时，取代K1[0]、K2[0]…Kn[0]，当第m+2个数据生成时，取代K1[1]、K2[1]…Kn[1]，以此类推，直至生成K1[m]、K2[m]…Kn[m]后，再循环取代；
S7比较上述m个K1值的绝对值的大小，选出最大和最小的两个值，记为|K1|最大和|K1|最小，若|K1|最大-|K1|最小>P3*|K1|最小，则发出称重异常报警信息，其中，P3值为系统可设定的报警阈值；
若|K1|最大-|K1|最小>P4*|K1|最小，则发出称重异常预警信息，其中，P4值为系统可设定的报警阈值，并且P4<P3；以此类推，直至比较上述m个Kn值的绝对值的大小，选出最大和最小的两个值，记为|Kn|最大和|Kn|最小，若|Kn|最大-|Kn|最小>P3*|Kn|最小，装置发出称重异常报警信息；若|Kn|最大-|Kn|最小>P4*|Kn|最小，装置发出称重异常预警信息，并且P4<P3；
S8重复步骤S2-S7；
S9每当衡器重新校准完成后，返回步骤S1；
称量诊断方法方法包括以下步骤：
S1衡器初始安装校准完成后，记录衡器称重传感器的初始值；
设衡器由n个称重传感器组成，此时，使衡器处于空载状态，每X秒获取1次n个称重传感器的输出值，依次记为AD1、AD2、AD3…ADn，连续记录Y秒，共获得(Y/X)*n个称重传感器的输出值，计算Y/X个AD1的平均值记为AD1初始，计算Y/X个AD2的平均值记为AD2初始,以此类推，计算Y/X个ADn的平均值记为ADn初始；
S2衡器正常运行时，当第一次进行称量时，每X秒获取1次称重传感器的输出值，连续记录A秒，共获得(A/X)*n个称重传感器的输出值，计算A/X个当前AD1的平均值记为AD1c，计算A/X个当前AD2的平均值记为AD2c,以此类推，计算A/X个当前ADn的平均值记为ADnc；
计算AD1z＝AD1c-AD1初始，计算AD2z＝AD2c-AD2初始，以此类推，计算ADnz＝ADnc-ADn初始；同时，记录此时的载荷重量Wc，按称重传感器的最大秤容量将称重区间分成s等份，即Wz1、Wz2…Wzs，其中，s表示按称重传感器的最大秤容量进行分等的系数，若Wc数值落在Wza称重区间内，其中，Wza表示s等份称重区间中的某个称重区间；记录下第一条分类记录Wza(1)[AD1z,AD2z…ADnz]，称量次数Jza由初始值0增加1，即Jza为1；
S3当第二次进行称量时，每X秒获取1次称重传感器的输出值，连续记录A秒，共获得(A/X)*n个称重传感器的输出值，计算A/X个当前新的AD1的平均值记为AD1c，计算A/X个当前新的AD2的平均值记为AD2c,以此类推，计算A/X个当前新的ADn的平均值记为ADnc；计算当前新的AD1z＝AD1c-AD1初始，AD2z＝AD2c-AD2初始，以此类推，计算ADnz＝ADnc-ADn初始；
同时，记录此时新的载荷重量Wc，若Wc数值落在Wza称重区间内，则进一步比较当前新的AD1z和Wza(1)中的AD1z，若(|AD1z-Wza(1)[AD1z]|)/Wza(1)[AD1z]<Wp，其中，Wp为系统可设定的差异系数，Wza(1)[AD1z]表示Wza(1)记录中的AD1z，则再进一步比较当前新的AD2z和Wza(1)中的AD2z，(|AD2z-Wza(1)[AD2z]|)/Wza(1)[AD2z]<Wp，则再进一步比较当前新的AD3z和Wza(1)中的AD3z，直至(|ADnz-Wza(1)[ADnz]|)/Wza(1)[ADnz]<Wp；
若上述的比较过程中，如有一个条件不满足，则记录下第二条分类记录Wza(2)[AD1z,AD2z…ADnz]，如都满足，可视为这条记录和第一条记录相同，则不再重复记录，无论上述条件满足或不满足，称量次数Jza都增加1，即为2；
若Wc数值没有落在Wza称重区间内，而是落在Wzb称重区间内，其中，Wzb表示s等份称重区间中的某个称重区间；则记录第二条分类记录Wzb(1)[AD1z,AD2z…ADnz]，称量次数Jzb由初始值0增加1，即Jzb为1；
S4当第h次进行称量时，每X秒获取1次称重传感器的输出值，连续记录A秒，共获得(A/X)*n个称重传感器的输出值，计算A/X个当前新的AD1的平均值记为AD1c，计算A/X个当前新的AD2的平均值记为AD2c,以此类推，计算A/X个当前新的ADn的平均值记为ADnc；计算当前新的AD1z＝AD1c-AD1初始，计算当前新的AD2z＝AD2c-AD2初始，以此类推，计算当前新的ADnz＝ADnc-ADn初始；同时，记录此时新的载荷重量Wc，若Wc数值落在Wzd称重区间内，Wzd属于Wz1、Wz2…Wzs的中的某个区间；
若Wzd的记录称量次数Jzd为0，则表示这是一条新的记录，则记录这条新的分类记录Wzd(1)[AD1z,AD2z…ADnz]，称量次数Jzd由初始值0增加1，即Jzd为1；
若Wzd的记录称量次数Jzd数量大于0并且小于k，k为系统可设定的数值；则进一步比较当前AD1z和Wzd(1)中的AD1z，若(|AD1z-Wzd(1)[AD1z]|)/Wzd(1)[AD1z]<Wp，则再进一步比较当前AD2z和Wzd(1)中的AD2z，若(|AD2z-Wzd(1)[AD2z]|)/Wzd(1)[AD2z]<Wp，则再进一步比较当前AD3z和Wzd(1)中的AD3z，直至(|ADnz-Wzd(1)[ADnz]|)/Wzd(1)[ADnz]<Wp；比较完成Wzd(1)中的记录后，若条件都满足，可视为这条记录和第一条记录相同，则不再重复记录；若上述的比较过程中，如有一个条件不满足，则再继续比较Wzd(2)中记录，即比较当前AD1z和Wzd(2)中的AD1z，若(|AD1z-Wzd(2)[AD1z]|)/Wzd(2)[AD1z]<Wp，则再进一步比较当前AD2z和Wzd(2)中的AD2z，若(|AD2z-Wzd(2)[AD2z]|)/Wzd(2)[AD2z]<Wp，则再进一步比较当前AD3z和Wzd(2)中的AD3z，直至(|ADnz-Wzd(2)[ADnz]|)/Wzd(2)[ADnz]<Wp；比较完成Wzd(2)中记录后，若条件都满足，可视为这条记录和第二条记录相同，则不再重复记录；若有一个条件不满足，则再继续比较Wzd(3)中记录，以此类推，直至比较完Wzd中所有分类记录；若比较完成Wzd中最后一条分类记录里的AD1z…ADnz，如有一个条件不满足，则记录下这条新的分类记录Wzd(i)[AD1z,AD2z…ADnz]，i为新记录的序号，如都满足，可视为这条记录和Wzd中的某条记录相同，则不再重复记录，无论上述条件满足或不满足，称量次数Jzd都增加1；
若Wzd的记录称量次数Jzd数量大于k，则进一步比较当前新的AD1z和Wzd(1)中的AD1z，若(|AD1z-Wzd(1)[AD1z]|)/Wzd(1)[AD1z]<Wp，则进一步比较当前新的AD2z和Wzd(1)中的AD2z，若(|AD2z-Wzd(1)[AD2z]|)/Wzd(1)[AD2z]<Wp，则进一步比较当前AD3z和Wzd(1)中的AD3z，以此类推，直至比较完Wzd(1)中的所有分类记录；若条件都满足，则返回S4继续下一次称量；若有一个条件不满足，则继续比较当前新的AD1z和Wzd(2)中的AD1z，若(|AD1z-Wzd(2)[AD1z]|)/Wzd(2)[AD1z]<Wp，则进一步比较当前新的AD2z和Wzd(2)中的AD2z，若(|AD2z-Wzd(2)[AD2z]|)/Wzd(2)[AD2z]<Wp，则进一步比较当前AD3z和Wzd(2)中的AD3z，以此类推，直至比较完Wzd(2)中的所有分类记录；若条件都满足，则返回S4继续下一次称量；若有一个条件不满足，则继续比较当前新的AD1z和Wzd(3)中的所有记录，以此类推，直至比较完Wzd中所有分类记录，若条件都满足，则返回S4继续下一次称量；若有一个条件不满足，则发出称重异常预警信息；任何一条预警信息经人工干预后可视为一次正常的称重，并将这次称量的信息写入记录中，即Wzd(i)[AD1z,AD2z…ADnz]，无论上述条件满足或不满足，称量次数Jzd都增加1；
S5当衡器继续称量时，返回步骤S4；每当衡器重新校准完成后，返回步骤S1；
其中，a、b、d、h、n均为正整数；
上述称重异常报警和预警信息通过网络接口模块采用无线或有线方式传送至上一级设备。
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