RU2775559C1

RU2775559C1 - System for monitoring and self-diagnostics of industrial weighing systems and method for its implementation

Info

Publication number: RU2775559C1
Application number: RU2022103933A
Authority: RU
Inventors: Вячеслав Павлович Морозов; Дмитрий Евгеньевич Карейша; Илья Юрьевич Лебединский
Original assignee: Вячеслав Павлович Морозов
Filing date: 2022-02-15
Publication date: 2022-07-04

Abstract

FIELD: weighing equipment.

SUBSTANCE: invention relates to systems for remote monitoring and diagnostics of the technical condition of weighing equipment. The system for monitoring and self-diagnosis of weighing systems contains a group of sensors associated with the control object and transmitting information about the technological parameters to the primary controller, which is connected to the main server of the automated process control system of the control object, designed to accumulate the data received from the controllers and then transfer the mentioned data to zone of the lower level of the control system, from which, by means of a data transmission network, the data of the technological parameters of the control object are transmitted to the upper level zone of the control system. At the same time, the control object is made as a load receptor with a weighing platform and a group of sensors in the form of strain gauges, a data collection and switching unit is connected to the load receptor, to which a primary controller is connected in the form of a terminal installed with the ability to convert a discrete signal from strain gauges into a measurement result and displaying this result on the display of the terminal, connected to the automated process control system of the control object and the lower level zone of the control system, designed as a monitoring and self-diagnostics system in the form of a software and hardware complex.

EFFECT: increase in reliability is achieved.

2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к системам удаленного мониторинга и диагностики технического состояния весоизмерительной техники среднего и выше классов точности, предназначенной для взвешивания автомобильных и железнодорожных транспортных средств, а также для других типов весов. Используемые в настоящее время в Российской Федерации весоизмерительные комплексы, предназначенные для взвешивания автомобильных и железнодорожных транспортных средств, а также другие типы весов, доступ к которым при проведении контроля и технического обслуживания осложнен, нуждаются в метрологическом контроле, который производится на стадии установки комплекса, а также в процессе его эксплуатации, что обеспечивает контроль его технического состояния и достоверность результатов измерений, но требует значительных ресурсных затрат. The invention relates to systems for remote monitoring and diagnostics of the technical condition of weighing equipment of medium and higher accuracy classes, intended for weighing automobile and railway vehicles, as well as for other types of scales. The weighing complexes currently used in the Russian Federation, designed for weighing automobile and railway vehicles, as well as other types of scales, access to which is difficult during control and maintenance, require metrological control, which is carried out at the installation stage of the complex, as well as during its operation, which ensures control of its technical condition and reliability of measurement results, but requires significant resource costs.

Известна полезная модель «Автомобильные весы» по патенту RU 89224 С1, МПК G01G 19/02, опубл. 27.11.2009 г. В описании этой полезной модели раскрыта конструкция автомобильных весов для использования в составе мобильного весоизмерительного комплекса для взвешивания колесных транспортных средств. Согласно этой полезной модели, весы содержат арочную весовую платформу, опирающуюся на тензорезисторные датчики, установленные на опорных плитах с фиксирующими элементами, выходы тензорезисторных датчиков подключены к блоку измерения и индикации, в которых весовая платформа выполнена состоящей из двух секций, зеркально-симметричных относительно вертикальной плоскости, проходящей через номинальную линию движения автомобилей по весам, каждая секция снабжена плоским основанием, соединительными элементами и стыковочными элементами, соединительные элементы одними концами прикреплены к основанию каждой секции на их смежных сторонах, на других концах соединительных элементов размещены стыковочные элементы, с возможностью фиксации во взаимно-смещенном положении, на опорных плитах фиксирующие элементы выполнены быстроразъемными, тензорезисторные датчики выполнены консольными, прикреплены к основаниям секций в вертикальной плоскости, проходящей через центр тяжести секции параллельно номинальной линии движения автомобилей по весам, жестко, а к опорным плитам через невыпадающие шаровые опоры с фиксацией.Known utility model "Vehicle scales" by patent RU 89224 C1, IPC G01G 19/02, publ. November 27, 2009 In the description of this utility model, a design of truck scales for use as part of a mobile weighing complex for weighing wheeled vehicles is disclosed. According to this utility model, the scales contain an arched weighing platform resting on strain gauge sensors mounted on support plates with fixing elements, the outputs of the strain gauge sensors are connected to the measurement and indication unit, in which the weighing platform is made up of two sections, mirror-symmetric with respect to the vertical plane , passing through the nominal line of movement of vehicles on the scales, each section is equipped with a flat base, connecting elements and docking elements, the connecting elements are attached at one end to the base of each section on their adjacent sides, at the other ends of the connecting elements there are docking elements, with the possibility of fixing mutually - shifted position, on the base plates, the fixing elements are made quick-release, the strain gauge sensors are made cantilever, attached to the bases of the sections in a vertical plane passing through the center of gravity of the section parallel to the nominal lines of movement of cars on the scales, rigidly, and to the base plates through captive ball bearings with fixation.

Известна полезная модель «Весы для взвешивания в движении и статике с применением весовых модулей» по патенту RU 84540 U1, МПК GO 1С 9/00, опубл. 10.07.2009 г. В описании этой полезной модели раскрыта конструкция автомобильных весов для взвешивания железнодорожных объектов в движении и статике. Согласно этой полезной модели, весы содержат не менее чем один весовой модуль, установленный на жестком основании в виде двух опорных плит, установленных между шпалами под каждой колеей железнодорожного полотна и весовой контроллер, передающий данные на компьютер, в весах используется весовой модуль на основе консольных тензодатчиков, закрепленных к опорным плитам, а под каждой колеей железнодорожного полотна выполнено усиление под рельсом.Known utility model "Scales for weighing in motion and static using weighing modules" patent RU 84540 U1, IPC GO 1C 9/00, publ. 07/10/2009 In the description of this utility model, the design of truck scales for weighing railway objects in motion and static is disclosed. According to this utility model, the scales contain at least one weighing module mounted on a rigid base in the form of two base plates installed between the sleepers under each track of the railway track and a weight controller that transmits data to a computer, the scale uses a weight module based on console load cells fixed to the base plates, and under each track of the railway track, reinforcement is made under the rail.

Известна система удаленного мониторинга объектов по патенту RU 2649542 С1, МПК G05B 23/00, G05B 19/048, G05B 17/02, G05B 13/04, G05B 1/04, G06F 3/00, G06N 7/06, опубл. 06.12.2016 г., принятая за прототип к системе мониторинга и самодиагностики промышленных весоизмерительных систем. Система прогностики и удаленного мониторинга (СПиУМ) состояния технических объектов, содержащая группу датчиков, связанных с объектом контроля и передающих информацию, о технологических параметрах упомянутого объекта, на первичные контроллеры, которые связаны с основным сервером АСУ ТП объекта контроля, предназначенным для накопления получаемых с контроллеров данных и последующей передачи упомянутых данных в зону нижнего уровня СПиУМ, содержащей, по меньшей мере, сервер нижнего уровня СПиУМ, из которой посредством сети передачи данных, данные технологических параметров объекта контроля передаются в зону верхнего уровня СПиУМ, которая содержит сервер верхнего уровня, выполненный с возможностью выполнения способа для удаленного мониторинга и прогностики состояния технологических объектов, передача данных от контроллеров в зону нижнего уровня СПиУМ осуществляется посредством ЛВС, передача данных от контроллеров в зону нижнего уровня СПиУМ осуществляется посредством ЛВС, передача информации посредством сети Интернет осуществляется через защищенный канал передачи данных, сервер верхнего уровня выполнен с возможностью передачи информации о состоянии объекта контроля на удаленные устройства пользователей, сервер верхнего уровня выполнен с возможностью передачи информации о состоянии объекта контроля на удаленные устройства пользователейA known system for remote monitoring of objects according to patent RU 2649542 C1, IPC G05B 23/00, G05B 19/048, G05B 17/02, G05B 13/04, G05B 1/04, G06F 3/00, G06N 7/06, publ. 12/06/2016, adopted as a prototype for the system of monitoring and self-diagnosis of industrial weighing systems. The system of forecasting and remote monitoring (SPiUM) of the state of technical objects, containing a group of sensors associated with the object of control and transmitting information about the technological parameters of the mentioned object to the primary controllers that are connected to the main server of the APCS of the object of control, designed to accumulate data received from the controllers data and subsequent transmission of said data to the lower level zone of the SPMS, containing at least the server of the lower level of the SPMS, from which, through the data transmission network, the data of the technological parameters of the control object are transmitted to the zone of the upper level of the SPMS, which contains the server of the upper level, made with the possibility of executing a method for remote monitoring and forecasting the state of technological objects, data transfer from controllers to the lower level zone of the SP&UM is carried out via LAN, data transfer from controllers to the zone of the lower level of SP&UM is carried out via LAN, transfer of information and via the Internet is carried out through a secure data transmission channel, the top-level server is configured to transfer information about the state of the control object to remote user devices, the top-level server is configured to transfer information about the state of the control object to remote user devices

Известно изобретение «Intelligent condition-monitoring and fault diagnostic system for predictive maintenance)) по патенту США US 7882394B2, МПК G06F 11/30, опубл. 15.01.2013 г. В описании этого патента представлена технология мониторинга состояния и диагностики неисправностей для профилактического обслуживания, включающая функцию сбора данных, которая собирает хронологию выбранных переменных для одного или нескольких компонентов, функцию предварительной обработки, которая вычисляет заданные характеристики временных диаграмм, функцию анализа для оценки характеристик для генерации одной или нескольких гипотез о состоянии одного или нескольких компонентов и функцию рассуждений для определения состояния одного или нескольких компонентов из одной или нескольких гипотез.Known invention "Intelligent condition-monitoring and fault diagnostic system for predictive maintenance)) according to US patent US 7882394B2, IPC G06F 11/30, publ. 01/15/2013 This patent describes a technology for condition monitoring and fault diagnosis for predictive maintenance, including a data collection function that collects a history of selected variables for one or more components, a preprocessing function that calculates predetermined characteristics of timing patterns, an analysis function for performance evaluations to generate one or more hypotheses about the state of one or more components; and a reasoning function to determine the state of one or more components from one or more hypotheses.

Известно изобретение «Способ и система удаленного мониторинга объектов» по патенту RU 2649542 С1, МПК G05B 23/00, G05B 19/048, G05B 17/02, G05B 13/04, G05B 1/04, G06F 3/00, G06N 7/06, опубл. 06.12.2016 г., принятое прототипом способа. В описании этого патента раскрыт способ и система удаленного мониторинга технических объектов. Этот способ включает получение данных от объекта контроля; формирование эталонной выборки показателей работы объекта; построение матрицы состояния из компонентов точек эталонной выборки; построение эмпирических моделей прогностики состояния объекта на основании MSET метода; определение компоненты невязок; формирование статистической модели работы объекта за промежуток времени; определение предельного значения для статистической модели; определение разладки; анализ поступающей информации от объекта; определение степени отклонения показателей параметров объекта за промежуток времени; ранжирование вычисленных разладок; модифицирование эталонной выборки; обновление эмпирических моделей; формирование сигнала об отклонении параметра объекта на основании обновленной модели и определение состояния работы объекта. За счет чего обеспечивается прогнозирование отклонений в работе объекта контроля.Known invention "Method and system for remote monitoring of objects" according to patent RU 2649542 C1, IPC G05B 23/00, G05B 19/048, G05B 17/02, G05B 13/04, G05B 1/04, G06F 3/00, G06N 7/ 06, publ. 12/06/2016, adopted by the prototype of the method. The description of this patent discloses a method and system for remote monitoring of technical objects. This method includes receiving data from the control object; formation of a reference sample of performance indicators of the facility; construction of the state matrix from the components of the points of the reference sample; building empirical models for predicting the state of an object based on the MSET method; determination of residual components; formation of a statistical model of the operation of an object over a period of time; determination of the limit value for the statistical model; definition of disorder; analysis of incoming information from the object; determination of the degree of deviation of the indicators of the parameters of the object over a period of time; ranking of computed discords; modification of the reference sample; updating empirical models; generating a signal about the object parameter deviation based on the updated model and determining the state of the object operation. Due to this, deviations in the operation of the control object are predicted.

Однако ввиду вредных внешних и внутренних факторов, таких как механические деформации конструкции весоизмерительной платформы и фундамента, высокая влажность, температурные условия, химические факторы среды, вмешательство в работу весоизмерительного комплекса третьих лиц, его техническое состояние ухудшается и, как следствие, достоверность результатов измерений снижается, что является актуальной проблемой. Служба технического контроля объекта, в случае весоизмерительного комплекса которой является служба метрологического контроля, не имеет возможности отслеживания состояния объекта и проведения его непрерывного мониторинга и диагностики соответствия требуемым метрологическим показателям. Также проблемой является отсутствие в существующих системах и способах функции сбора данных из внешней информационной среды, что не позволяет выполнять поправку измеряемых параметров на внешние факторы и уточнять результаты измерений. Для передачи данных используется сеть Интернет, ОРС протокол, ЛВС Ethernet, Wi-Fi, GSM, WiMax или MMDS, что предполагает работу на канальном уровне модели OSI, это накладывает ограничения на использование новых каналов и сред передачи данных, а также нестабильных каналов. В результате, могут возникать ранние непредвиденные отказы в работе весоизмерительного комплекса, что снижает его надежность и необходимость дополнительных финансовых и временных затрат на восстановление его работоспособности.However, due to harmful external and internal factors, such as mechanical deformations of the structure of the weighing platform and foundation, high humidity, temperature conditions, chemical environmental factors, interference with the operation of the weighing complex by third parties, its technical condition is deteriorating and, as a result, the reliability of the measurement results is reduced, which is the current issue. The technical control service of the object, in the case of the weighing complex of which is the metrological control service, does not have the ability to track the state of the object and conduct its continuous monitoring and diagnostics of compliance with the required metrological indicators. Another problem is the absence in the existing systems and methods of the function of collecting data from the external information environment, which does not allow to correct the measured parameters for external factors and refine the measurement results. For data transmission, the Internet, OPC protocol, Ethernet LAN, Wi-Fi, GSM, WiMax or MMDS are used, which involves working at the data link layer of the OSI model, this imposes restrictions on the use of new channels and data transmission media, as well as unstable channels. As a result, early unforeseen failures in the operation of the weighing complex may occur, which reduces its reliability and the need for additional financial and time costs to restore its performance.

Решением данной проблемы может стать использование системы и способа непрерывного мониторинга и самодиагностики весоизмерительной системы, что обеспечивает единство измерений и повышает их достоверность, позволяет отслеживать и контролировать техническое состояние объекта в процессе эксплуатации, фиксировать отклонения от априорных значений, принятых на момент поверки и предупреждать сбои, а также принимать решение о необходимости проведения мероприятий по предупредительному техническому обслуживанию и отладке.The solution to this problem can be the use of a system and method for continuous monitoring and self-diagnosis of the weighing system, which ensures the uniformity of measurements and increases their reliability, allows you to track and control the technical condition of the object during operation, record deviations from a priori values taken at the time of verification and prevent failures, and decide on the need for preventive maintenance and debugging activities.

Технический результат в части системы достигается за счет того, что система мониторинга и самодиагностики промышленных весоизмерительных систем, содержащая группу датчиков, связанных с объектом контроля и передающих информацию о технологических параметрах упомянутого объекта на первичный контроллер, который связан с основным сервером АСУ ТП объекта контроля, предназначенным для накопления получаемых с контроллеров данных и последующей передачи упомянутых данных в зону нижнего уровня системы контроля, содержащей, по меньшей мере, сервер нижнего уровня системы контроля, из которой посредством сети передачи данных, данные технологических параметров объекта контроля передаются в зону верхнего уровня системы контроля, которая содержит сервер верхнего уровня, выполненный с возможностью передачи информации о состоянии объекта контроля на удаленные устройства пользователей, объект контроля выполнен как грузоприемное устройство с весоизмерительной платформой и группой датчиков в виде тензодатчиков, к грузоприемному устройству подключен блок сбора данных и коммутации к которому подключен первичный контроллер в виде терминала, установленный с возможностью преобразования дискретного сигнала от тензометрических датчиков в результат измерения, и выводящий этот результат на дисплей терминала, соединенный с АСУ ТП объекта контроля и зоной нижнего уровня системы контроля, выполненной как система мониторинга и самодиагностики «цифровой паспорт» в виде программно-аппаратного комплекса или в виде программного обеспечения для персонального компьютера, установленные с возможностью запроса данных от терминала с дисплеем и внешней информационной системы, установленной с возможностью сбора, обработки и передачи данных технологических параметров объекта контроля зоне верхнего уровня системы контроля -облачному хранилищу данных, к которому подключена служба метрологического контроля, установленная с возможностью непрерывного контроля технического состояния объекта.The technical result in terms of the system is achieved due to the fact that the system for monitoring and self-diagnosis of industrial weighing systems, containing a group of sensors associated with the object of control and transmitting information about the technological parameters of the mentioned object to the primary controller, which is connected to the main server of the process control system of the object of control, designed for accumulation of data received from controllers and subsequent transmission of said data to the zone of the lower level of the control system, containing at least a server of the lower level of the control system, from which, through the data transmission network, the data of the technological parameters of the control object are transmitted to the zone of the upper level of the control system, which contains a top-level server configured to transfer information about the state of the control object to remote user devices, the control object is made as a load receiving device with a weighing platform and a group of sensors in the form of a load cell kov, a data acquisition and switching unit is connected to the load receptor, to which the primary controller is connected in the form of a terminal, installed with the ability to convert a discrete signal from strain gauges into a measurement result, and displaying this result on the terminal display, connected to the process control system of the control object and the lower zone level of the control system, made as a monitoring and self-diagnostic system "digital passport" in the form of a hardware-software complex or in the form of software for a personal computer, installed with the ability to request data from a terminal with a display and an external information system installed with the ability to collect, process and transferring data on the technological parameters of the control object to the top-level zone of the control system - cloud data storage, to which the metrological control service is connected, installed with the possibility of continuous monitoring of the technical condition of the object.

Технический результат в части способа достигается за счет того, что в способе мониторинга и самодиагностики промышленных весоизмерительных систем, включающий формирование априорной выборки показателей работы объекта, получение данных от объекта контроля, анализ поступающей информации от объекта, определение степени отклонения показателей параметров объекта за промежуток времени, формирование сигнала об отклонении параметра объекта на основании обновленной модели и определение состояния работы объекта передачей результатов мониторинга пользователю в виде рекомендаций по эксплуатации весоизмерительного комплекса или о необходимости его обслуживания, формируют выборку показателей работы объекта путем получения априорных эталонных поверочных значений «цифрового двойника» измерительного комплекса, в виде набора контрольных значений, записанных на момент проведения поверки; получение данных от объекта контроля, которым является весоизмерительный комплекс, заключается в получении набора данных о нагрузках и положении в пространстве датчиков и весоизмерительной платформы в режиме реального времени; проводят первичную интерпретацию полученных данных о нагрузках, действующих на весоизмерительную платформу с накоплением пороговых значений в энергонезависимой памяти устройства; передают предварительно обработанные данные на терминал, получают результат измерения полной массы взвешиваемого транспортного средства; от внешней информационной системы получают данные о параметрах окружающей среды, влияющих на результаты измерений весоизмерительного комплекса; проводят сбор и обработку данных системой мониторинга и самодиагностики «цифровой паспорт», которую реализуют в виде программно-аппаратного комплекса, или в виде программного обеспечения для персонального компьютера; полученные данные передают на облачное хранилище по транспортной сети IoT через протоколы IoT «MQTT», «СоАР», «AMQP», «ХМРР», «DDS», «JMS», «НТТР», «iBeacon»; анализ поступающей информации от объекта проводят путем обработки на облачном хранилище; определяют степень отклонения показателей параметров объекта за промежуток времени, контролируя техническое состояние весоизмерительного комплекса путем сравнения получаемых в режиме реального времени действительных значений и получаемых при поверке априорных значений. Практическая применимость заявляемого изобретения и его техническая сущность раскрывается ниже следующим описанием и поясняется чертежом, где:The technical result in terms of the method is achieved due to the fact that in the method of monitoring and self-diagnosis of industrial weighing systems, including the formation of an a priori sample of the performance of the object, obtaining data from the control object, analyzing the incoming information from the object, determining the degree of deviation of the parameters of the object parameters over a period of time, generating a signal about the deviation of the object parameter based on the updated model and determining the state of the object’s operation by transmitting the monitoring results to the user in the form of recommendations for the operation of the weighing complex or the need for its maintenance, form a sample of the object’s performance indicators by obtaining a priori reference verification values of the “digital twin” of the measuring complex, in the form of a set of control values recorded at the time of verification; obtaining data from the object of control, which is the weighing complex, consists in obtaining a set of data on the loads and position in space of the sensors and the weighing platform in real time; carry out the primary interpretation of the data obtained on the loads acting on the weighing platform with the accumulation of threshold values in the non-volatile memory of the device; transmitting the pre-processed data to the terminal, receiving a measurement result of the total weight of the vehicle to be weighed; from an external information system receive data on environmental parameters that affect the measurement results of the weighing complex; carry out the collection and processing of data by the system of monitoring and self-diagnostics "digital passport", which is implemented in the form of a hardware-software complex, or in the form of software for a personal computer; the received data is transferred to the cloud storage via the IoT transport network through the IoT protocols "MQTT", "CoAP", "AMQP", "XMPR", "DDS", "JMS", "HTTP", "iBeacon"; analysis of incoming information from the object is carried out by processing on cloud storage; determine the degree of deviation of the parameters of the object over a period of time, controlling the technical condition of the weighing complex by comparing the real values obtained in real time and the a priori values obtained during verification. The practical applicability of the claimed invention and its technical essence is disclosed below by the following description and is illustrated by the drawing, where:

Фиг. 1 - представлена структурная схема системы мониторинга и самодиагностики промышленных весоизмерительных систем;Fig. 1 - a block diagram of the monitoring system and self-diagnosis of industrial weighing systems is presented;

Фиг. 2 - представлена схема реализации способа мониторинга и самодиагностики промышленных весоизмерительных систем;Fig. 2 - a diagram of the implementation of the method for monitoring and self-diagnosis of industrial weighing systems;

Система мониторинга и самодиагностики промышленных весоизмерительных систем содержит грузоприемное устройство 1, включающее весоизмерительную платформу 2, с тензодатчиками 3. К грузоприемному устройству 1 подключен блок сбора данных и коммутации 4, к которому подключен терминал 5, установленный с возможностью преобразования сигнала от тензометрических датчиков 3 в результат измерения нагрузок. К терминалу 5 подключена система мониторинга и самодиагностики «цифровой паспорт» 6, реализуемая в виде программно-аппаратного комплекса 7 или установленная и реализуемая в виде программного обеспечения для персонального компьютера 8, установленные с возможностью запроса данных от терминала 5 и внешней информационной системы 9, содержащей данные о температуре окружающей среды, влажности, динамических нагрузках и других факторах, влияющих на результат измерения, а также с возможностью их сбора, обработки и передачи на облачное хранилище 10 данных измерений и априорных поверочных значений, к которому подключена служба метрологического контроля 11, позволяющая проводить непрерывный контроль технического состояния объекта. Также к облачному хранилищу 10 подключено удаленное устройство пользователя 12, позволяющее передавать результаты мониторинга пользователю в виде технических рекомендаций.The system for monitoring and self-diagnosis of industrial weighing systems contains a load receptor 1, including a weighing platform 2, with load cells 3. A data acquisition and switching unit 4 is connected to the load receptor 1, to which a terminal 5 is connected, installed with the ability to convert the signal from strain gauges 3 into a result load measurements. The monitoring and self-diagnosis system "digital passport" 6 is connected to the terminal 5, implemented in the form of a hardware-software complex 7 or installed and implemented in the form of software for a personal computer 8, installed with the ability to request data from the terminal 5 and an external information system 9 containing data on ambient temperature, humidity, dynamic loads and other factors affecting the measurement result, as well as with the possibility of collecting, processing and transferring them to the cloud storage 10 of measurement data and a priori verification values, to which the metrological control service 11 is connected, allowing continuous monitoring of the technical condition of the object. Also, a remote user device 12 is connected to the cloud storage 10, which allows the monitoring results to be transmitted to the user in the form of technical recommendations.

Система мониторинга и самодиагностики промышленных весоизмерительных систем работает следующим образом. Взвешиваемое автомобильное или железнодорожное транспортное средство въезжает на весоизмерительную платформу 2 грузоприемного устройства 1, в это время тензодачики 3 воспринимают нагрузки, действующие от взвешиваемого транспортного средства на весоизмерительную платформу 2, а через единый блок сбора данных и коммутации 4 производят подключение электрического питания к тензодатчикам 3 и выполняют их параллельный опрос с преобразованием действующих нагрузок в сигнал, передаваемый в непрерывном режиме по проводному каналу на терминал 5, где на основании известных заложенных в него алгоритмов, с возможностью расчета полной нагрузки, которая определяется в зависимости от нагрузок по тензодатчикам 3, производят и преобразование получаемых данных в результат измерения веса взвешиваемого транспортного средства. Далее данные о нагрузках, действующих на весоизмерительную платформу, а также о весе взвешиваемого транспортного средства от терминала 5 могут передаваться по проводной сети Ethernet, RS-232, RS-432, RS-485 или USB системе мониторинга и самодиагностики «цифровой паспорт» 6, реализуемой в виде программно-аппаратного комплекса 7, или в виде программного обеспечения для персонального компьютера 8, имеющих идентичные функциональные возможности, направленные на запрос, получение и передачу данных. Одновременно система мониторинга и самодиагностики «цифровой паспорт» запрашивает данные от внешней информационной системы 9, такие как температура окружающей среды, влажность, динамические нагрузки на весоизмерительную платформу и другие факторы, влияющие на результаты измерений тензодатчиков 3. Полученные системой данные о нагрузках на весоизмерительную платформу, а также данные от внешней информационной системы 9 по беспроводному каналу связи в непрерывном режиме передаются на облачное хранилище данных измерений и априорных поверочных значений 10 по защищенной транспортной сети IoT с протоколами уровня приложений стека IoT существующей модели OSI, через протоколы IoT «MQTT», «СоАР», «AMQP», «ХМРР», «DDS», «JMS», «НТТР», «iBeacon», где при помощи встроенного программного обеспечения, представляющего собой базу данных, хранящую априорные эталонные поверочные значения, а также получаемые в непрерывном режиме действительные значения измерений тензодатчиков 3, с использованием известных алгоритмов обрабатывают, производят их уточнение по данным от внешней информационной системы 9 и определяют сходимость получаемых действительных и априорных эталонных поверочных значений. Далее в непрерывном режиме результаты сравнения получает служба метрологического контроля 11, подключенная к облачному хранилищу 10, которая проводит непрерывный мониторинг состояния весоизмерительного комплекса и в случае выявления отклонений в его работе, пользователю на удаленное устройство отправляется соответствующая информация, а также передаются технические рекомендации по устранению возникших проблем.The system for monitoring and self-diagnosis of industrial weighing systems operates as follows. A weighed automobile or railway vehicle enters the weighing platform 2 of the load receiving device 1, at this time, the load cells 3 perceive the loads acting from the weighed vehicle on the weighing platform 2, and through a single data acquisition and switching unit 4, electrical power is connected to the load cells 3 and perform their parallel interrogation with the conversion of existing loads into a signal transmitted in continuous mode via a wire channel to terminal 5, where, based on the known algorithms embedded in it, with the ability to calculate the total load, which is determined depending on the loads on strain gauges 3, the conversion is also performed received data into the result of measuring the weight of the weighed vehicle. Further, data on the loads acting on the weighing platform, as well as on the weight of the weighed vehicle from terminal 5 can be transmitted via a wired network Ethernet, RS-232, RS-432, RS-485 or USB to the monitoring and self-diagnosis system "digital passport" 6, implemented in the form of a hardware-software complex 7, or in the form of software for a personal computer 8, having identical functionality aimed at requesting, receiving and transmitting data. At the same time, the “digital passport” monitoring and self-diagnosis system requests data from the external information system 9, such as ambient temperature, humidity, dynamic loads on the weighing platform and other factors that affect the measurement results of load cells 3. The data received by the system about the loads on the weighing platform, as well as data from an external information system 9 via a wireless communication channel are continuously transmitted to the cloud storage of measurement data and a priori verification values 10 via a secure IoT transport network with application layer protocols of the IoT stack of the existing OSI model, through the IoT protocols "MQTT", "CoAP ”, “AMQP”, “XMPR”, “DDS”, “JMS”, “HTTP”, “iBeacon”, where using the built-in software, which is a database that stores a priori reference verification values, as well as those obtained in continuous mode actual measurement values of strain gauges 3, using known algorithms are processed, they are refined according to data from the external information system 9 and the convergence of the obtained real and a priori reference verification values is determined. Further, in a continuous mode, the results of the comparison are received by the metrological control service 11, connected to the cloud storage 10, which continuously monitors the state of the weighing complex and, in case of deviations in its operation, the corresponding information is sent to the user on the remote device, and technical recommendations are also transmitted to eliminate the arisen problems.

Способ мониторинга и самодиагностики промышленных весоизмерительных систем включает получение априорных эталонных поверочных значений «цифрового слепка» измерительного комплекса, в виде набора априорных значений, записанных на момент проведения поверки, получение набора данных о нагрузках, действующих на весоизмерительную платформу в режиме реального времени от средства измерения; первичную интерпретацию и предварительную обработку полученного сигнала с накоплением пороговых значений; передачу предварительно обработанных данных на терминал, их преобразование в результат измерения полной массы взвешиваемого транспортного средства; получение данных от внешней информационной системы, таких как температура окружающей среды, влажность, динамические нагрузки на весоизмерительную платформу и других факторах, влияющих на результаты измерений тензодатчиков; сбор и обработку данных системой мониторинга и самодиагностики «цифровой паспорт», реализуемой в виде программно-аппаратного комплекса, или в виде программного обеспечения для персонального компьютера, имеющих идентичные функциональные возможности, направленные на запрос, получение и передачу данных; передачу полученных данных на облачное хранилище данных измерений и априорных поверочных значений по транспортной сети IoT через протоколы IoT «MQTT», «СоАР», «AMQP», «ХМРР», «DDS», «JMS», «НТТР», «iBeacon»; обработку данных на облачном хранилище; контроль технического состояния промышленных весоизмерительных систем путем сравнения получаемых в режиме реального времени действительных значений и получаемых при поверке априорных значений, который может осуществляться производителем, а также метрологической службой; передачу результатов мониторинга пользователю в виде рекомендаций по эксплуатации весоизмерительного комплекса или о необходимости его обслуживания.A method for monitoring and self-diagnosing industrial weighing systems includes obtaining a priori reference verification values of a "digital impression" of the measuring complex, in the form of a set of a priori values recorded at the time of verification, obtaining a set of data on loads acting on the weighing platform in real time from the measuring instrument; primary interpretation and preliminary processing of the received signal with the accumulation of threshold values; transfer of pre-processed data to the terminal, their conversion into the result of measuring the total mass of the weighed vehicle; receiving data from an external information system, such as ambient temperature, humidity, dynamic loads on the weighing platform and other factors that affect the measurement results of strain gauges; collection and processing of data by the “digital passport” monitoring and self-diagnostic system, implemented as a hardware-software complex, or as software for a personal computer, having identical functionality aimed at requesting, receiving and transmitting data; transfer of the received data to the cloud storage of measurement data and a priori verification values via the IoT transport network through the IoT protocols "MQTT", "CoAP", "AMQP", "XMPP", "DDS", "JMS", "HTTP", "iBeacon" ; data processing on cloud storage; control of the technical condition of industrial weighing systems by comparing the real values obtained in real time and the a priori values obtained during verification, which can be carried out by the manufacturer, as well as by the metrological service; transfer of monitoring results to the user in the form of recommendations for the operation of the weighing complex or the need for its maintenance.

В результате, за счет того, что способ обеспечивает непрерывный мониторинг технического состояния, а при передаче получаемых данных на облачное хранилище используется защищенная транспортная сеть IoT с протоколами уровня приложений стека IoT существующей модели OSI, а в системе присутствует служба метрологического контроля, обеспечивается непрерывное отслеживание и мониторинг состояния объекта, а также диагностика соответствия весоизмерительного комплекса требуемым метрологическим показателям.As a result, due to the fact that the method provides continuous monitoring of the technical condition, and when transferring the received data to the cloud storage, a secure IoT transport network is used with application layer protocols of the IoT stack of the existing OSI model, and the metrological control service is present in the system, continuous monitoring and monitoring the state of the object, as well as diagnosing the compliance of the weighing complex with the required metrological indicators.

Предлагаемое техническое решение совокупностью существенных признаков обеспечивает способ и систему непрерывного мониторинга состояния и самодиагностики промышленных весоизмерительных систем, что обеспечивает единство измерений, повышает достоверность измерений и позволяет на ранней стадии отслеживать возникающие отклонения и предупреждать сбои, а в случае их возникновения своевременно проводить отладку, что в конечном счете снижает затраты при эксплуатации весоизмерительного комплекса и повышает его надежность.The proposed technical solution, as a set of essential features, provides a method and system for continuous monitoring of the state and self-diagnosis of industrial weighing systems, which ensures the uniformity of measurements, increases the reliability of measurements and allows you to track emerging deviations at an early stage and prevent failures, and in case of their occurrence, debug them in a timely manner, which in ultimately reduces the cost of operating the weighing complex and increases its reliability.

Claims

1. A system for monitoring and self-diagnosing industrial weighing systems, containing a group of sensors associated with the object of control and transmitting information about the technological parameters of the said object to the primary controller, which is connected to the main server of the automated process control system (APCS) of the object of control, intended for accumulation data received from the controllers and subsequent transmission of said data to the lower level zone of the control system, containing at least a server of the lower level of the control system, from which, through the data transmission network, the data of the technological parameters of the control object are transmitted to the upper level zone of the control system, which contains the server upper level, configured to transfer information about the state of the control object to remote user devices, characterized in that the control object is made as a load receiving device with a weighing platform and a group of sensors sensors in the form of strain gauges, a data acquisition and switching unit is connected to the load receptor, to which the primary controller is connected in the form of a terminal, installed with the ability to convert a discrete signal from strain gauges into a measurement result and displaying this result on the terminal display connected to the process control system of the control object and the zone of the lower level of the control system, made as a monitoring and self-diagnostics system "digital passport" in the form of a hardware-software complex or in the form of software for a personal computer installed with the ability to request data from a terminal with a display and an external information system installed with the ability to collect , processing and transmission of data on the technological parameters of the control object to the top-level zone of the control system - cloud data storage, to which the metrological control service is connected, installed with the possibility of continuous monitoring of the technical condition of the object.

2. A method for monitoring and self-diagnosing industrial weighing systems, including the formation of an a priori sample of object performance indicators, obtaining data from the control object, analyzing incoming information from the object, determining the degree of deviation of object parameter indicators over a period of time, generating a signal about object parameter deviation based on an updated model and determining the state of operation of the object by transmitting the results of monitoring to the user in the form of recommendations for the operation of the weighing complex or the need for its maintenance, characterized in that a sample of the performance indicators of the object is formed by obtaining a priori reference calibration values of the "digital twin" of the measuring complex in the form of a set of control values recorded at the time of verification; obtaining data from the object of control, which is the weighing complex, consists in obtaining a set of data on the loads and position in space of the sensors and the weighing platform in real time; carry out the primary interpretation of the data obtained on the loads acting on the weighing platform with the accumulation of threshold values in the non-volatile memory of the device; transmitting the pre-processed data to the terminal, receiving a measurement result of the total weight of the vehicle to be weighed; from an external information system receive data on environmental parameters that affect the measurement results of the weighing complex; carry out the collection and processing of data by the system of monitoring and self-diagnostics "digital passport", which is implemented in the form of a hardware-software complex or in the form of software for a personal computer; the received data is transferred to the cloud storage via the IoT transport network through the IoT protocols "MQTT", "CoAP", "AMQP", "XMPR", "DDS", "JMS", "HTTP", "iBeacon"; analysis of incoming information from the object is carried out by processing on cloud storage; determine the degree of deviation of the parameters of the object over a period of time, controlling the technical condition of the weighing complex by comparing the real values obtained in real time and the a priori values obtained during verification.