一种衡器在线管理系统

技术领域

本申请涉及钢铁计量管理技术领域，尤其涉及一种衡器在线管理系统。

背景技术

衡器，用于利用胡克定律或力的杠杆平衡原理测定物体质量，可应用在化工、商品混凝土、物流、港口、码头、厂矿、商家、贸易、工厂等用于大宗货物计量的主要称重，按照实际应用场景可以简称为轨道衡、工厂衡、贸易衡等等。衡器的计量准确性和良好运行状态直接影响着企业的成本核算及生产运行，而设备潜在隐患、偏差的预防以及故障发现的及时性、故障处理时间等因素是计量管理的关键要素。

由于衡器数量多，分布广，管理难度大，不能实现远程集中管控。因此现阶段主要采取人工定期点检、不定期抽查等措施进行管理。但这种管理方式不能及时掌握设备运行状态和对秤核心部件设备进行预判，容易导致设备发生故障，影响计量称重结果的准确性，严重时会导致无法正常计量，造成经济损失。

因此，如何对衡器进行全方位监控管理，从而提高衡器的管理水平，为精细化生产提供更加可靠的计量服务，是目前研究的重点。

发明内容

本发明提供了一种衡器在线管理系统，以解决或者部件解决目前无法对衡器提供全方位监控管理服务的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明的第一方面，公开了一种衡器在线管理系统，衡器主要包括仪表部件和传感器部件；所述传感器部件用于利用零点码值将负载压迫产生的电信号转换为负载上称重量，所述仪表部件用于显示所述负载上称重量；所述衡器在线管理系统为每台受监管衡器配置IP地址构建局域通信网络，实现所述衡器在线管理系统和所有受监管衡器的线上监管；其中，所述衡器在线管理系统包括：

数据通信模块，用于和所述受监管衡器进行数据通信，以接收所述受监管衡器中包含仪表显示数据和传感器相关数据在内的衡器基本信息；其中，所述仪表显示数据包括：通讯设置、近期负载上称重量、仪表相关检定参数；所述传感器相关数据包括下述一种或多种：传感器编号、传感器数量、零点码值、近期负载内码值、气密性、温度、电压、传感器相关检定参数；

信息管理模块，用于管理所述受监管衡器的衡器基本信息，并结合可视化界面显示所述衡器基本信息中的一项或多项，作为衡器基本信息管理界面；

状态监控模块，用于根据所述仪表显示数据和所述传感器相关数据实时监控衡器运行状态及其是否产生相关故障；

故障管理模块，用于进行衡器故障信息统计，在任一数据产生故障时，结合所述可视化界面将现场报警和具体故障在告警界面上显示；

信息显示模块，用于结合所述可视化界面显示所述仪表显示数据和所述传感器相关数据中的关键数据，实现对所述受监管衡器的数字化联网监测。

可选的，所述受监管衡器的仪表部件和传感器部件具有各种型号；

所述数据通信模块设置有多协议的统一接入层，针对不同型号的仪表部件和传感器部件，采用中间件的方式进行协议转换，将不同型号不同版本的所述仪表显示数据和所述传感器相关数据统一转换接入。

可选的，状态监控模块，用于结合零点码值上下限配置页面监控所述零点码值，并在所述零点码值处于所述零点码值上下限范围之外时与所述告警界面联动预警。

可选的，所述状态监控模块，用于将所述近期负载内码值作为标准，比较同一称重时间下的所述近期负载上称重量是否上称异常，从而提供针对所述仪表部件和传感器部件的远程上称防作弊功能。

可选的，所述信息显示模块，用于结合所述可视化界面显示所述近期负载上称重量，辅助人工远程判断是否具有上称异常，规范过衡行为。

可选的，所述衡器在线管理系统，还包括：远程置零模块，用以结合可视化界面远程控制所述受监管衡器执行置零操作。

可选的，所述状态监控模块，用于自动检定相关检定参数的差异，以避免意外窜改所述相关检定参数。

可选的，所述信息显示模块，用于根据不同管理角色制定相应的监控画面和功能，以满足运维人员的日常管理、终端客户的实时远程查看、决策支持人员的辅助分析。

可选的，在所述可视化界面中，包含各个受监管衡器的地图分布、各个受监管衡器的传感器部件拓扑图、所述传感器相关数据中的近期负载内码值、近期负载上称重量、温度、电压、气密性的相关运行曲线；其中，所述传感器部件拓扑图用于展示所述传感器部件的运行数据和传感器部件的异常状态。

可选的，在所述可视化界面中，以不同的图标示意各个受监管衡器的实时运行状况，以直观反应出各个受监管衡器在线状态、离线状态、称重状态、报警状态。

通过本发明的一个或者多个技术方案，本发明具有以下有益效果或者优点：

本方案公开的衡器在线管理系统，通过构建局域网对衡器联网监测，实现了对衡器进行全方位监控管理，提升了衡器的精细化管理水平。通过实时监测衡器运行状态及故障分析，能准确定位故障设备，方便问题查找，能够有效预防衡器的故障发生率，并减少运维人员的时间投入和维护工作量，提升了系统生产稳定性。本方案的衡器在线管理系统使衡器的智能管理水平得到了提高，更提升了市场竞争力，取得了良好的技术经济效益和社会效益。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。

在附图中：

图1示出了根据本发明一个实施例的衡器在线管理系统的结构示意图；

图2示出了根据本发明一个实施例的衡器基本信息的示意图；

图3示出了根据本发明一个实施例的传感器相关数据的展示示意图；

图4示出了根据本发明一个实施例的重量曲线示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

为了便于对现场的各型号衡器进行全方位监控管理，提高衡器的管理水平，本发明实施例公开了一种衡器在线管理系统，可对各类型衡器进行管理，例如汽车衡、轨道衡、电子钢卷衡等等，但并不形成限制。

具体来说，衡器的核心部件包括仪表部件和传感器部件。传感器部件设置在称台台面下方，一般布局在台面下方四周，但并不形成限制。当台面有负载(例如成品棒材、板材等)，传感器中的应变片收到压迫形变产生电信号，零点码值将电信号转换为负载内码值，再转换为负载上称重量。零点码值指台面无负载时的码值，不同的厂家具有各自的零点码值，例如1000、2000等等，无单位。零点码值主要起转换作用，负载越重，得到的负载内码值越大、负载上称重量越大，因此负载内码值和负载上称重量正相关。仪表部件用于显示负载上称重量。当然仪表部件还起到对衡器的监管作用。

为了便于对不同厂家、不同地方、不同型号的各种受监管衡器的无差异运维管理，衡器在线管理系统为每台受监管衡器配置IP地址构建局域通信网络，实现衡器在线管理系统和所有受监管衡器的统一线上无差异运维监管，有效减少维护工作量，提高设备运维效率。

其中，参看图1，衡器在线管理系统包括：数据通信模块11，信息管理模块12，状态监控模块13，故障管理模块14，信息显示模块15。

数据通信模块11，用于和受监管衡器进行数据通信，以接收受监管衡器中包含仪表显示数据和传感器相关数据在内的衡器基本信息。

信息管理模块12，用于管理所述受监管衡器的衡器基本信息，并结合可视化界面显示所述衡器基本信息中的一项或多项，作为衡器基本信息管理界面；

状态监控模块13，用于根据所述仪表显示数据和所述传感器相关数据实时监控衡器运行状态及其是否产生相关故障；

故障管理模块14，用于进行衡器故障信息统计，在任一数据产生故障时，结合所述可视化界面将现场报警和具体故障在告警界面上显示；

信息显示模块15，用于结合所述可视化界面显示所述仪表显示数据和所述传感器相关数据中的关键数据，实现对所述受监管衡器的数字化联网监测。

本方案引入全新的衡器设备管理信息化管理的理念，通过构建局域网对衡器联网监测，以及通过对衡器实施日常运维、故障分析、故障报警、可视化展示等操作，满足客户仪器仪表的遥测、遥信、遥控等日常运维管理功能,并根据日常运维数据(例如仪表显示数据、传感器相关数据)进行数据挖掘分析，实现对衡器进行全生命周期管理，有效减少维护工作量，提升运维管理效率，提高客户满意度。

此外，还可以据此得出设备健康报告辅助查看衡器运行状态。

为了便于说明和解释本发明，下面从传输-监控-故障处理-显示等方面分别进行介绍。

由于不同厂家生产的衡器的仪表部件和传感器部件型号各有不同，其传输协议也各有不同。例如，IND880、IND780、IND570等型号的仪表部件；再例如MTX、0760等型号的传感器。不同型号的衡器传输的数据有差异。例如MTX、0760这类型号的传感器没有温度、电压和气密性的相关数据。为了接入各种不同型号的受监管衡器，数据通信模块11中设置有多协议的统一接入层。针对不同型号的仪表部件和传感器部件，采用中间件的方式进行协议转换，例如采用RabbitMq中间件，将不同型号不同版本的仪表显示数据和传感器相关数据统一转换接入。例如，不同的仪表型号有不同的消息指令，系统对仪表进行建模，抽象出其指令和方法作为仪表对象，封装rpc函数方法，从而屏蔽内部的指令差异。可见，中间件的主要作用是将不同型号的衡器的数据协议进行转换，形成mqtt/json协议发送到衡器在线管理系统，从而实现设备数据统一接入，并针对传感层的服务能力，实现mqtt远程rpc接口调用，供用户远程控制。

具体来说，衡器的各类数据存储一般存储在软件开发工具包SDK中，其提供了一系列的函数、接口和文档，衡器SDK的具体内容和功能取决于不同的厂商和衡器型号。数据通信模块11通过和厂家为衡器配置的贸易秤智能管理系统通讯，在通过其授权后可获取衡器基本信息。例如，根据贸易秤智能管理系统授权的密钥拿到对应授权，并获取衡器基本信息。进一步的，针对不同类型的数据，数据通信模块11采用不同的采集传输策略，保证数据获取的时效性，同时降低存储冗余。例如，针对仪表型号，称重单位等固定不变的属性数据，系统采用差分存储，只记录数据的变化数据。针对负载上称重量、电压、负载内码值等称重时刻快速变化遥测数据，系统先对数据进行聚合，当数据发生变化时更新存储，保证数据的时效性同时降低存储冗余。

在本实施例中，在构建局域网的基础上，通过远程访问和远程控制技术实现远程集中监控和协助作业，实现对衡器的核心部件：仪表部件、传感器部件的实时监控、故障报警、标定管理，满足不同场合的对衡器监控的需求，通过执行远程点检、故障诊断和维护等操作，运维人员可以远程诊断现场衡器的运行状态，结合实时监测数据判断衡器异常，达到提高工作效率，降本增效的效果。

在本实施例中，衡器基本信息包括：设备名称、归属区域、检定日期管理、量程、安装日期、仪表显示数据和传感器相关数据等。其中，仪表显示数据包括：通讯设置、近期负载上称重量、仪表相关检定参数。传感器相关数据包括下述一种或多种：传感器编号、传感器数量、零点码值、近期负载内码值、气密性、温度、电压、传感器相关检定参数。

衡器在实际使用一段时间后，仪表显示数据可能会产生偏差。例如仪表显示数据中的零点数值可能会产生偏差。零点数值指在没有任何物体放置在衡器上时衡器所显示的数值，是实际物理量上的数值，可以采用重量单位(如克、千克)或其他单位表示。零点数值表示衡器在正常工作状态下的零位或基准位置。当衡器处于零点数值时，说明衡器没有受到外力的影响，处于平衡状态。

零点码值，是衡器在无负载状态下的基准码值，无单位。衡器的零点码值通常由制造商在生产过程中进行设置。不同的衡器出厂厂家、不同的衡器型号，其零点码值可以不同。在使用衡器时，校准过程会针对零点码值进行调整，以确保衡器在无负载时的示值接近零点码值，从而提高测量结果的准确性。其中，零点数值和零点码值实质相同，都是用于参考和校准衡器的基准值，区别在于显示方式和单位，零点数值可在仪表显示屏中显示，零点码值是厂商内部数据，需授权才能拿到。

为了保证衡器称重准确性，需要定期对衡器执行检定操作，并采集相关检定操作、仪表相关检定参数、传感器相关检定参数至衡器在线管理系统。

检定操作是指对衡器进行校准和验证的过程，以确保其测量结果的准确性和可靠性。衡器的检定由专业的计量机构执行，通常会进行以下操作：1)，零点校准：通过调整衡器的零点数值和灵敏度，使其示值与已知标准砝码值相匹配。校准旨在纠正衡器的偏差，以确保其测量结果更加准确和可靠。2)，称重验证：利用标准砝码对衡器进行称量，验证衡器的重复性、线性性、误差范围等参数是否符合规定的精度和要求。验证旨在确定衡器性能以及是否满足特定测量需求。3)，相关检定参数记录：记录仪表相关检定参数，包括日期、检定人员、检定次数、检定结果等，以便追溯和管理。具体的，检定结果中包含有仪表相关检定参数和传感器相关检定参数，例如针对零点数值的校准数值，校准数值主要用于对零点数值进行纠偏，在称重时替代零点数值使用，已保证衡器称重的准确性。

通讯设置，指仪表部件的通讯相关配置，例如IP地址、通讯数据等等。

近期负载相关数据，例如负载的名称、型号、长度、负载上称重量等等。

在传感器相关数据中，传感器编号、传感器数量传感器的基本信息，采集这些信息是为了便于后续对传感器进行监管。

近期负载内码值和近期负载上称重量呈正比例关系。近期负载内码值也属于厂商内部数据，需授权才能拿到。

气密性用于检测传感器是否具有破壳漏气等异常情况。温度、电压属于外界环境对传感器的影响因素，也属于衡器管理的监控数据。

本系统采用信息管理模块12监管上述描述的衡器基本信息，参看图2。本系统结合可视化界面显示了衡器基本信息中的一项或多项。当然，未示出的信息也属于信息管理模块12的监管范围。

针对衡器的核心数据：仪表显示数据和传感器相关数据，引入全新的衡器设备管理信息化管理的理念，采用状态监控模块13实时监测仪表部件和传感器部件的日常运行状态，从而实现对数字式电子衡器的联网监测，有效减少维护工作量，提高效率。此外通过实时监控传感器部件、仪表部件等运行状态，还能够有效预防故障运行，维护客户利益，尤其是能准确定位故障设备，方便问题查找。具体的，状态监控模块13通过规则引擎针对不同数据设置不同的处理逻辑并进行实时故障分析、预警，从而帮助运维人员及时诊断称重异常、衡器工作异常等状况。例如，通过监控传感器的气密性、电压、温度等数据，实时分析传感器是否有破壳(漏气)、连接异常等问题。例如，通过监控零点数据判断仪表部件的异常状态。再例如，实时记录衡器的近期负载上称重量拟合为重量曲线展示在可视化界面上，辅助人工判断是否有上秤异常，后续会对此进行介绍，在此不再赘述。

当衡器具有超载、通讯异常、传感器破壳等故障时，联合可视化界面及时提示，并通过短信或者邮件发送给相关人员。

在一种可选的实施方式中，状态监控模块13中设置有零点码值上下范围，用于监测零点码值的异常状态。具体的，状态监控模块13结合零点码值上下限配置页面监控零点码值，并在零点码值处于零点码值上下限范围之外时与告警界面联动预警，从而辅助运维人员判断。联动报警可分为颜色变化报警、声音报警等。以零点码值2000为例，本实施例设置零点码值上下范围为(1900，2100)，超过此范围及时与告警界面联动预警，从而通知运维人员现场对衡器进行检查。

状态监控模块13在实施日常监测、故障监测外，还能够对仪表部件、传感器部件实施防作弊监测。

第一方面，状态监控模块13用于监测衡器检定参数。具体的，自动检定传感器、仪表等相关检定参数的差异，以避免意外窜改衡器的相关检定参数，从而更好的管理衡器设备。

第二方面，在衡器的实际应用中，由于作弊人员的篡改操作会使仪表部件中显示的负载上称重量存在虚高情况。例如实际重量为1吨的负载上称后，仪表显示为2吨。由于这种情况并不是衡器本身故障导致，即便对衡器实施检定操作也无法杜绝此种情形出现，现有技术对此无法采取有效办法。在本实施例中，为了监测此类作弊行为，考虑到衡器内部负载内码值能够实际反应负载重量，且各厂商的内码值是固定不变的。因此，将近期负载内码值作为标准比较同一称重时间下的近期负载上称重量是否上称异常，从而提供针对仪表部件和传感器部件的远程上称防作弊功能。当同一称重时间下的近期负载上称重量和近期负载内码值不对应，或者近期负载上称重量和近期负载内码值的曲线变化规律不同，则表示该衡器存在上称作弊行为。以图3为例，通过分析界面中的负载上称重量和负载的内码值的对应关系，监测衡器是否具有作弊行为。

在此基础上，可结合信息显示模块15辅助判断是否具有上称作弊行为。具体的，信息显示模块15，用于结合可视化界面显示近期负载上称重量，辅助人工远程判断是否具有上称异常，从而规范过衡行为。参看图4，是衡器称重曲线示意图，可结合该曲线辅助人工判断是否有上秤异常。

在上述方案中，通过对仪表部件和/或传感器部件的作弊行为的有效监测，能够有效维护客户利益。

在本实施例中，状态监控模块13和故障管理模块14结合使用，实现对衡器核心部件(仪表部件、传感器部件等)的异常报警管理，实时监控仪表部件、传感器部件的运行状态，辅助判断故障类型，在出现故障时能及时发现并能预判故障原因，实现远程设备状态查询，进行远程诊断和维护，维护客户利益。利用信息化管理技术实现计量秤的工作运行状态、使用过程的规范性、校验比对的合规性等工作的实时监测、分析数据，从而准确定位出设备故障，方便问题查找，此外还能够有效监测针对仪表部件和/或传感器部件的作弊行为。可见，本实施例的系统能够达到设备的预防性管理及远程点检的需求，及时解决设备隐患，减少设备故障率，提高计量设备的在线使用率、准确性和故障解决响应时间。

为了便于对衡器的上述各类信息进行可视化管理，本系统采用B/S架构(Browser/Server Architecture，软件架构模式)进行展示应用，使用Web浏览器作为用户界面，通过网络通信来访问和操作衡器基本信息。根据不同用户角色的管理视角，制定相应的监控画面和功能，满足运维人员的日常管理，终端客户的实时远程查看，决策支持的部分的分析功能。此外，结合可视化界面展示衡器基本档案及维护记录，使衡器台帐电子化，方便备件、检定等管理，还可提供衡器的档案信息的打印服务。

具体的，在可视化界面中，针对不同的管理视角可以制定不同的监控画面。例如各个受监管衡器的地图分布；各个受监管衡器的传感器部件拓扑图，用于展示传感器部件的运行数据和传感器部件的异常状态；传感器相关数据中的近期负载内码值、近期负载上称重量、温度、电压、气密性的相关运行曲线，从而反应衡器的动态运行状态，等等。

为了更加直观展示衡器的运行状态，在可视化界面中，以不同的图标示意各个受监管衡器的实时运行状况，从而直观反应出各个受监管衡器在线状态、离线状态、称重状态、报警状态等等。

在一种可选的实施方式中，衡器在线管理系统还包括：远程置零模块，用以结合可视化界面远程控制受监管衡器置零操作，提高运维工作效率。

本方案公开的衡器在线管理系统，通过构建局域网对衡器联网监测，实现了对衡器进行全方位监控管理，提升了衡器的精细化管理水平。通过实时监测衡器运行状态及故障分析，能准确定位故障设备，方便问题查找，能够有效预防衡器的故障发生率，并减少运维人员的时间投入和维护工作量，提升了系统生产稳定性。本方案的衡器在线管理系统使衡器的智能管理水平得到了提高，更提升了市场竞争力，取得了良好的技术经济效益和社会效益。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。