ZLNET™——阵列皮带秤™的好搭档

[摘要] ZLNET^™(专利号CN201310068563.X)是南京三埃有限公司继阵列皮带秤^™(专利号CN200710025317.0)后的又一项重大研究。ZLNET^™是运用物联网的阵列皮带秤^™远程技术支持系统，它汇集了专业人士的知识和经验，突破了皮带秤传统的维护修理模式，具有远程故障诊断和维修警示等功能，使阵列皮带秤^™在其既有的优良先天性能基础之上，得到更加及时、专业的后天服务，进一步延长其维持正常运行的时间，提升正常作业率。两者相辅相存，互为补充，可谓是一对好搭档。本文简要介绍了ZLNET^™，阐明了其所为与所不为，澄清了流传的一些误解。

（注：ZLNET^™和阵列皮带秤^™是南京三埃有限公司产品的商标）

0 引言

皮带秤很容易受环境、工况和皮带效应的影响而难以长久维持其检定或校准时的性能。因此，如何延长皮带秤在其性能超出容许范围之前保持正常工作的时间，保障皮带秤的正常作业率，成为皮带秤应用技术的要害问题。改进皮带秤的设计制造，提高其先天的耐久性能，以及加强后天的维修服务，是应对这一问题的两类常用手段。倘若同时合理采用这两类手段，使两者互为补充，更可相得益彰，进一步有效提升皮带秤的正常作业率^[1]。

南京三埃公司研发的阵列皮带秤^™突破了传统理论，研创了单称重传感器双托辊全悬浮结构型式的称量台，并用多个这样的称量台组合成称重单元阵列，把皮带张力变化的影响“消化”在阵列内部；它还装有研发的“称重传感器温度补偿”、“张力补偿”、“状态跟踪”、“拉格朗日线性拟合”等补偿修正软件，能在很大程度上抵消环境温度变化和皮带效应等不利影响，对现场环境的适应和恶劣工况的抵御能力较之一般的皮带秤有了大幅度的提高。以8单元阵列皮带秤^™为例，其在额定操作条件下的准确度优于0.1%，在模拟恶劣工况下的准确度优于0.2%^[2]，并已通过国际法制计量组织自动衡器分技术委员会(OIML TC9/SC2)的主席国(英国NMO)按R50新修订稿(R50_5CD:2012-09)的型式评价试验程序规定的0.2级指标。继阵列皮带秤^™成功走向市场之后，三埃公司又将物联网和远程专有系统技术运用到阵列秤上^[3]，构成ZLNET^™，使现场在用阵列皮带秤^™始终处于远程专家系统的关注之下，从而日常维修变得便捷、有效，缓解了售后服务不及时这一长期以来困扰皮带秤市场供需双方的难题。ZLNET^™为进一步提升阵列皮带秤^™的正常作业率起到了显著的作用。

1 ZLNET^™系统组成简介

ZLNET^™是用能实现串口数据与IP数据相互转换的无线数据传输单元(Data Transfer Unit简称DTU)，通过Internet网络将用户现场的阵列皮带秤与南京三埃公司总部的信息处理中心联系起来。信息处理中心配有专用服务器，服务器安装了皮带秤系统软件，可自动远程采集、记录、比较皮带秤的数据，进行运行状态分析，实现故障诊断和维修警示。配有相应DTU的技术人员可在已通网的任何地点进入ZLNET^™ (参见下图)。

 ZLNET系统组成示意图

DTU为无线模块化器件，采取GPRS通用分组无线服务移动通信技术，只需通过公用计算机网络接入总部数据处理中心，几乎不必对原有阵列皮带秤进行改动，就能建立ZLNET^™数据通道，安装和使用方便、简单。登陆ZLNET^™需要已装了相关应用软件的专用USB密匙，未经授权者无法进入。

2 ZLNET^™的基本功能

ZLNET^™的基本功能是：

⑴ 数据实时记录和传输

ZLNET^™对所有已入网的在用阵列皮带秤^™的数百种工作和状态参数定时读取，把这些数据传输到信息处理中心，存储在专用服务器上，并记录这些数据产生的时间。读取数据的过程在皮带秤工作状态下同步进行，无需人工介入、也不影响皮带秤的正常工作。所记录的数据主要有：

·调试中设置或默认的仪表参数，调零、标定、参数变动等“日志”；

·使用中产生的各种计量信息，如：运行时间、带速、瞬时载荷、流量、累计量等和“操作日志”；

·使用现场的环境信息，如：称重传感器周围气温；

·各种自动执行的程序和人机对话的操作时间和内容；

·各种故障报警的项目、时间、数据及排除时间等内容。

⑵ 建档并供查询

对存储在ZLNET^™信息处理中心服务器上的每一台皮带秤运行信息建立档案，涵盖该台秤自联网伊始直至当前的全部内容。登陆ZLNET^™后，可按相应权限方便地调阅指定时间的工作状态信息，比较历史状态，以判别是否正常。

⑶ 诊断和报警

对于经远程诊断所发现的故障、作弊、操作失误等异常情况，能通过ZLNET^™网络及时发出报警和远程诊断信息，对用户提醒和帮助。

⑷ 提供异地登录入口

技术服务人员可在异地登录ZLNET^™网络，了解接入该网络指定皮带秤的工作状态，实现移动办公。

⑸ 丰富完善系统知识库

随着过程参数的不断积累，海量的历史数据可作为分析寻求皮带秤性能与状态变化对应关系的第一手资料，有望从中得出补偿其变化的修正数值范围，从而进一步提高皮带秤的耐久性。

3 ZLNET^™的主要用途

ZLNET^™有哪些主要用途？能为我们提供哪些服务？

⑴ 故障早期诊断与应急处置

皮带秤的一些常见故障，如：称重传感器或位移传感器损坏、激励电压漂移等，均可在通过远程专家系统及时发现、报警，提醒用户纠正，还可采取切除故障传感器、修正因故障产生的误差等应急措施，有效防止一般故障导致皮带秤不能继续正常工作。

⑵ 远程指导维修

当皮带秤出现故障时，系统可以通过物联网进行诊断并提出维修方案。此时，用户或维修人员只需按照维修方案进行处理，使一些不易诊断和排除的复杂故障，可以在系统指导下排除，保证了维修的准确和迅捷，同时对维修人员的技术水平要求也大大降低了。允许异地登录的功能又增强了服务的机动性和及时性。

皮带秤的日常维护和修理，长期以来一直是行业的老大难问题。随着皮带秤的使用量的扩展，技术服务成为皮带秤迅速发展的瓶颈。ZLNET^™的应用，对用户而言可以省下配备专业维修人员和储存备件的成本；对供应商而言，解决了高水平维修人员紧缺、不能时时保持及时提供服务的问题。

⑶ 防止误操作与作弊行为

系统软件中设有异常信息判别程序，并会对校零、标定、修改设置等操作内容和参数变动情况以日志的形式记录下来。如果发生操作失误或人为作弊，计量数据就会不正常。对照ZLNET^™的历史记录或调阅日志，对出现的异常的重量进行甄别、判断、记录并报警，还可以追溯查询，采取相应的补救措施。

⑷ 便于用户加强物流管理

采用物联网技术后，各台秤的计量数据实时传送，便于用户对物流数据的统计、控制与调度。

⑸ 监控安装调试质量

为保证阵列皮带秤™的使用性能，现场安装质量是三埃公司对安装调试人员的考核内容，而ZLNET^™的相应数据记录是对安装质量评价的客观依据。

系统能按称重传感器的输出信号跟载荷大小的关系自动计算出每个称重单元的承载系数和全部单元的平均承载系数，同时计算出相邻单元的承载系数偏差、全部单元承载系数的最大差值、任一称重单元承载系数和平均承载系数的偏差等。这些数据反映了各称重传感器的受力状况，也间接反映了各称重传感器的安装状态和各称重托辊的准直性。

系统还能自动记录连续校零时各称重单元零点数据间的相对变化值，据此可判断调试结束后的零点短期稳定性，在称重传感器本身性能稳定的前提下，该参数反映了皮带秤机械结构安装的稳固性。

此外，系统的“调试记录”还自动记录了调试时设置的各项参数。

用以上信息对安装人员的工作质量量化考核，在技术层面上保障了三埃公司的服务质量。

⑹ 可追溯的数据信息

在ZLNET^™的信息处理中心的专用服务器中，用户的每一台入网阵列皮带秤™都有详细的档案，记录了从安装开始到使用的所有数据信息以及产生这些信息的对应时刻，便于实现数据溯源，强化了制造商和用户双方的管理。

⑺ 计量数据的第三方监管

在贸易计量中，计量数据对供需双方是至关重要的。为体现公正，可由第三方进行监管，把ZLNET^™实时检测到的计量数据同时传送发布给双方。

4 对ZLNET^™一些误解的澄清

由于物联网与远程技术支持系统软件在皮带秤行业中的应用尚无其他先例，在客户和业界中对ZLNET^™还存在一些误解，这也是不足为怪的。

有人认为，使用了ZLNET^™会让竞争对手通过网络窥探到自家的生产信息，泄露商业机密。其实不然。首先，ZLNET^™被设计成任一阵列皮带秤^™用户只能通过自家的计算机网络查阅自家的秤，无法通过网络链接到其他用户。而三埃公司的技术人员要登陆数据处理中心的专用服务器时，必需具备仅有一定有效期限的专用USB密匙。三埃公司对于USB密匙的制作和发放、更换数量以及持有人员资格都有严格规定，并登记在册，未经授权者无法进入。其次，ZLNET^™对皮带秤所传送和称量的物料品种不予识别，不对用户各品种物料的累计输送量进行记录，即使知道了某台秤的输送量也无法统计出对应于某种产品的产量来。目前，绝大多数阵列皮带秤^™用户已经采用了ZLNET^™，尚无有哪家反映他们的商业机密外泄了。

还有人认为，用了ZLNET^™所用皮带秤的参数就会被制造商随意更改。其实，虽然ZLNET^™采用了物联网技术，能力远远大于一般的称重仪表，但是它仍然是有所不为的。ZLNET^™不与校秤用的控制衡器相联接，并不能自动记录试验物料的重量，不在标定现场就无法知道物料试验的实际误差究竟有多大，因此当皮带秤计量数据失准后的参数修正必需在现场进行，采用遥控操作方式盲目调整并不可取，ZLNET^™不予采纳此法，也就不存在校秤参数在未经核准情况下的随意变更。

5 结语

1）   ZLNET^™的应用使阵列皮带秤^™在其卓越的准确度、耐久性的基础上再得到及时保驾护航，两类手段的综合运用使皮带秤的正常作业率提高到前所未有的水平，取得了“1+1>2”的良好效果，因而深得众多用户的欢迎。截止目前，该系统已在百余家用户的数百台上获得应用。而随着用户数量的不断增长，将步入皮带秤运行信息的“大数据”时代，为皮带状态的变化进行数学建模打下基础，迎来越来越完善的ZLNET^™。

参考文献

[1] 盛伯湛：浅谈提高皮带秤正常作业率的两类手段 [J] 衡器2013（3）16～19

[2] 袁延强等：模拟恶劣工况下的物料试验—介绍一种皮带秤耐久性试验方法 [G] 称重科技（中国衡器协会：第九届称重技术研讨会论文集）106～110

[3] 袁延强：物联网技术与皮带秤远程系统 [J] 衡器2012（10）40～43