分析大型儀器設備運行狀態監控系統設計

王鑫波，董海明，胡 潔天津英利新能源有限公司

分析大型儀器設備運行狀態監控系統設計

王鑫波，董海明，胡 潔
天津英利新能源有限公司

目前我國許多行業對大型儀器設備的使用效率相對低下，購置也較為頻繁，面對這一狀況，提出了相應的運行狀態監控系統，該系統通過工作電流、SD卡以及以太網等將數據傳輸到中心，再利用WED對儀器的使用情況進行分析與查詢，目前該系統在上海、浙江等地進行使用，取得了良好效果。

大型儀器；運行狀態；監控系統

我國目前對科研工作越來越重視，對大型儀器設備的投入也在逐年提高，各個行業均對大型儀器設備進行了配置，品質也與以往有了很大的提高，但是當前總體而言對大型儀器設備的使用率較低，共享能力與有所不足，對大型儀器設備運行監控系統的設計與分析應該成為目前工作的中心內容，通過對大型儀器設備進行實時、有效的監控，并對這一系統進行分析，讓大型儀器設備的工作效率得到提高。

一、大型儀器設備運行狀態監控系統現狀

我國許多行業對大型儀器設備的使用記錄仍舊采取紙質記錄的方式，這樣的方式實效性差，隨意性強，管理與查詢有很大的不便，只有少部分大型儀器設備自身帶有裝置進行記錄，但是其中沒有連接網絡的接口，資料無法進行上傳，部分行業利用人工手段將其錄入計算機，再進行檢測以及分析，這樣雖然對使用信息實現了信息化管理，但是主觀性較強，并且缺乏實時監測。在近幾年，我國對儀器設備使用的自動獲取進行了研究，一些學者利用軟件對設備接口的數據進行攔截與分析，這樣實現了對大型儀器設備的自動監控，但是許多設備是不存在接口信號的，也無法與計算機進行連接，因此這一方法只適用于一部分儀器設備，部分專家對儀器設備的電壓、電流進行檢測，也能夠對儀器設備進行監控，但是這種方法手段過于單一，不能對數據進行及時的采集與有效的分析。

二、大型儀器設備運行狀態監控系統設計

大型儀器設備運行狀態監控系統由中心數據交換模塊、儀器設備狀態采集盒以及查詢分析等部分構成，中心數據交換模塊用于對儀器設備狀態數據進行接收并對采集盒進行控制；儀器設備狀態采集盒對儀器設備的使用狀態進行檢測，并將數據上傳到服務器上，服務器應裝有中心數據交換模塊；查詢分析系統負責對儀器設備的狀態信息予以顯示，并且提供統計、查詢以及分析功能，讓管理者可以對每一臺儀器設備的使用情況一目了然。

系統的整個構造十分靈活多變，使用分布式模塊進行設計，并且擁有多種數據傳輸方式，例如SD卡手動傳輸、以太網傳輸以及GPRS傳輸等，在現場情況較為復雜的情況下可以快速得將數據傳輸到服務器之中，采集盒具有數據緩存的功能，可以對數據進行儲存，在網絡出現故障時對網絡進行儲存，不會讓數據流失，待到網絡恢復連接后再進行傳輸。數據交換模式被部署在應用服務器上，其中包含了端口選擇技術，允許千余采集盒同時進行數據傳輸與控制，這一技術采用智能技術，并不需要人工進行干預；查詢分析系統使用的是以WED作為基礎的B-S系統，由于WED自身的特性，用戶只要在可以聯網的情況下就可以對數據進行實時查詢與分析。

三、大型儀器設備運行狀體檢測系統工作原理

（一）檢測數據交換模塊

在服務器上運行的數據交換模塊負責和狀態采集盒進行通訊，對采集盒采集到的設備狀態進行接收，并且根據用戶自身的設置將數據向中心服務器進行轉發或者直接儲存到本地服務器中，數據交換模塊使用的是VC++2005，符合選擇端口的使用，使用服務器資源較少，性能較高，能夠允許1000臺以上的采集盒在同一時間內進行數據傳輸。數據交換模塊自身可以對設備采集盒的采集頻率、狀態以及時間等進行控制，支持斷點續傳、SD卡傳輸，對用戶的使用給予了極大的方便。

（二）儀器設備狀態監測原理

為了能夠較為準確地對各種儀器的使用狀態進行檢測，并且與常用儀器進行兼容，系統將以各類儀器的使用電量作為檢測的基礎，將儀器設備的工作電流引入互感線圈，對電壓、電流強度等數據進行檢測，再進行數模轉換，待到電流量化為數字信號后，將進入單片機進行傳輸，對電流值的大小進行分析，分別對儀器處于關機、開機以及待機時的狀態進行檢測，將儀器設備的使用記錄進行儲存或者通過以太網以及GPRS向中心服務接口進行傳輸。這種測量方式不會儀器設備本身進行植入或干預，可實施性強，安全系數較高，通用性較強，檢測精度較高。

（三）儀器設備狀態的實時顯現

平臺以WED作為基礎進行架構，但是將儀器運行狀態在WED中進行顯現較為困難，需要經常對頁面進行刷新，為數據的顯現以及用戶的使用帶來了許多不良影響，面對這一問題，對儀器設備處于運行狀態時的實時顯現采用AJAX技術，這一技術是多種技術的結合體，它由CSS與XHTML進行呈現，利用DOM對動態的現實與交互進行實現，利用XSTL與XML對數據進行交換與管理，利用XMLHttp Request對異常數據進行讀取，利用JavaScript對數據進行處理與綁定，對WED交互性差缺點進行了克服，用戶可以通過網頁直接對實時信息進行過獲取。

（四）儀器設備狀態統計分析模塊

該系統的數據統計功能極為強大，可以對儀器設備進行管委會、單位、分類和單臺設備這四個層面進行管理與統計，統計結果可以制作成圖表。設備儀器類別使用狀態比較分析統計、各單位使用情況統計、可以對時間段進行選擇、可以對統計圖表進行選擇是統計模塊具有的功能，也是它能夠提供給用戶的有效的服務。

綜上所述，近年來，大型儀器在各行各業中發揮的作用越來越重要，但是當前總體而言對大型儀器設備的使用與管理方面還存在一些問題，比如使用率較低，共享能力與有所不足等，值得引起我們足夠的重視。這需要廣大相關工作者尤其是技術人員加大對大型儀器設備的管理力度，通過對大型儀器設備進行實時、有效的監控，使大型儀器設備更好地為我們服務。

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