分析大型仪器设备运行状态监控系统设计

王鑫波，董海明，胡 洁天津英利新能源有限公司

分析大型仪器设备运行状态监控系统设计

王鑫波，董海明，胡 洁
天津英利新能源有限公司

目前我国许多行业对大型仪器设备的使用效率相对低下，购置也较为频繁，面对这一状况，提出了相应的运行状态监控系统，该系统通过工作电流、SD卡以及以太网等将数据传输到中心，再利用WED对仪器的使用情况进行分析与查询，目前该系统在上海、浙江等地进行使用，取得了良好效果。

大型仪器；运行状态；监控系统

我国目前对科研工作越来越重视，对大型仪器设备的投入也在逐年提高，各个行业均对大型仪器设备进行了配置，品质也与以往有了很大的提高，但是当前总体而言对大型仪器设备的使用率较低，共享能力与有所不足，对大型仪器设备运行监控系统的设计与分析应该成为目前工作的中心内容，通过对大型仪器设备进行实时、有效的监控，并对这一系统进行分析，让大型仪器设备的工作效率得到提高。

一、大型仪器设备运行状态监控系统现状

我国许多行业对大型仪器设备的使用记录仍旧采取纸质记录的方式，这样的方式实效性差，随意性强，管理与查询有很大的不便，只有少部分大型仪器设备自身带有装置进行记录，但是其中没有连接网络的接口，资料无法进行上传，部分行业利用人工手段将其录入计算机，再进行检测以及分析，这样虽然对使用信息实现了信息化管理，但是主观性较强，并且缺乏实时监测。在近几年，我国对仪器设备使用的自动获取进行了研究，一些学者利用软件对设备接口的数据进行拦截与分析，这样实现了对大型仪器设备的自动监控，但是许多设备是不存在接口信号的，也无法与计算机进行连接，因此这一方法只适用于一部分仪器设备，部分专家对仪器设备的电压、电流进行检测，也能够对仪器设备进行监控，但是这种方法手段过于单一，不能对数据进行及时的采集与有效的分析。

二、大型仪器设备运行状态监控系统设计

大型仪器设备运行状态监控系统由中心数据交换模块、仪器设备状态采集盒以及查询分析等部分构成，中心数据交换模块用于对仪器设备状态数据进行接收并对采集盒进行控制；仪器设备状态采集盒对仪器设备的使用状态进行检测，并将数据上传到服务器上，服务器应装有中心数据交换模块；查询分析系统负责对仪器设备的状态信息予以显示，并且提供统计、查询以及分析功能，让管理者可以对每一台仪器设备的使用情况一目了然。

系统的整个构造十分灵活多变，使用分布式模块进行设计，并且拥有多种数据传输方式，例如SD卡手动传输、以太网传输以及GPRS传输等，在现场情况较为复杂的情况下可以快速得将数据传输到服务器之中，采集盒具有数据缓存的功能，可以对数据进行储存，在网络出现故障时对网络进行储存，不会让数据流失，待到网络恢复连接后再进行传输。数据交换模式被部署在应用服务器上，其中包含了端口选择技术，允许千余采集盒同时进行数据传输与控制，这一技术采用智能技术，并不需要人工进行干预；查询分析系统使用的是以WED作为基础的B-S系统，由于WED自身的特性，用户只要在可以联网的情况下就可以对数据进行实时查询与分析。

三、大型仪器设备运行状体检测系统工作原理

（一）检测数据交换模块

在服务器上运行的数据交换模块负责和状态采集盒进行通讯，对采集盒采集到的设备状态进行接收，并且根据用户自身的设置将数据向中心服务器进行转发或者直接储存到本地服务器中，数据交换模块使用的是VC++2005，符合选择端口的使用，使用服务器资源较少，性能较高，能够允许1000台以上的采集盒在同一时间内进行数据传输。数据交换模块自身可以对设备采集盒的采集频率、状态以及时间等进行控制，支持断点续传、SD卡传输，对用户的使用给予了极大的方便。

（二）仪器设备状态监测原理

为了能够较为准确地对各种仪器的使用状态进行检测，并且与常用仪器进行兼容，系统将以各类仪器的使用电量作为检测的基础，将仪器设备的工作电流引入互感线圈，对电压、电流强度等数据进行检测，再进行数模转换，待到电流量化为数字信号后，将进入单片机进行传输，对电流值的大小进行分析，分别对仪器处于关机、开机以及待机时的状态进行检测，将仪器设备的使用记录进行储存或者通过以太网以及GPRS向中心服务接口进行传输。这种测量方式不会仪器设备本身进行植入或干预，可实施性强，安全系数较高，通用性较强，检测精度较高。

（三）仪器设备状态的实时显现

平台以WED作为基础进行架构，但是将仪器运行状态在WED中进行显现较为困难，需要经常对页面进行刷新，为数据的显现以及用户的使用带来了许多不良影响，面对这一问题，对仪器设备处于运行状态时的实时显现采用AJAX技术，这一技术是多种技术的结合体，它由CSS与XHTML进行呈现，利用DOM对动态的现实与交互进行实现，利用XSTL与XML对数据进行交换与管理，利用XMLHttp Request对异常数据进行读取，利用JavaScript对数据进行处理与绑定，对WED交互性差缺点进行了克服，用户可以通过网页直接对实时信息进行过获取。

（四）仪器设备状态统计分析模块

该系统的数据统计功能极为强大，可以对仪器设备进行管委会、单位、分类和单台设备这四个层面进行管理与统计，统计结果可以制作成图表。设备仪器类别使用状态比较分析统计、各单位使用情况统计、可以对时间段进行选择、可以对统计图表进行选择是统计模块具有的功能，也是它能够提供给用户的有效的服务。

综上所述，近年来，大型仪器在各行各业中发挥的作用越来越重要，但是当前总体而言对大型仪器设备的使用与管理方面还存在一些问题，比如使用率较低，共享能力与有所不足等，值得引起我们足够的重视。这需要广大相关工作者尤其是技术人员加大对大型仪器设备的管理力度，通过对大型仪器设备进行实时、有效的监控，使大型仪器设备更好地为我们服务。

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