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地磅远程网络化计量控制系统的设计

时间:2018-01-11 13:49   来源:http://www.jrscale.com   访问量:

计量密集的工业场所需求一种新的管理模式,工业网络提供了一个良好的平台。通过工业网络将各类地磅无缝集成到新的多媒体上位机上,有效提高各类计量设备的现代管理手段,司磅人员大大减少,计量质量、计量效率 大大提高;网内所有设备可以计量质量实现实时可追溯,实现了多种计量技术与当今科技的同步。

目前国内计量密集型行业运行机制主要是靠单位 制度、现场摄像监控等实施的,车辆计量的一般流程 是:司机将车开到地磅上,下车至磅房刷卡、然后 计量,司磅员从摄像机的屏幕上观察车辆停放位置的 情况,如停在合适的范围内则计量(否则要求司机调 整车辆),司磅员通过电话通报调度室物流情况,运 行效率低,易造成计量瓶颈,造成司磅员数量多、劳 动强度大,还有可能造成内外勾结作弊现象。远程计 量控制系统基本解决了计量勾结作弊现象并提高了 整体计量效率。

该系统基于地磅称重技术、工业网络技术,以 终端控制柜为核心,具有功能齐全、技术先进、结构 合理、操作方便、运行稳定可靠的特点,计量点能高 效地完成读卡、自助计量、人机对话、根据情况计控 中心实时下达指令、现场自助打印磅单等;计量监控 中心可以实时监控每个点的运行情况,依据运行情况 合理调度计量资源;项目实施后节省了大量的人力资 源、使计量过程变得透明、计量流程可控、计量结果 实时备份存储、计量过程客观、杜绝了人为干预的现 象,经济效益、社会效益十分显著。

1.系统简介

1.1方案的实现和组成

网络化远程计量控制系统的配置:上位机、交换 机、专网、N个计量单元、网络计量控制软件。其中 计量单元由终端控制柜、电气控制柜、地磅(数 字、模拟均可)组成。方案见图1.

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(1)称重技术

地磅在这里指数字式和模拟式。

地磅具有高精度、高稳定性、高可靠性、抗 干扰能力强的特点,其传感器采用数字化误差补偿方 式和高精度集成化电子元件用专用软件实现传感器 的线性、零点、额定输出、温漂、蠕变等性能参数的 综合补偿,克服了采用模拟补偿的随机误差,消除了 人为因素补偿的影响,大大提高了传感器综合精度和 可靠性。

由于采用集成化的A/D转换电路、数字化信号 传输和数字滤波技术,传感器的信号传输距离大大提 高,可达到1200m,抗干扰能力显著增强具有自我 识别功能,便于故障诊断。由于数字传感器具有数字 自动采集预处理、存储和记忆功能,并具有唯一标 记,多只传感器并联后可分别检查每个传感器的状态,便于故障诊断。

地磅(指数字式和模拟式称重仪表具有 RS485接口,与计算机联网计算机实时采集地磅称重数据。

另外,网络化远程计量控制系统技术还可以应用 于汽车衡、皮带秤、轨道衡、煤塔秤等多类衡器,前 景十分广泛。

2远程计量控制

主要应用工业网络技术实现多台衡器的无人值 守,实现远程计量管理和控制。将各个地磅计量信 息组成专网,计控中心实时调度计量资源。

司机按照大屏幕提示上车、停车,刷卡,自动计 量或自助计量并打印磅单等称重信息只需要通过网 络将计量数据传输到主控制室进行存储。

3计量单元的配置

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1.2各项性能技术指标和参数

1使用方式:现场24h无人值守,实现人机对 话;主控制室实行三班工作制,24h全天工作。

2网络化:软件环境指标 数据库系统SQLSERVER

工作模式:CLIENT/SERVER (C/S)

操作系统WINDOWS 远程网络化范围:5km

3读卡使用范围:支持IC/磁卡/RF卡;实 时读取数据信息并上传至计控中心。

4电源:220V [ 1 + 10%) ~ (1 + 15%)],50 Hz

5计量单元功率lkW

6计量单元接地电阻:小于等于4Ω1Ω 字衡器

2.工作流程及特点

2.1计量控制系统 见图2.

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2. 2技术特点

(1)计量器件的选型:该产品使用具有特殊性, 产品在一年四季除定期维护、维修外不间断使 用,一天24h全天候处于工作状态因此在控制系统 中使用的元气件、部件均为进口或经过严格检测的优 质器件在本产品中为保证计量精度、重量转换放大 信号采用金钟公司高精度钢质称重传感器作为传感元 件,称重仪表采用XK3102XK3102S对信号处理转 换,金钟公司JXHS3优质接线盒作为中间环节,确保 了整机的计量性能稳定,抗干扰能力强信号传输稳 定可靠。

因用户货流量大、货物价值高,要求系统具有防作弊功能、监控功能,我们经过多次研究分析决定采 取对人员、车辆信息、车牌、货物、司机乘务人员等 用七套摄像监控,实现全方位、全天候、24h监控拍 照上传。

车辆商衡过程采用配有专用防雨罩数字变频智能 型红外栅栏进行监控,检测速度快,信号传输可靠, 出现异常情况随时报警。

为保证司机或用户能够在雨天、夜晚准确无误操 ,在终端控制柜的外侧配置了防雨罩并且防雨罩 内侧安装了定时控制照明。

控制系统采用基于计算机板卡I/O控制技术,其 计量精度达到国标要求,并有监控和防作弊多方位技 术,为称重信息的安全性、准确性提供了保障,实现 质量保证、质量追溯以及质量持续改进;同时也节省 了人力资源成本。

2终端控制柜设计:根据实际需求用户要求 利用原来计量磅房,因此设计为穿墙式;因一年四季 常年工作,用户要求在一定温度范围内正常使用,所以 工业计量2011年增刊2 将终端控制柜设计为恒温式所以柜体设计为正压式.

(3)实现网络化:软件环境指标 数据库系统SQLSERVER 工作模式 CLIENT/SERVER (C/S)

操作系统WINDOWS 远程范围5km 硬件部分采用工业交换机和工业用网线。

为了使应用系统具有更好的稳定性、高效性使 应用程序具有更好的可重复使用性、可扩展性、跨平 台和可维护性同时使系统调用、系统处理具有统一 的流程本系统主体采用成熟的J2EE技术来架构整 个应用。 Server 端采用J2EE技术,并采用MVC (Model/View/Controller)设计模式 “Model” 代表的 是应用的业务逻辑 “View”是应用的表示面,也就 是客户所见到的‘‘画面“Controller ”是提供应用 的处理过程控制,通过这种设计模型把应用逻辑、 处理过程和显示逻辑分成不同的组件实现这些组 件可以进行交互和重用。Client端采用.NET作为界 面开发平台,为客户提供界面交互; Client  Server 的通信采用基于HTTP协议的XML数据格式传输。 数据库采用Oracle数据库与数据库交互采用JDBC 连接。本系统将采用消息中间件技术,系统与其它 应用系统ERPMES)的数据交换主要通过消息 中间件的转发/订阅功能实现。系统与系统间的数据 交换,要求采用标准的XML格式。前端采集计算机 通过TCP /IP协议与网络远端监控计算机采用Soket 方式进行通信。软件系统见图3.

①终端计量系统功能:

自动检测汽车上下衡情况;

汽车上衡后自动识别卡片类别,判定计量类型; 车辆上衡后设置红绿灯状态;

自动检测车辆停靠位置是否符合称量范围否则 给予语音提示;

待汽车停稳,开始自动计量或自助计量;

卡内验配信息未通过时,自动转远程计量;

自动判断毛重皮重信息,自动计算货物净重;

计量完成,自动退卡并提示司机下衡。

地磅远程计量系统功能:

自动进入排队,等待任务;

有任务自动读取、自动分配任务;

获取终端计量信息,自动显示;

触摸屏与仪表数据同步显示;

语音提示;

计量方式的显示;

远程和终端计量数据同步显示;

计量完成退卡、打印。

③系统防作弊设计

a远程集中计量:便于计操作员间互相监督, 通过声音进行交流避免与司机直接接触,防止内外 作弊。

(b)现场视频监控:所有衡器视频通过网络传 输、计量员在计量监控中心集中监控,通过视频直接 观看现场计量状况。保卫部及相关领导可通过网络直 接对现场进行视频监控和录像。

(c)计量过程监控:车辆上秤,系统自动启动录 像,车辆下秤,系统自动停止录像。计量过程中,对车 辆前后、车牌、申请单据、插卡人进行拍照,以便验证。

(d)历史皮重比较:计量皮重,系统自动与历史 皮重的平均值或初始注册皮重值进行比较超差进行 远程报警。

(e)波形智能判断:车辆计量过程中,系统自动 进行重量波形分析,判断重量变化是否正常,如出现 异常进行远程报警,通过检测判断存在遥控作弊器还 是衡器本身故障。

网络化远程计量控制系统网络化主要实现汽车衡 重量上传、视频音频信号的传输、读卡器读卡的信息 采集、计量项目分类以及重量数据的存储传输等。

2.3关键技术介绍 ( 1) 数字变频技术 主动红外与超声波栅栏探测器:

①主动红外与超声波栅栏探测器可选810 束,能够达到10m以上对射距离。

②主动红外与超声波栅栏探测器采用数码八段 变频,无需同步线连接;采用同轴非球面精密光学透 镜,增强了稳定性并且使误报率大大降低。

③采用数字变频主动红外和超声波反射技术, 复合判断车辆商衡情况,性能稳定可靠。

④人性化的设计可随意旋转发射、接收器的角 度,完善的防拆、防剪断、防异物等功能使用户满 意放心。

⑤抗强光达50000LUX,完全避免光线干扰,采 用位移二极管彻底解决邻频干扰的烦恼。

⑥数字模糊人工智能识别:采用人工智能模糊 判断,误报率降至最低。

⑦智能功率发射:能够自动的感知周围环境的 变化,根据环境状况来自动调整对射的发射功率 大延长了发射管的使用寿命也降低电能。

⑧绿色环保:带有可控的功能显示安装调试 完毕后可关闭显示,大大节约电能。

(2)终端控制柜设计

终端控制柜设计明显不同于普通控制柜的设计, 正面部分在室外,背面部分装在室内,主要部件装配 如下:

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触摸屏:是网络化远程计量控制系统主要实现人 机对话界面。

读卡器:支持IC/磁卡/RF卡的读/写,可单 独使用也可组合使用前后进卡/退卡,兼容多种 通讯协议,提供WINDOWS演示程序、动态库等,提 供订制服务。读卡方式为电动吞吐式,保证卡的信息 读出,读完信息后吐出,是系统启动计量运行的 标志。

申请计量单窗口:是司乘人员的计量申请凭证 在终端控制柜的右下侧,当司乘人员将申请单正面放 入后,终端控制柜中自动拍照并将信息上传至计控中 心并储存,同时在工作站也进行储存。

申请计量单存入处窗口:上有手动开启的密封 门,司机或用户打开门将上传后的申请计量单放入, 密封门自然关闭。

打印机窗口:内部并排安装放置条码标签打印 机,打印输出口面向用户;打印好后用户可以随时取 走签磅单。

音频信号:完成现场司机音频信号的上传、计控 管理中心的指令下达和信息传递。

摄像监控部分:完成司机操作和单据监控等 信息。

3.结束语

该系统包括衡称重技术、工业网络技术以终端 控制柜为核心替代原始的磅房以及司磅员人员节省 3/4,整体计量效率大大提高,计量过程变得透明、 可信、可追溯、计量资源可以有效的利用;山东某钢 厂用户投入三年以来运行良好。