水泥企业地磅无人值守远程计量系统的应用

近年来，随着电子技术的不断发展，信息技术的浪潮正在冲击和改变着人们传统的思维方式、工作方式及当今社会的各个领域。
滕州中联水泥有限公司位于山东省滕州市，现有 5 000t/d熟料生产线1条，2012年8月投产,设计年产优质熟料155万t、水泥240万t。滕州中联水泥有限公司原地磅系统共计3台地磅,使用时，因运输原材料及水泥、熟料的车辆过往频繁，每次都需停车、记录车号、称重、开票、装卸料后称重、打印单据等程序，整个过程中开票员手工开票，司磅员每次都要将计量数值手工记录与输入金蝶K3 系统。存在工作量大，耗时较长、用员较多等问题。滕州中联水泥有限公司借鉴其他公司地磅无人值守系统的成功经验，于2014年10月技改建立完成了公司地磅无人值守远程计量系统，系统涉及到整个企业的产、供、销各个环节,全部3台地磅的工作均集中在一个远控中心完成。
下文我们将对滕州中联地磅无人值守远程计量系统的实施及应用效果做一个简单的介绍。
1无人值守计量系统综述
远程无人值守自动称重计量系统，是将现代IT技术 (信息科技）融入计量管理中，根据公司实际需求，贯穿采购、生产、销售全过程，及时、准确、完整、可靠实现了公司物流、生产过程中计量数据的自动收集、加工和处理，实现了现场衡器的无人值守和远程的集中监控，可提高计量效率，加强上级部门对计量数据的远程网络监管。是集微波射频车号自动识别系统、自动语音指挥系统、称重图像即时抓拍系、红绿灯控制系统、红外防作弊系统、远程监管系统于一身的智能称重系统见图1。

远程无人值守自动称重计量系统可实现汽车衡在无人干预的情况下迅速、准确、安全、稳定、可靠的完成整个称重的流程，最大限度的降低人工操作所带来的弊端和工作强度，提高了系统的信息化、自动化程度，提高计量业务的整体作业效率，单车自助计量处理时间<25s ；对计量业务、设备状态、视频等集中监控，对异常实时报警，此系统配置视频监控、红外对射防作弊功能对车辆进行有效的监管，业务逻辑控制严密、设置灵活，各种业务实现闭环管理，每车业务从开始到结束要完成所有的操作步骤，否则无法完成本车计量。
2.系统设计方案
2.1统整体设备配置
滕州中联矿山1台石灰石称重地磅为双向单磅，配备 2套红外检测限位器、4根防撞警示柱、1台自动识别射频卡阅读器（因运输矿车固定，司机可长期持卡，射频读卡，不用人工刷卡）、2根阅读器天线、2台信号灯、2套自动照明设施以及2台摄像机、1台计量终端主机。
原材料进厂及熟料水泥出厂各1台地磅配置发卡终端、读卡器、配备2套红外检测限位器、4根防撞警示柱、
2台信号灯、3套自动照明设施以及3台摄像机（分别拍摄车头、车尾、及车厢物料）及计量终端主机。
2.2计量监管中心子系统
计量中心是整个系统的核心部分，由服务器、计量终端等几部分构成。设置1台服务器。服务器设置在现有的服务器机房中，能够保证很好的工作环境，从而保证系统运行的稳定性和可靠性见图2。

2.3汽车衡终端系统
采用工业级控制主机，具有低功耗、高可靠性、高稳定性的特点，同时采用嵌入式操作系统，多任务、多线程，保证系统的强实时性。
工业交换机，光网络接口，高速稳定的进行数据交换，同时可以对端口、IP地址、速率等进行控制，配置网络到最优化状态。
智能照明控制功能，通过内部集成的定时器和控制器，按照时间和照度进行照明控制，同时通过输出也可实时控制照明系统的开关设置。
智能化的仪表状态和传感器实时监测、控制功能，通过远程系统监测计量仪表的工作状态，各个传感器的数值和状态，可进行远程清零和仪表控制。
交通指挥控制功能，通过控制单元控制红绿灯，通过红绿灯进行车辆通行指示。
强大的数控功能，具有数据采集功能，可以采集开关量、模拟量，亦可以输出开关量、模拟量的控制，达到设备的实时监视与管理。
2.4语音提示系统
汽车衡外设计有语音提示系统，语音提示系统分为两部分。
—种为自动计量时全程语音提示，通过控制主机、定压功放、室外防雨音柱实现。系统根据计量过程中计量动作和各外设检测结果自动进行提示，如"请停止车辆，开始计量”"请调整车位"等语音信息。
另一种语音安装在终端机机内，通过机箱喇叭、高清拾音器来实现，功能为特殊计量状态下现场司机与监磅人员远程通话对讲。
2.5防作弊系统
每台汽车衡配置2对红外对射装置，判断车辆是否完全上秤，防止车辆压边作弊。
计量时抓拍车辆的前、后图像，二次计量时系统自动调出一次抓拍的图片，进行比对。
设置车辆的皮重超差范围，超过设置值系统自动报警。
2.6监控系统
每台汽车衡设置3台摄像机，监控车头、车尾、车厢物料，设置1台人像摄像机（终端机),抓拍人像。
视频图像在无人值守终端进行视频存储，同时将模拟信号转成数字信号上传到计量监管中心。
汽车衡配置照明灯,实现夜间自动启动的灯光补偿。
2.7无人值守软件系统
计量模式管理：自动计量和远程计量运行及切换。
基础信息管理功能：管理员可以添加衡器包括衡器名称、吨位、类型、长度、精度、厂家、型号、区域、IP地址、硬盘录像机IP地址、登陆名等信息；对客户进行基本信息维护包括公司名称、地址、联系人、公司代码、公司简码、信用等级等。
权限管理功能：计量业务权限管理、报表査询权限管理、异常处理权限管理、系统管理权限管理。
操作曰志记录功能：计量点的系统操作曰志和服务器端的操作曰志管理。
车辆信息管理功能：车牌号、单位、皮重、信用等级、业务类型等。
报表管理功能：可以生成各种功能报表，并可以进行自定义条件査询。
3.滕州中联无人值守控制流程
⑴车辆上秤之前，地磅、仪表无问题，两端信号灯为绿色指示车辆可以上磅计量。
⑵车辆匀速上磅，系统判断车辆重量信息、红外光栅自动感应车辆位置无问题，语音系统自动播报提示计量开始同时现场影像及声音传输至远程监管电脑，两端信号灯为红色，不允许其他车辆上磅。
⑶系统防作弊判断，抓拍图像，整个计量过程中信号灯为红色，提醒司机计量进行中。
⑷仪表数据稳定，保存计量数据，语音提示计量完成，红绿灯变为绿色，车辆完成计量可以下磅。
进厂出厂称重完成后自动打印过磅单据。
管理部门也可以通过局域网实时査询某天、某一时间段的，甚至某辆车的称重数据以及相关现场称重图片；管理部门也可通过另设硬盘录像机，调阅最近一段时间所有的地磅称重动态图象。
4.安装调试中出现问题的解决办法及需要注意的事项
⑴矿山地磅RFID读卡器读不到车辆信息。经检查分析，问题主要有以下几方面原因导致：磁卡放置在车辆的位置错误，正确的放置位置应在车前挡左上方对应读卡器；车内有干扰源比如磁铁、收音机等导致至读卡器读不到卡；车辆上地磅速度过快，应控制车速至20km/h ;串口通讯频繁故障，需改网口通讯才能正常。
⑵在运行过程中出现了矿山地磅读卡终端机遭雷击损坏的状况。原因是矿山地磅地处山坡，地势较高，易遭雷电袭击。我们在矿山地磅两侧建了2根15m, 高于地磅及值班室的避雷针，并确保接地电阻值小于 40后解决问题。
⑶服务器数据重复上传公司OA财务系统。此故障为软件数据库对接过程中程序故障，修改程序后解决；工作人员打开了2个上传OA数据库软件,修改上传软件程序限制只能打开一个后解决。
⑷计量中心远程监管系统出现网络冲突。公司网络管理员分配固定IP地址给各磅房计量终端机后解决问题。
(5)过磅报表出现异常数据及红绿灯指示混乱情况。报表中出现1 000t等异常计量数据，红绿灯指示车辆上下地磅时混乱，此情况为系统传输串口损坏，更换控制电脑串口扩展卡后正常
(6)断网后数据不能上传公司金蝶系统。此问题为程序设计不到位，更改程序为断网后数据保存至计量中心服务器，等网络恢复后可选择断网时间段的数据执行上传。
(7)因各公司基本都有各自不同的办公OA网系统、财务金蝶或其他财务处理系统，在规划建立远程无人值守自动称重计量系统时，应先做好三家系统通讯及数据
图3无人值守地磅远景图库的对接融合工作，避免出现三方不能兼容的问题。
(8)监控录像存储配置应根据各公司实际情况，尽量配置较大容量的硬盘，存储日期至少1个月以上，方便监管翻。
避免出现因存储硬盘容量较小，造成以往监控内容被自动覆盖，留存日期较少，失去了动态图像的长期留存价值的情况。
5.使用效果
地磅无人值守计量系统的建立，一方面实现了计量信息的专业化管理；另一方面也为滕州中联信息化建设的优化升级提供有力数据支持。该技改项目实施后，实现了滕州中联的供货及销售业务的计量自动化、集中化，防止计量舞弊，提高了工作效率，降低了人员成本，提高了公司信息化水平。所有计量数据可通过服务器上传到我公司OA系统，公司管理部门可以通过OA系统中的汇总报表了解当前的生产及物流状况；对于财务结算部门，则可以拿到清晰又准确的结算报表。无人值守地磅远景见图3。