濟鋼無人值守智能取樣機的應用

賀 霖

（濟鋼集團有限公司，山東 濟南 250132）

濟鋼無人值守智能取樣機的應用

賀 霖

（濟鋼集團有限公司，山東 濟南 250132）

介紹了濟鋼無人值守智能取樣機在實現遠程無人值守、車輛自動定位、車號自動識別、隨機選點、自動取樣、自動封包和自動樣品加密的全流程無人干預取樣模式及技術特點。

無人值守；自動取樣；遠程監控；圖像技術

隨著濟鋼建設提速，原料物流結算速度加快，結算中對計量和質量數據需求增強，大宗原燃料質量異議不斷加大。而目前濟鋼原料檢驗系統取樣方式為人工本地操作，抽檢樣品的代表性較低。由于質量和計量信息的不對稱，導致數據傳遞滯后，因而急需提高原料管理水平，實現無人為因素的取樣檢驗方式和質計量一體化。

一、濟鋼取樣機項目改造的指導思想與目標

1.指導思想

杜絕人為因素，全自動智能取樣封包，樣品加密。

2.目標

3臺取樣機經過改造和升級后，實現遠程無人值守、車輛自動定位、車號自動識別、隨機選點(汽車隨機定點隨機深度，取樣量與車載重量匹配)、自動取樣、自動封包、自動樣品加密的全流程無人干預取樣模式，使取樣完全在一種科學規范的流程內實施。

3.技術特點

技術含量高(融合遠程檢測技術、圖像定位技術、音視頻處理技術、流媒體技術，βPLC遠程控制技術等)，系統使用方便，數據管理嚴謹，樣品隨機性高。

二、智能取樣機核心功能

1.智能取樣機特有功能的系統結構（圖1）

本系統從邏輯上分3層：應用層、接口層、設備和數據庫層。應用層主要為用戶提供高層次的應用功能；接口層主要為應用層提供硬件設備操作、數據庫交互功能；設備和數據庫層包含數據庫和一些硬件設備；外圍系統是ERP系統，本系統通過接口層的中轉服務，直接與外圍系統進行數據交互。

2.智能取樣機業務的整個流程

(1)遠程智能集中計量業務流程（圖2）

(2)遠程集中計量系統監控中心設計

汽車入廠時，工作人員驗收票據，錄入車輛、物料、供應商等信息，自動生成隨機號并寫入射頻卡。隨機編號和車輛、物料、供應商等信息自動保存在數據庫服務器。該卡片交給司機進行后續的采樣、過磅等流程。

(3) 汽車智能采樣流程

①車輛駛入采樣區，系統啟動讀卡器讀卡，自動從系統數據庫獲 取對應的車輛、物料信息。

②采樣機自動定位車廂位置，自動生成隨機采樣點，自動完成采樣、破碎、縮分等過程。采樣點等信息自動保存到數據庫服務器。

圖1

③采樣完畢，系統自動控制打包機進行樣品包裝、

生成樣品編號、寫卡等過程。樣品編號等信息自動保存到數據庫服務器。

④采樣后，車輛駛入汽車衡稱重，系統在感知有車輛進入后，啟動讀卡器讀卡。過重后，自動將計量數據保存到數據庫服務器。

⑤卸貨后，車輛駛入汽車衡回皮，系統在感知有車輛進入后，啟動讀卡器讀卡。過重后，自動將計量數據保存到數據庫服務器。

⑥回皮后，出廠前交回射頻卡，刷卡并打印磅單。

(4)火車智能取樣機業務流程

火車智能取樣機業務流程見圖3。

(5)紅外線邊緣識別和圖像技術智能控制策略

圖像識別：圖像識別的方法基本上分為統計方法和結構分析兩類。前者是以數學決策理論為基礎，建立統計學的識別模型，指紋、掌形的識別多采用這種方法，其特點是穩定、但很少利用圖像本身的結構關系；后者則主要是分析圖像的結構，它充分發揮了圖像的特點，但容易受圖像生成過程中噪聲干擾的影響。

本系統采用結構識別的方法，集中在圖像輪廓曲度最大或輪廓方向突變處進行識別，即集中在圖像主要特征上的邊緣進行識別，這些地方的信息量最大。是依次從一個特征轉到另一個特征上臨界點，在圖像邊緣識別過程中，排除輸入的多余信息，抽出關鍵的信息。

高質量圖像輸入系統是通過設置在采樣車頂棚的紅外廣角攝像機實現的，可在各種環境條件下能采集到足夠分辨率、適當方位和灰度變化的圖像。

(6)無人干預的自動包裝技術

全自動包裝機設計具有自動供袋、上袋、灌裝、折邊、封口和送包等功能。控制部分采用PLC及觸摸屏，可與采樣機的主控系統連接通信。通過視頻監控，杜絕人員進入，保證樣品的保密性。

(7)軟件設計

本系統服務器采用的操作系統終端采用Windows xp操作系統。編程選用通用編程軟件VC、Excel、APS.NET，以便于維護升級。系統采用模塊化、層次化體系結構，新功能的引入不影響原有的功能模塊，具有良好的可擴展性。同時，系統的容量可隨硬件的擴容和軟件的升級達到更高的要求，具有良好的可擴展性，易于升級。 提供API 以實現與外圍系統的交互。

系統通過唯一識別碼將供應商信息寫入質計量一體化的后臺數據庫中，并屏蔽相關供應商信息，杜絕了在送樣、制樣、理化分析過程中作弊的可能性。公司各生

產廠和相關原料進貨結算部門，通過質計量一體化信息，進行工藝調整和原燃料結算。

圖2

圖3

三、取得效益

1.社會效益

項目投運后，建立了濟鋼原料檢驗中心，集中所有的濟鋼原料取樣點，采取現場無人值守，遠程集中智能自動取樣，集中化驗。減少了對大宗原燃料的質量異議，客觀、公正地反應原料供貨信息，為有效建立長期的原料供應鏈，提供了科學的技術保障。為濟鋼生產經營的日常工作提供了方便、快捷、安全的信息數據處理手段。降低了職工的勞動強度，讓濟鋼的計量、原料檢驗透明化、集中化、遠程化、智能化和廉潔化。為企業信息化的后續工作打下了可靠的技術基礎。

2.經濟效益

遠程集中隨機取樣后，避免了原來人工現場取樣的作弊行為，以濟鋼每年大約1 500萬t煤計算，實施遠程集中隨機取樣后，每噸按平均避免損失0.5個品位，每個品位平均按10元計算，本系統按50%貢獻率算，則1年可以創造經濟效益約3 700萬元。

TP274

B

1671-0711（2014）03-0052-03

2014-01-09)