衡器自動稱重系統

趙 興

（吉林建龍鋼鐵有限責任公司自控處，吉林吉林 132104）

1 系統概述

在吉林建龍鋼鐵有限責任公司（以下簡稱吉鋼）300萬t鋼鐵生產規模產能下，日常的廠內物料倒運、原料采購進廠、產品銷售出廠相關物流吞吐量巨大，汽車衡和軌道衡承擔著企業系統相關原料、副產品、成品等物料稱重計量任務。在計量業務繁重、檢斤磅房分散、計量人員相對還要減少的情況下，只能向科學技術要生產力，以科技求發展。

吉鋼衡器自動稱重系統即遠程控制現場無人值守稱重系統，是利用視頻監控、遠程控制、網絡通訊、車號自動識別、自動判別、數據庫管理、現場自動打印等技術，同計算機及網絡技術相結合，建立集現場圖像、數據、現場設備控制于一體的遠程稱重管理系統［1］。

2 系統組成及運作流程

吉鋼廠區有12臺衡器，相應配套12個磅房，其中5臺動態軌道衡，7臺汽車衡。吉鋼衡器自動化計量系統設置有1個主控室，12個檢斤現場控制裝置。工作人員集中到主控室遠程監控，現場實現無人值守。系統的通信網絡是以主控室為核心的星形網絡，物理線路為光纖。系統總成概況如圖1所示。

圖1 系統總成

2.1 主控室軟硬件配置及主要功能

設置有應用程序服務器和雙機熱備的數據服務器，視頻服務器和語音服務器綜合管理系統的視頻和語音系統。此外，有6臺操作終端、三層千兆交換機、打印機、工程師站、20KVA的UPS以及由18臺顯示器組成的視頻監控電視墻等設備［2］。主要硬件概況如圖2所示。

圖2 主要硬件

主要軟件配置：服務器的系統軟件為企業版Win Server 2003，數據庫為Oracle 10i，客戶端操作系統為XP SP3，應用軟件運行平臺為.NET，應用軟件有消息處理軟件（主要承擔數據的交互功能）、DI接口軟件（主要承擔系統和ERP等第三方系統的數據傳輸工作）和用C＃開發的綜合管理軟件［3］。

主要功能如下：

1）遠程監控、遠程診斷、遠程對講、遠程控制室內外燈光開關及攝像。

2）系統數據服務器隨時接收ERP系統數據。

3）實時繪制每一臺衡器的重量曲線的功能，監測現場重量的瞬時流。以監控是否存在作弊的情況，并對異常曲線報警提示。

4）通過對講系統和現場司機進行對話，控制現場狀態。

5）遠端衡器重量數據采集，對車輛車號、行進方向進行自動識別，自動取得其有序重量。

6）對遠端儀表清零的控制功能，超稱量范圍設定閥值報警。

7）實現B／S系統管理數據的功能，不同用戶授予不同權限，可以進行瀏覽、查詢、統計、生成報表等操作［4］。

8）計量數據上傳給ERP做進一步經營、財務及成本處理。

9）實現異地過秤。

2.2 汽車衡組成配置及運作流程

控制設備配置有汽車衡本體系統、現場計算機終端、攝像頭、硬盤錄像機、交換機、串口儀表、開關量儀表、現場照明、LED顯示點陣屏、紅外對射開關、車號識別裝置、對講系統等設備［5］。

汽車衡現場控制裝置的主要功能：判別卡車是否完全上秤，自動讀取車輛車號信息，通過RS485協議接口實時從稱重儀表獲取重量數據。監控現場車號、貨物、過秤狀態、貨單、監控現場及室內安全環境。安裝數字硬盤錄像機，將磅房的監控畫面存盤。遠程啟動現場計算機，通過Win Socket接口協議和主控室進行數據及控制指令的交換同時本地存儲備份數據［6］。能夠通過對講和主控室通話，通過觸摸屏查看票單，根據需要自主選擇打印檢斤單。紙張、墨剩余量監控及報警提示，稱量室支持遠程系統診斷，具有故障自動報警、上傳、記錄功能。

汽車衡部分系統的業務流程是：首先由需要申請計量業務的部門（供應、銷售、分廠）提出計量申請計劃，在公司ERP系統中制定計量申請計劃單，包括車號、計劃計量時間、計劃計量物資名稱、物料規格、發貨單位和收貨單位等。并將計量申請計劃單通過工業以太網光纖網絡以報文的形式由ERP下拋給自動化計量系統，送入數據交換服務器。進廠送貨或拉貨的車輛，進廠前會在門衛制作RFID卡，制卡時門衛會根據司機的業務憑證，從ERP系統中挑選符合當前車輛計量申請計劃單的信息，將此計量申請計劃單和當前RFID卡作匹配，并規定車上只能有司機一人開車進廠（防止稱重時有人藏匿在車內充當貨物作弊）。廠內倒運物料的車輛是內部車輛，每輛車長期持有固定的RFID卡，車輛執行的是不變的長期計量申請計劃單，當發生變化時，計劃部門在系統中選擇修改即可。

當車輛上磅稱重時，現場的紅外檢測裝置檢測車輛是否完全上秤［7］，確認車輛完全上秤后，語音自動提示司機下車，車號識別器自動識別出車輛所持有的RFID卡，自動化計量系統自動搜索出系統中與之匹配的計量申請計劃單，主控室工作人員通過視頻監控上秤車輛的牌照以及司機是否下車，確認車號與計劃單一致后，在操作畫面中點擊確認按鈕，稱重結束，語音自動提示司機上車開車下秤。稱量數據在磅房現場的終端中備份存儲，并且通過網絡自動上傳至主控室的數據服務器中存儲。在整個過程中有意外情況出現時，雙方都可以自主通過對講系統呼叫對方進行溝通。當車輛完成兩次稱重后，計量系統自動生成完整的計量數據，并上拋給ERP系統［8］。

此外，系統還實現了異地計量的功能。當出現如故障、斷電及斷網的意外情況時，經過授權，可以異地稱量。

2.3 軌道衡組成配置及運作流程

動態軌道衡主要承擔進出廠大宗原燃料火車車輛和廠內高爐鐵水魚雷罐車輛的稱重業務。出廠大宗原燃料火車車輛是國鐵線的火車車皮，國家規定每節車皮制造時，底部標配有車號電子標簽，用以電子識別火車車皮的車號、車型及標重等信息。廠內高爐鐵水魚雷罐車輛公司自行安裝了國標的車號電子標簽，在軌道衡秤臺中間設置有國標電子標簽識別裝置。

其它軟硬件配置和汽車衡類似，不再贅述。

動態軌道衡系統的業務流程：申請計量業務的部門（供應、銷售、分廠）提出計量申請計劃，在公司ERP系統中制定計量申請計劃單，并將計量申請計劃單通過網絡以報文的形式由ERP下拋給自動化計量系統，送入數據交換服務器。當火車車列到廠或出廠時通過動態軌道衡，動態軌道衡自動采集每一節火車的重量信息及對應的車號信息，配合其國標車皮皮重計算出貨物凈重數據，現場磅房的控制計算機通過Win Socket接口協議將數據上傳至主控室數據服務器進行存儲，并上拋給ERP系統［9］。

3 創效分析及總結

系統分別實現了對汽車衡、軌道衡的現場稱重裝置的自動控制，使稱重業務流程化、自動化。實現多個現場無人值守的計量方式和數據網絡傳輸的實時計量，整個稱重計量過程遠程控制（包括儀表清零、設備復位），無需人員到現場操作。

系統與公司門禁保衛系統接駁，實現車輛進廠辦證（卡）、裝缷貨稱重、出廠物流管理一卡通功能。此外，系統實時與公司ERP系統接駁，實現稱重計量數據數字化傳輸與管理，支撐ERP實時進行成本財務核算，無需再進行繁雜的票據手工統計、報表制作、報送等工作，有效地支撐了公司整體信息化建設。

計量系統采用B／S架構實現了計量系統的廠內網絡WEB發布，并在WEB系統中實現多角度查詢及報表自主選擇生成，有關的生產管理、指揮部門與分廠可以實時查詢。實現計量部門與用戶部門之間計量數據的實時交換、物資異地計量稱重，減少了計量人員，節約了人力成本。為吉鋼的采購結算與生產管理提供了實時計量數據［10］。

按前述內容，吉鋼廠區現有稱重磅房12個，如果沒有自動化計量系統項目的實施，共需要配置96人，每年的人工成本約288萬元。成功實施項目后，人員集中的主控室，共需要配置12人，每年的人工成本約36萬元。由此可見，項目帶來的直接年人工成本效益252萬元，直接人工成本效益可觀。

另外，隔絕了計量員與司機的接觸，避免發生人員腐敗導致的經濟損失事件。業務全程有視頻監控證據，處理糾紛有依據，潛在的管理效益明顯。

4 結 語

系統在研發與實施過程中，采用了許多新設備、新技術，開創了自動化稱重新模式，實現了現場的無人值守。在行業內首次將RFID技術應用于衡器稱重的車號自動識別和門禁一卡通系統，獲得成功，實現公司物流一卡通管理。同時，實現了計量系統與業務系統的實時信息交換、物資計量數據共享、異地稱重、計量設備遠程監控等新功能。

［1］ 蒯英，步輝，李鄭剛.銅冶煉中間物料計量數據采集系統的開發［J］.中國有色冶金，2011，31（2）：41-44.

［2］ 王文岐，王軍，趙駿，等.天津石化ERP銷售模塊與產品出廠衡器計量系統的集成應用［J］.信息系統工程，2009，21（9）：16-17.

［3］ 曹立學.小型集散控制系統的設計與實現［J］.工業控制計算機，2009，22（4）：27-28.

［4］ 高超，單偉.基于嵌入式控制器的自動控制系統設計［J］.電子工業專用設備，2012，31（8）：23-30.

［5］ 劉湛.底層數據通信技術比較與選擇［J］.科技信息，2011，27（13）：464-465.

［6］ 李江全.VisualC＃.NET串口通信及測控應用典型實例［M］.北京：電子工業出版社，2012.

［7］ 廖應華.機械電氣自動控制［M］.重慶：重慶大學出版社，2013.

［8］ 王振力.工業控制網絡［M］.北京：人民郵電出版社，2012.

［9］ 張文娜.計量技術基礎［M］.北京：國防工業出版社，2009.

［10］ Jonathan Lewis.Oracle核心技術［M］.北京：人民郵電出版社，2013.