铁矿汽车衡无人值守系统升级改造方案的设计与实现

常志强，刘玉青，蒋 杨

（河北钢铁矿业有限公司机电检修分公司，唐山　063000）

1　引言

目前庙沟铁矿汽车衡称重管理系统大部分的信息采集工作由司磅员手动完成，不仅耗时，而且误差率大，没有有效的监控手段，容易滋生人为舞弊行为造成经济损失。改造后的汽车衡无人值守系统是专门针对企业生产计量而设计，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，实现计量过程中数据信息采集的全自动化，并实现数据联网与共享，在保证信息采集的准确性和公证性的同时大大降低人员的劳动强度，提高工作效率，彻底堵住计量中的漏洞。

2　系统方案设计

2.1　系统构架

图1　系统构架图

远程称重系统包括：发卡管理系统，集控中心管理系统，前端服务系统，后台服务系统，WEB报表统计查询系统等五个部分组成。

（1）发卡管理系统：负责智能卡制卡、发卡、回收管理。

（2）集控中心管理系统：磅工通过集控中心管理系统监督车辆过磅信息，正常情况下不需要干预，系统自动完成称重。

（3）前端服务系统：由本地控制客户端软件、现场控制柜和其他外设组成，通过采用信息技术、自动化技术、网络技术、视频监控技术，实现防作弊过程报警，称重过程视频监控，红外对射信号采集，交通设备智能管控，车号和业务信息自动识别，LED大屏幕显示和语音提示等功能，实现全面、准确、及时、可靠的计量数据采集和防作弊控制。

（4）后台服务系统：

称重数据服务器：装有MS SQL SERVER 2008 数据库服务器软件，用于集中存贮所有的计量相关业务数据。包括：计量数据、日志数据、基础数据等。

应用服务器：装有系统的应用服务器软件，用于计量数据的WEB联网发布、报表查询请求处理，从数据库进行数据读写，返回客户端，客户端只能访问应用服务器，而不能直接访问数据服务器，保证数据库服务器的安全。包括：权限管理系统、报表系统、系统配置维护系统等。

业务流程检查：通过系统配置的业务检测车辆行驶是否符合规定进行核实，不符合规定将信息通知集控中心。（5）WEB报表统计查询系统：负责提供计量数据的自定义条件报表、明细报表、汇总报表、年/月/日统计报表。统计报表数据可导出Excel文件。客户端可通过网络及时查询计量数据，实现及时数据共享和数据安全管理。

2.2　设备连接方案

图2　设备连接图

说明：

（1）前端服务器放置现场控制柜内，连接并控制现场外设动作。

（2）磅房远程终端安装在计量中心，连接后台服务器系统，实现远程管理。

（3）计量中心安装对讲主机，通过网络与现场对讲分机通讯。

（4）发卡管理系统安装在门卫端，负责RFID卡制卡和发卡管理。

（5）汽车衡，光栅，红绿灯，RFID卡读写器与前端服务器连接。

（6）小票打印机，数字语音，监控抓拍，LED显示屏与服务器连接。

前端服务器：自动控制汽车衡外围设备，采集系统外围硬件设备动作信号，按向向硬件设备发出动作指令。

RFID读写器：实时读取固定在车辆上的RFID标签信息，自动校验合法性，自动控制上秤栏杆机抬起允许车辆上秤。

光栅：汽车衡前后两端安装单光速或双光束光电开关检测装置，用于检测车辆十分完全驶上秤台，防止车辆在没有完全上秤台或者多台车辆同时上秤情况下称重。

智能语音系统：系统根据车辆上衡情况，语音自动提醒车辆调整车位，对不符合计量流程的车辆进行语音警告，计量完成提示车辆下衡。

红绿灯：系统根据车辆计量完成情况，通过交通灯提醒司机上衡、下衡。

监控：系统通过配置摄像机，可利用图像抓拍技术，摄像机抓拍为近景图片，或者摄像机拍摄实时画面。摄像机采用网络高清摄像机，有效监控距离为10米以内，为企业的管理人员提供了有效的追溯证据。

LED：系统根据车辆的计量信息，显示车辆车号、毛/皮/净重信息，出现异常数据，及时发现与管理人员联系。

2.3　称重流程

（1）地磅汽车衡驶入汽车衡前检查是否符合业务流程。

（2）地磅称重时检查光栅是否遮挡，保证单车过磅。

（3）称重完毕检查车重是否超差，有超差现象立即报警。

2.4　涉及的业务

（1）流程节点暂时设置三个节点类型，分别为装点，汽车衡，卸点。

（2）装点：采场、破碎站成品矿，粗甩、细甩，井下小斜坡道。

（3）汽车衡：汽车衡A，汽车衡B。

（4）卸点：原矿仓，排土场，碎矿料厂，内运修路。

（5）碎矿料厂，内运修路不安装设备，依据流程判断。

（6）汽车衡节点将车辆信息和称重信息对应并保存到本地数据库。

（7）由装点提供物料信息，汽车衡提供称重信息，卸点提供流程结束信息。

（8）将合法数据上传到上级矿业mes系统，当次上传失败时，下次上传时把未上传的合法数据继续上传。

3　系统主要功能

（1）系统自动读取车辆称重数据，数据自动保存和上传，计量过程不需要人工参与，提高效率，防止人为作弊。

（2）车辆粘贴RFID电子标签，计量过程中RFID卡信息与过磅信息对应，确保计量车辆信息准确。

（3）软件具有多种防作弊功能，可确保称重过程中的计量数据安全可靠。

红外对射装置检测车辆上磅情况，与语音系统联动，确保车辆完全上衡。车辆未完全上秤时不允许称重，防止计量数据错误。可有效防止跟车称重、不完全上秤称重。

外部车辆进行计量时进行皮重超差报警（超差数量根据客户确定）。

（4）发卡集中管理，RFID电子标签管理，实现RFID卡与车辆绑定。

（5）业务节点可管理。可以根据业务增加或删减节点。可以用节点设定合法路线，完成合法路线为一次有效数据。

（6）报表查询。可以按车队名称查询产量。可以按时间节点查询产量。可以按车辆过磅重量排序。可以导出excel。

（7）监控设备每个固定点龙门架上安装一个数字摄像头接入到无人职守系统的统一NVR中。NVR接入视频监控系统。

（8）称重系统具有多级权限管理，一级为司磅员，负责基本过磅操作；二级为管理员，负责系统参数设定；三级为系统管理员，负责基础数据管理维护。高级权限具有低级权限的全部操作功能。各级功能权限可系统设置。

（9）信息化管理功能，便于计量数据共享。软件具有自动上传下载数据接口，可将交易数据上传到第三方信息系统。

设备状态信息可在称重服务器上集中管理，管理人员可及时了解设备运行状态，减少故障停机时间。

4　结束语

该系统实施后，过磅车辆能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，过磅智能化程度高，可以优化人员配置，另外还可以防止过磅舞弊行为，提高了庙沟铁矿及矿业公司的整体经济效益。

[1]曾飞.基于GSM的汽车衡称重数据远程采集系统设计[J].制造业自动化，2011.

[2]傅玲玲.为企业的发展提供称重计量技术保障[J].中国计量，2008.

[3]张乐，鲁仁全，徐生林.车辆衡自动称重系统的设计与实现[J].浙江大学学报（工学版），2010.