系統(tǒng)與許廠煤礦原有綜合自動(dòng)化系統(tǒng)、地磅稱重防作弊、視頻監(jiān)控系統(tǒng)相互配合，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)裝車控制，杜絕車 輛稱重作弊、煤種作弊，有效提高煤炭運(yùn)銷現(xiàn)場管理水平，提高工作效率。

一、系統(tǒng)現(xiàn)狀分析

淄礦集團(tuán)許廠煤礦地銷煤通過運(yùn)載卡車進(jìn)行運(yùn)輸，整個(gè)裝運(yùn)環(huán)節(jié)分 為進(jìn)大門、過空車、裝煤、過重車、出大門五大部分。針對(duì)近幾年地磅 稱量過程中出現(xiàn)的種種作弊手段，許廠煤礦在國內(nèi)率先使用智能地磅稱重管理系統(tǒng)，杜絕稱重作弊現(xiàn)象，基本解決了稱重系統(tǒng)穩(wěn)定性的問題。

隨著許廠煤礦地銷煤的比重在逐年遞增,煤炭稱重管理任務(wù)日益加 重。原有的地磅稱重裝車管理系統(tǒng)的不足之處逐步暴露：

原有的稱重軟件只對(duì)車輛過磅過程進(jìn)行管理，而裝車環(huán)節(jié)沒有涉 及，無法對(duì)車輛裝載何種煤種做出有效的管理，經(jīng)常出現(xiàn)買差煤裝好煤 的情況。由于缺乏防作弊技術(shù)措施，車主使用各種作弊手段企圖謀取不 法的經(jīng)濟(jì)利益，既有裝車司機(jī)內(nèi)部作弊、也有外來司機(jī)作弊、更有司機(jī) 與裝車員串通作弊的現(xiàn)象屢禁不止，甚至出現(xiàn)裝車司機(jī)受到毆打的情 況。這種現(xiàn)象已嚴(yán)重干擾了企業(yè)的正常生產(chǎn)經(jīng)營秩序，給企業(yè)財(cái)務(wù)收入 造成的損失少則幾十萬多則幾百萬。

同時(shí)全國各級(jí)政府正在大力開展車輛超限超載專項(xiàng)整治工作，對(duì)全 國煤炭生產(chǎn)和經(jīng)營企業(yè)的計(jì)量裝載情況進(jìn)行全面檢査，從源頭上控制超 限裝載，一旦發(fā)現(xiàn)超限裝載情況對(duì)煤炭生產(chǎn)和經(jīng)營企業(yè)和車主都要進(jìn)行 嚴(yán)厲處罰。作為車主，為了確保自身經(jīng)濟(jì)利益，降低成本，既不想超載， 也不希望少裝。因此車主在裝煤之后，需要到重車磅過磅，如果少裝， 車主會(huì)到煤場加煤，如果多裝，又需要到煤場卸煤，來回折騰很多次， 煤場本身就場地較為狹小，非常容易堵車，嚴(yán)重影響煤炭生產(chǎn)和經(jīng)營企 業(yè)的正常生產(chǎn)秩序。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)一個(gè)重要的技術(shù)特征是在現(xiàn)有信息化網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上,借 助于RHD技術(shù)和傳感技術(shù)，去實(shí)現(xiàn)對(duì)物體的設(shè)別、跟蹤和控制，實(shí)現(xiàn) 對(duì)生產(chǎn)流程的追述和問責(zé)。例如，郵包的全稱跟蹤，食品生產(chǎn)過程的追 述，蔬菜從種植、運(yùn)輸、銷售全過程的監(jiān)控等等應(yīng)用，都是物聯(lián)網(wǎng)的具 體應(yīng)用。這些事例表明，對(duì)于移動(dòng)物體，物聯(lián)網(wǎng)在追蹤和監(jiān)控方面比傳 統(tǒng)技術(shù)更具有優(yōu)勢。在煤礦的汽車裝運(yùn)生產(chǎn)作業(yè)過程中，汽車作為一個(gè) 流動(dòng)的物體，從空車過磅、選擇不同的煤種進(jìn)行裝運(yùn)、重車過磅，到領(lǐng) 路條出礦的各個(gè)環(huán)節(jié)中，都是生產(chǎn)作業(yè)的主要信息來源和主要監(jiān)控對(duì) 象。如利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)汽車進(jìn)行作業(yè)設(shè)別、跟蹤和歷史記錄査詢，并 輔之自動(dòng)控制技術(shù)、信息化技術(shù)及圖像監(jiān)視技術(shù)，即可實(shí)現(xiàn)煤炭汽車裝 運(yùn)的防作弊、自動(dòng)定量、定煤種裝車作業(yè)。

檢索資料表明，目前國內(nèi)外還沒有完整的具有車輛設(shè)別、定量裝車 等綜合功能的煤炭汽運(yùn)監(jiān)控系統(tǒng)，為此開發(fā)該系統(tǒng)，對(duì)汽車裝載過程進(jìn) 行整體控制，有效提高了煤炭運(yùn)銷現(xiàn)場管理水平，大大提高了工作效率。

二、主要研究工作

本項(xiàng)目的主要目標(biāo)為完成煤炭裝車管理系統(tǒng)，與許廠煤礦原有綜合 自動(dòng)化系統(tǒng)、地磅稱重防作弊、視頻監(jiān)控系統(tǒng)相互配合，利用物聯(lián)網(wǎng) 技術(shù)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)裝車控制，杜絕車輛稱重作弊、煤種作弊，有效提 高煤炭運(yùn)銷現(xiàn)場管理水平，提高工作效率。

(一）利用RFID技術(shù)進(jìn)行車輛身份設(shè)別，通過磅房、裝車點(diǎn)安裝 的設(shè)別裝置，全程跟蹤車輛的作業(yè)流程。

(二）實(shí)現(xiàn)與集控室的環(huán)網(wǎng)通訊，從運(yùn)銷管理系統(tǒng)自動(dòng)獲取車輛裝 載煤種信息，并與裝車設(shè)備（給煤機(jī)、膠帶、皮帶秤等）控制裝置閉鎖， 實(shí)現(xiàn)車輛與煤種關(guān)聯(lián)、銷售數(shù)量與車輛噸位和裝車數(shù)量關(guān)聯(lián)，避免煤種 錯(cuò)裝和超載。

(三）顯示車輛信息，如煤種、皮重、預(yù)定裝載凈重、預(yù)定裝載毛 重信息等，直接顯示在集控室上位機(jī)顯示屏上。

(四）自動(dòng)控制現(xiàn)場給煤機(jī)，裝載司機(jī)在集控室遠(yuǎn)程控制煤炭裝載， 保障員工人身安全，杜絕裝車人員與司機(jī)勾結(jié)作弊。

(五）實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)發(fā)布，管理人員可隨時(shí)查詢裝車情況。與公共 網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)置硬件防火墻，杜絕網(wǎng)絡(luò)攻擊。

三、關(guān)鍵技術(shù)

(一）解決車輛設(shè)別、跟蹤，及銷售數(shù)據(jù)、裝車控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)（信 息）關(guān)聯(lián)。

(二）解決各裝載點(diǎn)工業(yè)控制器與集控室遠(yuǎn)程通訊問題，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù) 的實(shí)時(shí)通訊，方便裝車人員遠(yuǎn)程控制煤炭裝載。

(三)實(shí)現(xiàn)工業(yè)控制器與現(xiàn)場設(shè)備通訊，解決接口兼容問題。

(四）現(xiàn)場設(shè)備控制及工作狀態(tài)采集，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。

(五）作業(yè)操作與實(shí)時(shí)圖像的采集和存儲(chǔ)。

四、采用的研究、實(shí)驗(yàn)方法和技術(shù)路線（包括工藝流程） 綜合多種技術(shù)理論知識(shí)建立煤礦煤場裝車智能遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖如下圖所示.

由于給料工作環(huán)境惡劣，污染嚴(yán)重，故對(duì)控制產(chǎn)品提出了較髙要求。 充分考慮到了現(xiàn)場環(huán)境的惡劣性，把可靠性、穩(wěn)定性指標(biāo)放在首位，采 用西門子公司PLC對(duì)給料機(jī)進(jìn)行自動(dòng)控制。

系統(tǒng)所有PLC通過光纖工業(yè)以太網(wǎng)與上位機(jī)互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)對(duì)煤倉給 料機(jī)、皮帶給料機(jī)遠(yuǎn)程集中控制。通過RFID智能卡讀寫器，對(duì)需要裝 車的車輛進(jìn)行智能卡i只別，通過唯一的智能卡ID號(hào)從地磅稱重防作 弊系統(tǒng)自動(dòng)獲取車輛裝載煤種信息，如煤種、皮重、預(yù)定裝載凈重、預(yù) 定裝載毛重信息等，直接顯示在集控室上位機(jī)顯示屏上。系統(tǒng)自動(dòng)核對(duì) 本裝車點(diǎn)煤種信息，防止錯(cuò)裝，杜絕裝車過程中的作弊行為。

汽車開始裝車后，重量傳感器數(shù)據(jù)自動(dòng)顯示在上位機(jī)顯示屏上，上 位機(jī)同時(shí)顯示已裝載毛重、預(yù)定裝載凈重、預(yù)定裝載毛重。系統(tǒng)自動(dòng)核 對(duì)已裝載毛重和預(yù)定裝載毛重，通過PLC控制電機(jī)開停，達(dá)到精確定 量裝車0的。每個(gè)裝車點(diǎn)加裝鈴聲和聲光報(bào)警裝置，通過鈴聲和聲光進(jìn) 行溝通。

系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了煤炭給料過程的定量自動(dòng)控制，大大提高了給料速度， 一個(gè)操作員可以同時(shí)控制好幾個(gè)給料機(jī)，大大提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率；同時(shí) 由于采用了智能卡識(shí)別技術(shù)和遠(yuǎn)程集中控制技術(shù)，杜絕了裝車過程中的 作弊現(xiàn)象；采用了 PLC控制技術(shù)，對(duì)給料過程可以進(jìn)行更為精確的自 動(dòng)控制。

系統(tǒng)具體控制流程如下：

1.司機(jī)根據(jù)提示將車輛停到指定位置。

2.操作員通過現(xiàn)場已有的攝像頭看到車輛到位，按下掃描按鈕， RFID天線掃描車號(hào)，通過唯一的ID號(hào)從地磅稱重防作弊系統(tǒng)自動(dòng)獲 取車輛裝載煤種信息，如煤種、皮重、預(yù)定裝載凈重、預(yù)定裝載毛重信

息等。系統(tǒng)自動(dòng)核對(duì)本裝車點(diǎn)煤種信息，防止錯(cuò)裝，杜絕裝車過程中的 作弊行為。

3.讀卡器讀取的信息直接顯示集控室上位機(jī)上，PLC記錄車輛信息。

4.系統(tǒng)確認(rèn)后，汽車開始裝煤，重量傳感器數(shù)據(jù)自動(dòng)顯示在集控 室上位機(jī)上。皮帶機(jī)裝車時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)核對(duì)已裝載毛重和預(yù)定裝載毛重， 通過PLC控制電機(jī)開停，達(dá)到精確定量裝車目的。

5.每個(gè)裝車點(diǎn)加燈光報(bào)警裝置，通過鈴聲和聲光進(jìn)行溝通。

五、結(jié)束語

系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了煤炭給料過程的定量自動(dòng)控制，大大提高了給料速度， —個(gè)操作員可以同時(shí)控制好幾個(gè)給料機(jī)，大大提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率；同時(shí) 由于采用了智能卡識(shí)別技術(shù)和遠(yuǎn)程集中控制技術(shù)，杜絕了裝車過程中的 作弊現(xiàn)象；采用了 PLC槨制技術(shù)，對(duì)給料過程可以進(jìn)行更為精確的自 動(dòng)控制。裝車系統(tǒng)與許廠煤礦原有煤炭運(yùn)銷管理信息系統(tǒng)、汽車衡稱重 防作弊系統(tǒng)相互配合，對(duì)汽車進(jìn)大門、過空車、裝煤、過重車、出大門 五大環(huán)節(jié)進(jìn)行整體控制，有效提高了煤炭運(yùn)銷現(xiàn)場管理水平，大大提高 了工作效率。以年多裝運(yùn)10000噸煤計(jì)，每年可新增產(chǎn)值100萬元。

另外，裝運(yùn)過程排除人了為因素和操作員的直接參與，既防止了串 通作弊，又保障了工作人員的安全，故系統(tǒng)實(shí)施具有良好的社會(huì)效應(yīng)， 具有推廣意義。