煤礦地磅計量監測系統設計及應用
針對普通煤礦計量地磅存在的問題,研究設計了地磅計量監測系統,具有明顯的社會效益和經濟 效益。
地磅(又稱汽車衡),是一種機械式手工操作的 大型稱重儀器,廣泛應用于煤炭、冶金、電力、港口、 倉儲等行業,可滿足它們進行貿易、運輸、儲存時快 速精確稱量的需要。為了提高其可靠性、準確性以 及自動化程度,應煤礦要求對其進行技術改造,增 加電子計量監測系統,具有明顯的經濟效益和社會 效益。
1.地磅計量使用現狀
目前,在煤礦、電廠、倉庫等企業,對運載卡車 的稱量過程是:首先,由空車操作人員觀察空車的 稱重顯示儀,記錄下車號和重量(皮重),將數據傳 送給重車操作人員,然后,重車操作人員觀察重車 的稱重顯示儀,記錄下車號和重量(毛重),最后,進 行手工數據計算,由毛重減去皮重,得到實物凈重。 同時,在操作室外還要設專門人員報送車號,監督 運載卡車是否全部到達秤臺指定位置(特別是重 車)。
由此看出,這種操作方式有很多缺陷:
(1)要有多人工作,最多時達到七至八個人,不僅效率很低,而且容易出現錯誤;
(2)人為因素較多,容易滋生舞弊現象;
(3)由于運載卡車上、下秤臺時都需要報送、 檢核車號或合同號,影響了工作效率,在運輸繁忙 時會造成交通堵塞、秩序混亂;
(4)無法進行計算機聯網,煤炭銷售信息不能 夠及時向上一級部門或領導傳送。
針對上述諸多問題,我們研制開發了一套地磅 計量監測系統。
2.地磅計量監測系統設計
地磅計量監測系統由三部分組成:空車監測、 重車監測、中心控制部分。系統總體結構如圖1所示。
空車和重車的稱重數據通過接口傳輸到計算 機,計算機接收到信息后,自動檢核車號,并將毛重 減去皮重,得到凈重,同時通過打印機輸出數據,以 便核對保存。所有數據通過網卡與計算機中心網 絡連接,各級部門或領導可以通過網絡迅速了解運 載卡車進出及煤炭銷售情況。空車監視攝像機監視空車是否符合裝車要求(如是否裝有雜物,是否 裝有多余人員等)重車監視攝像機監視重車是否 到達指定停靠位置,所有監視圖象均通過專用視頻 電纜傳送到24 h有人值守的中心控制室,從而降 低投機取巧的可能性,同時,減少了人員的使用,也 實現了減人提效的目的。
2.1 空車監測
地磅空車監測結構如圖2所示,包括稱重、刷 卡、工業電視監視及信號和數據處理。
(1)稱重:由地磅完成,數據由顯示儀顯示輸出。
(2)空車刷卡:由空車司機持非接觸式IC卡 完成。
非接觸式IC卡也稱無線卡,是射頻識別技術 與1C技術相結合的產物,利用射頻識別技術及無 線提供能源技術,從而使IC卡中無需電池,并具有 讀寫距離遠、價格低廉、制作方便的特點。在設計 中,充分利用卡號的唯一性,把卡號、車號、密碼及 車輛相關信息混在一起進行加密,即便IC卡遺失 或損壞,只需把讀寫器中的信息稍加修改就可換發 新卡,不會對持卡人造成任何損失。該項技術目前 已廣泛應用于高速公路收費站和大型停車場,技術 成熟、可靠。IC卡讀寫范圍在500 ~ 600 mm,因 此,卡車司機不用下車,只需拿出卡對著讀寫器晃 一下即可,這種方式有三個優點:
1)司機必須使空車到位才能刷卡,是加強管 理的組成部分;
2)避免使用接觸刷卡時司機要很長地伸出胳 膊,而且后車廂又容易碰到讀寫器;
3)可以節省上、下秤臺的時間,特別是在車輛 集中的情況下,可以極大地提高工作效率。
同時,卡車司機刷卡時,外置式高亮度LED電 子顯示屏向其顯示車號,以便校核。
(3)工業電視監視:由工業電視攝象儀完成。
工業電視攝象儀監視空車是否符合裝車要求 (如是否裝有雜物,是否裝有多余人員等)杜絕在 空車進入時投機取巧的可能性,從而取代人工報送 車號、監視空車,實現減人提效。攝象儀輸出的視 頻圖象通過專用視頻電纜傳輸到中心控制室,并在 監視器上顯示。
攝象儀采用高分辨率(580 TVL))、高靈敏度 (0.9 Lux),自動聚焦或遙控變焦CCD攝象機,保 證采集的圖象真實清晰。
(4)信號和數據處理部分:該部分由轉換器和 計算機完成。
無線接觸刷卡機輸出的信號通過轉換器將其 轉為RS232信號,進入計算機作數據處理和保存; 顯示儀顯示的空車數據通過接口也傳輸到計算機, 計算機接收到信息后計算和記錄空車的皮重。所 有數據還經過我們自行研制開發的地磅監測軟件 的處理,通過網絡線或數據線與中心控制室連接起 來,方便各級部門和領導了解和監督空車的進入情 況。
2.2重車監測
地磅重車監測結構如圖3所示。
卡車司機通過刷卡及轉換器的信號轉換,將車 輛信息傳送給計算機,同時,地磅重車部分顯示儀 顯示的數據通過接口也傳輸到計算機,計算機經過 數據比較(檢索同一車輛的已經存儲的皮重)和計 算,得到車輛載貨凈重(同一車輛的毛重減去皮 重)并通過打印機打印出來多份數據,其中一份可 交與卡車司機作載貨憑據。同時,所有數據也還可 經過我們自行研制開發的地磅監測軟件的處理,通 過網絡線或數據線與中心控制室連接起來,方便各 級部門和領導了解和監督重車的進入情況。
重車部分的工業電視攝象儀與紅外探測器配 合使用,用來監視重車兩端是否停靠在指定位置, 否則,計算機將不予計算重量.
2.3中心控制室
中心控制室由圖象顯示、記錄設備和計算機監 控設備等組成。
(1)圖象顯示設備采用多臺高清晰度工業監 視器,以保障監視圖象的觀看質量和一對一的顯 示,實現多級、多部門管理監督;圖象記錄設備采用 24 h長延時錄象機,將每時每刻的監視圖象予以記 錄保存,以備日后查詢取證,實現更進一層的監督。
(2)計算機監控設備采用高檔微機和寬幅打 印機。
計算機負責匯總地磅空車和重車部分的數據, 并記錄以做對比、證實的用途,另外,在微機端安裝 有數據庫,對空車和重車的所有數據進行管理,對 每天的數據、每月的數據、每年的數據由打印機打 印形成需要的日報表、月報表、年報表,并既可與前 端計算機的打印數據對比印證,又可與財務部門互通信息,從而加強了管理,堵住可能作弊的漏洞,能 夠直接獲得良好的經濟效益。
3.系統使用效果
地磅計量監測系統將IC卡技術、計算機網絡 技術、工業電視監控技術與計量稱重管理相結合, 實現實時多任務監督控制及多級管理,卓有成效地 提高了工作效率、防止了舞弊情況的發生。目前, 該套系統已成功應用于安徽恒源煤電公司、山東省 岱莊生建煤礦、上海能源股份公司姚橋煤礦等企 業,據估計,系統投入使用以后,每年至少減少損失 的煤炭約5000 t約合人民幣120萬元,可以說是低 投入、高產出。
因此,利用目前已經掌握的先進、成熟的現代 技術,有針對性地為企業解決實際問題,是一條投 資省、見效快、降低成本的可行之路。