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无人值守远程计量系统建设及应用

范文

田野商玉林赵旭朝

摘要：为了响应国家“两化融合”大形势，以提升企业信息化的要求，对某钢铁企业原有的有人值守计量系统进行了设计改造，系统通过信息化手段将射频技术，计算机技术，数据库技术等集成在一起，建设成了无人值守远程计量系统。系统的应用，实现了该企业计量系统的远程集中监控，提升了企业信息化能力和计量效率。

Abstract： In order to respond to the general situation of "integration of the two modernizations" of the country and to enhance the requirements of enterprise informatization. The original manned metering system of an iron and steel enterprise was designed and reformed. The system integrates RFID technology， computer technology and database technology together by means of information technology to form an unattended intelligent weighing system. The application of the system realizes the remote centralized monitoring of the enterprise measurement system， and improves the enterprise informatization ability and measurement efficiency.

关键词：无人值守;信息化;远程计量

Key words： unattended;information technology;remote metering

中图分类号：TP391 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文献标识码：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章编号：1006-4311（2019）14-0153-03

0 ?引言

在经济全球化大背景下，企业规模不断扩大，企业间的竞争也日趋激烈，带来了企业原料采购及产品外销的业务量也不断扩大，对企业的内控管理要求日益严格，要求企业从控制作弊漏洞、控制人员投入和产量比例以及节省经营成本方面寻找效益的需求日益凸显。加之企业对商品交易数据特别是商品数量和金额的真实性、准确性、及时性的关注度越来越高，及时有效地对交易流程的追踪分析，对商品交易数量、价格的历史数据和市场变动的准确分析[1]，也将给企业带来高效能的数据复合价值和可靠的决策支持。而在寻求经济效益增长方面，传统的利润增长点已经难以支撑企业规模化的发展速度，因此，基于自动控制和计算机技术的工业信息化逐步成为企业新的经济支撑点，在探索的过程中也已被证实——两化融合，走工业化与信息化相结合的道路已成为当今企业在竞争大潮中求得生存的新突破点[2]。

1 ?概念

远程无人值守计量系统是依靠专用网络和计量软件，以实现计量自动化、监控集中化、票据电子化为目标，基于计量管理信息平台，应用网络、视频、lD卡、RFID识别等物联网技术，通过对物流计量业务流程、岗位配置、管理模式的优化设计，最终实现了计量业务自助完成;实现远程集中监控、物流业务、衡器负荷均衡分配和计量票据电子化改革。

無人值守计量系统是现代计量管理技术与信息技术的融合的结果，它依据企业的生产需求，链接企业从采购至生产到最终销售的全过程，有效地实现了企业从生产到交易过程中计量数据的自动采集和处理，实现企业计量站现场无人值守和远程集中监控，达到计量降本增效，加强计量管控的目的[3]。它的最直接特点是各个计量站中不再安排计量人员，而将人员统一集中到计量大厅中，计量数据则通过视频、音频、网络等技术从计量站中传送到计量大厅，以实现集中管控的目的[4]。无人值守计量系统可以实现计量作业在无人值守情况下快速可靠地完成计量流程，极大地降低了人员劳动强度，节省了投入成本，提升了企业计量效率和水平。

为响应国家“两化融合”大形势和企业管理要与现代化生产需要相匹配，运用信息化提高企业管理水平的要求，以解决企业计量效率低、防作弊功能差、人员投入大、信息孤岛等问题。某钢铁企业对现有的有人值守司磅系统，通过以计算机及现代网络监控技术为基础的远程集中计量管理系统进行升级再造，建立一个适合其生产、经营、管理的远程无人值守计量系统，实现产、购、销、运管理一体化和计量调度业务数据的规范化、标准化、电子化和集成化，以达到高度无人值守管理的目的。

2 ?系统设计

2.1 系统架构图

系统分为B/S端和C/S端，B/S端及集中数据库统一部署在信息中心。各工作站（门房、磅房、料场等）现场部署工控机，连接PLC控制硬件设备，并通过网络上传数据和接收指令。正常时，所有业务部门通过局域网访问信息中心的系统及数据库;小区域断网时，可对计量车辆进行灵活分流;大区域断网时，司磅员可到磅房本地工控机/普通台式机进行本地过磅，数据存储在本地，保证业务不中断;网通后，按照指示顺序分时段上传本地过磅数据至信息中心数据库。系统B/S三层体系结构图如图1所示。

2.2 系统设计介绍

系统依靠以太网建立网络环境将各计量站点与企业集中计量监控中心有机结合，协同计量轨道衡、现场计算机、网络视频服务器、数据服务器等部分建立了一个计量操作与业务管理的集中一体化平台。实现计量过程中数据信息采集的自動化，降低人员劳动强度，减少操作人员，解决企业计量人力不足的问题，提高了计量效率，提升计量管控水平，达到协同高效、安全计量和降本增效的目的。

系统由信息识别部分（射频天线，读卡器，摄像头），集中控制部分（控制计算机，车牌识别机，红绿灯，道闸，传感器等）和计量称重部分（称重仪表，计量衡，显示屏）3部分组成。系统计量设计如图2所示。

2.3 系统计量工作原理

无人值守远程计量系统的计量工作原理：当运输车辆驶入红外感应区时，系统摄像机启动，室外摄像头记录实时视频信号，RFID车号识别系统开始扫描车载ID，同时计量数据采集系统自启，实时记录对应车辆信息，将结果传送至企业管理系统对车辆进行信息比对，并存储车辆计量图像至远程监控站的视频服务器，实现监控站接收、监督、存储计量数据和车辆信息。最终所有信息整合并存储至企业数据库，实现企业内部数据共享，管理人员可通过本地调用或远程访问企业数据库达到随时查询和调用数据信息。

3 ?关键技术

3.1 数据采集

采用8142传感器加托利多智能仪表的形式来完成。8142是专门用于配接托利多数字式传感器的磅重显示仪，可接收来自数字式传感器的数据经过模数转换后的数字信号，通过计算机的串口以连续输出方式传给计算机系统。

计量数据采集原理：每台衡器仪表数据通过RS232串口服务器进行数据传输，终端计算机可虚拟出每台衡器仪表的串口，实现数据实时传输及软件编程读取重量数据，票据统一集中打印，人员异地集中计量，数据采集系统如图3所示。

3.2 RFID 车号识别

利用 RFID 物联网技术实现对车号的自动识别：对车辆安装无源电子标签并采取自动读取数据的方式，车辆识别均由计算机自动控制。每张标签ID号唯一，并与车号在系统内绑定，防止伪造，有效防止套牌车辆进厂;记录数据自动保存，可以堵塞人为干预的漏洞。车号识别流程图如图4所示。

3.3 ID卡技术应用

进出厂物资管理采用ID卡技术：系统应用无源射频ID卡，在工作中无需电源，成本低、寿命长、识别范围广、准确率高且防拆。ID卡通过承载计量单、质检单等信息，代替人工手写计量单，避免了人工计量造成的计量漏洞，保证了计量的准确性，提升了物资计量的效率和水平，实现了车辆信息和计量管理信息系统的有关信息合理地双向流动。

3.4 定位系统应用

系统采用对射式光栅电检测技术，光栅定位有发光器和收光器两种开关。当汽车进入光栅区域时，阻断发光器和守光器之间的信号对射，光电开关产生检测开关的信号并将相应的信号发送至对应的控制单元，控制单元经过逻辑运算对相应信号进行处理以判断车辆是否完全上称[5]。红绿灯装置用来检测车辆信号，判断计量车辆是否停放到位，仪表是否归零。有效地防止车辆压秤偷逃计量重量，保证重量采集准确。光栅定位图如图5所示。

3.5 数据叠加功能

将前端计量仪表数据通过RS232接口接入前端摄像机，由前端摄像机对仪表数据进行数据采集及协议分析，然后直接叠加到前端高清摄像机主码流中。实时监控端可以直接通过视频终端播放实时图像及仪表称量数据，实时地监控车辆上磅状态及重量变化，也可以直接录制到视频管理平台中，方便日后取证进行视频回放，实现真正意义上的图像及数据的合成。形成了计量过程信息的可追溯性。

3.6 视频监控系统

视频监控系统通过对车辆上下磅进行实时拍照、录像并及时存档，可实现对现场计量及时有效地监控，也方便后续突发计量问题时，可及时调取计量监控录像解决问题争端。依托某钢铁公司现有的网络系统，考虑到媒体视频流在网络上传输需要占用较大的带宽，为保证稳定可靠地运行，建议计量数据网络链路与视频链路完全物理隔离，采用抽芯复用光纤资源的方式，网络监控视频系统如图6所示。

4 ?系统实施效果

通过无人值守远程计量系统的建设与应用，某钢铁企业可以实现以下功能：

①可以提供实时获取各环节数据信息，实现集中一体化管理。②对采购和销售库存进行高效管理，降低企业运营成本，规范业务作业。③建立完善准确的数据库，实现对市场的准确调控。④实时快速得到准确信息，加快信息的流通，利于第一时间作出正确决策。⑤减少人力成本，提升客户满意度，扩大业务销售，增强企业竞争力，提高企业效益。

5 ?总结

文章是基于某钢铁企业现况建设并设计了无人值守远程计量系统，依靠专用网络和计量软件，建立了一个适合本企业计量管理的集中一体化计量平台，实现了企业远程无人值守计量[6]。通过视频和语音设备实现系统远程交互，使计量监控中心具备了“千里眼”和“顺风耳”的功能。从而达到有效地规避计量作弊，实现企业阳光计量、公正计量。系统的实施不但探寻到了用信息技术解决企业管理中存在问题的有效途径，而且给企业带来了可观的经济效益和管理效益。

参考文献：

[1]陈志勇.无人值守自助称重系统在供热生产中的实践应用[J].科技风，2011（17）：145，147.

[2]董煜.基于以太网技术的无人值守地磅系统设计[D].齐鲁工业大学，2015.

[3]陶家晋，李雅鹏.物联网技术在钢铁企业计量管理中的研究与应用[J].中国计量，2017（03）：29-30.

[4]娄宇.一种低成本的物资计量无人值守系统设计与实现[A].中国计量协会冶金分会、《冶金自动化》杂志社，2017，5.

[5]李艳，李鹏立，刘萍，刘凤芹.厂内汽车衡实现无人值守方案的探讨[J].中国计量，2006（12）：61-63.

[6]戚敏捷.基于远程集中计量的钢铁企业汽车衡管理系统的研究及实现[D].湖南大学，2012.

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