楊一平?萬海林?劉國平?武建平?張明保

摘要：在工礦企業(yè)中，過磅稱重是一項重要的工作，而智能稱量系統(tǒng)的使用對于煤礦的過磅過程產(chǎn)生了顯著影響。傳統(tǒng)上，工礦企業(yè)使用海路、鐵路和公路等多種方式進行過秤稱重，這使得重量檢測工作量龐大且復(fù)雜。此外，由于運輸工具眾多，交通擁堵常常發(fā)生，極易引發(fā)事故，為生產(chǎn)帶來極大的安全隱患。智能稱重軟件將礦井中原來的資源與業(yè)務(wù)流程合理劃分，有效解決了傳統(tǒng)車載式稱重測量工作效率低下的問題。該軟件還能夠減少人為誤差導(dǎo)致的數(shù)據(jù)不精確缺陷，從而提高了過磅過程的準(zhǔn)確性和可靠性。通過應(yīng)用智能稱重系統(tǒng)，工礦企業(yè)不僅能夠促進經(jīng)濟發(fā)展，同時也能夠?qū)崿F(xiàn)高效的社會效益。

關(guān)鍵詞：智能化；稱重系統(tǒng)；工礦企業(yè)

楊一平（1982.06-），男，漢族，甘肅平?jīng)觯究?，機電工程師，研究方向：機電設(shè)備長周期穩(wěn)定運行、智能化工業(yè)控制平臺及無人值守系統(tǒng)；

萬海林（1982.03-），男，漢族，甘肅莊浪，本科，機電高級工程師，研究方向：電氣自動化；

劉國平（1986.10-），男，漢族，甘肅莊浪，本科，機電工程師，研究方向：電氣自動化；

武建平（1982.11-）男，漢族，甘肅平?jīng)?，大專，機電工程師，研究方向：電氣自動化；

張明保（1978.09-），男，漢族，甘肅平?jīng)?，大專，機電工程師，研究方向：電氣自動化。

一、智能化稱重系統(tǒng)與傳統(tǒng)稱重技術(shù)

（一）傳統(tǒng)稱重技術(shù)

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，稱量技術(shù)也在不斷進步和創(chuàng)新。現(xiàn)如今，稱重系統(tǒng)具有一些顯著的特點，如實時性強、相關(guān)參數(shù)多等。這些特點對稱重設(shè)備提出了一些要求，包括響應(yīng)速度、可靠穩(wěn)定性、溫度敏感性和分辨率等?，F(xiàn)在主要有兩種類型的稱重系統(tǒng)：一種是利用內(nèi)置的 A/D變換器，也就是人們所熟知的數(shù)字化重量傳感器。這種傳感器是把模擬重量傳感器的輸出信號轉(zhuǎn)化成數(shù)字輸出。該傳感器相關(guān)的性能參數(shù)如機械、溫度等，都是基于稱重傳感器的相關(guān)工藝進行模擬得出的。這種類型傳感器顯著的特點就算只能將信號進行模擬，使之變成具體的數(shù)值，但是無法改善相關(guān)的參數(shù)。另一種是完全擺脫模擬重力儀的常規(guī)補償和調(diào)節(jié)方法。這種稱重系統(tǒng)的原理是將相關(guān)的元件進行一系列的處理，包括貼片、固化等，再結(jié)合相關(guān)的硬件，如溫敏原件、濾波等，共同組成數(shù)字回路。與前一陣方法不同的是，該類型的稱重系統(tǒng)通過數(shù)字濾波、調(diào)零、補償?shù)确椒?，輸出?shù)字信號，使其按照一定的格式規(guī)則進行輸出。相比之前的方法，這種方法更為高效可靠，傳輸距離也更長。

傳統(tǒng)的稱重系統(tǒng)的模-數(shù)轉(zhuǎn)換器僅為16位（bit），通常有5萬個可供選擇的點數(shù)。而數(shù)字型智能稱重傳感器的精度為20位（bit），通常有10萬個可供選擇的點數(shù)。模擬稱量元件一般是通過人工制作的，受人為因素的影響很大?，F(xiàn)有的零點溫度、敏感溫度、線性、遲滯、蠕變等補償方式和技術(shù)尚不完善，且各補償方式間相互影響，導(dǎo)致剩余誤差難以避免，制約了系統(tǒng)精度與穩(wěn)定性的提升。采用數(shù)字化智能稱量系統(tǒng)，其傳感器可實現(xiàn)自動制造，不受人為因素的影響。它的調(diào)零、比例轉(zhuǎn)換、溫度補償、線性補償、遲滯補償和蠕變補償均由內(nèi)置微處理器完成，并對各類數(shù)據(jù)進行處理和存儲。應(yīng)用“數(shù)據(jù)庫”技術(shù)，使得單片機能夠?qū)?shù)據(jù)進行持續(xù)地辨識、修正，從而提高了系統(tǒng)的智能化程度和功能。

（二）智能化稱重系統(tǒng)概述

隨著世界計算機信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，各行各業(yè)都在迅速采用智能化的測量檢測管理系統(tǒng)，工礦企業(yè)也不例外。傳統(tǒng)的測量稱重技術(shù)和系統(tǒng)已經(jīng)無法滿足當(dāng)今工礦企業(yè)發(fā)展的需求。目前，工礦企業(yè)中仍然采用模擬稱重系統(tǒng)，其核心設(shè)備是模擬稱重傳感器和模擬顯示器。與數(shù)字式稱重系統(tǒng)相比，模擬系統(tǒng)存在許多差距。輸出模擬信號較小、傳輸距離短、抗干擾性差、安全性和防偽能力較弱、儀器的顯示和控制比較復(fù)雜，容易出現(xiàn)故障、安裝調(diào)試不便，維修費用較高。因此，采用智能化稱量系統(tǒng)是目前我國工礦企業(yè)的重要方向。

隨著市場經(jīng)濟的迅速發(fā)展，工礦企業(yè)對稱重過磅的要求也越來越高。但實際的稱重過磅工作環(huán)節(jié)滯后，難以滿足需求。過去稱重車輛排隊等待已成為常態(tài)，對企業(yè)效益產(chǎn)生了很大影響。工礦企業(yè)希望通過現(xiàn)代技術(shù)應(yīng)用于稱量業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)，實現(xiàn)智能化、高效的管理。為滿足

關(guān)工礦企業(yè)對稱量的迫切要求，有關(guān)專家和學(xué)者們采用先進的智能化技術(shù)，研制了智能稱量系統(tǒng)。該系統(tǒng)整合和改進了傳統(tǒng)稱重過磅的各種技術(shù)。它利用先進的智能化技術(shù)，提高了測量的精度和準(zhǔn)確性。同時，它還具有自動化、遠(yuǎn)程監(jiān)控和數(shù)據(jù)管理等功能，提高了工礦企業(yè)的管理和效率。

二、智能化稱重系統(tǒng)實施目標(biāo)

對于工礦企業(yè)來說，設(shè)立一個專門的部門來統(tǒng)一集中管理智能稱重系統(tǒng)是非常重要的。這樣可以確保設(shè)備的統(tǒng)一管理和高效運行。智能稱重系統(tǒng)相較于傳統(tǒng)的人工過磅技術(shù)有很多優(yōu)勢。首先，它能夠降低工礦企業(yè)人力成本，提高工作效率。智能稱重系統(tǒng)采用先進的技術(shù)，可以實現(xiàn)更精準(zhǔn)地稱重，減小誤差。通過視頻監(jiān)控技術(shù)，可以準(zhǔn)確記錄每輛稱重裝貨車的信息，包括車牌等相關(guān)信息，避免傳統(tǒng)方式中的重復(fù)稱重問題。這樣一來，可以大大提高稱重的效率，并降低誤差率。智能稱重系統(tǒng)還可以利用先進的信息技術(shù)，精確計算車輛到達(dá)時間，并對過磅車輛進行科學(xué)合理的控制，以避免車輛堵塞情況，進一步提高稱重過磅效率。另外，智能化稱重系統(tǒng)還能在適當(dāng)?shù)沫h(huán)節(jié)及時發(fā)出相應(yīng)的提示。借助于視頻監(jiān)控技術(shù)，可以有效記錄過磅車輛的相關(guān)信息，并在設(shè)立的LED大屏或數(shù)字大屏上顯示，方便相關(guān)人員查看。并且搭配語音播報相關(guān)信息，提醒過往車輛，這樣更安全、更有效。此外，智能稱重系統(tǒng)還具有自動報警功能，一旦出現(xiàn)車輛未過磅或者重復(fù)過磅的情況，就會觸發(fā)報警機制，相關(guān)工作人員接到報警信息后會及時趕去現(xiàn)場進行處理，從而提高稱重過磅效率。

三、智能化稱重系統(tǒng)組成特點

（一）系統(tǒng)組成特點

智能化稱重系統(tǒng)由軟件和硬件組成，軟件環(huán)境當(dāng)中包括Windows 7/8/10操作系統(tǒng)，SQL Server 2005數(shù)據(jù)庫，開發(fā)語言為C#，開發(fā)環(huán)境為Microsoft Visual Studio.Net 2008，架構(gòu)為C/S。硬件環(huán)境包括四個設(shè)備，分別是UHF固定式一體化讀寫器、UHF電子標(biāo)簽、手持讀卡器、發(fā)卡器。智能化稱重系統(tǒng)終端自適應(yīng)，可以靈活適配不同工礦企業(yè)終端環(huán)境。根據(jù)不同的工礦企業(yè)的個性化需求，系統(tǒng)可以自適應(yīng)配置。智能化稱重系統(tǒng)有多個終端，除了自動收卡，還包括自動集中以及當(dāng)場簽收等。這些終端的重要性不言而喻，正是由于這些終端的存在，才使得系統(tǒng)智能稱重得以實現(xiàn)，同時也使得無人操作模式得以實現(xiàn)，從而降低工礦企業(yè)用人成本，提高稱重的效率與精度。

在智能化稱重系統(tǒng)當(dāng)中，集成設(shè)備也擁有多樣化的特征?？蛻艨梢愿鶕?jù)自身的實際情況，結(jié)合多樣化的操作方法進行選擇，以匹配最佳的方案。例如針對頻率，就有高中低三種類型進行選擇；針對信息源，就有有源和無源可以選擇。經(jīng)過慎重選擇確定最佳方案之后，在降本增效的同時，也使得經(jīng)濟效益最大化。而且，與之有關(guān)的公司也可以隨意選擇LED大屏幕的顯示方式、指示燈、語音系統(tǒng)和自動開關(guān)等輔助設(shè)備。這些設(shè)備的選擇可以根據(jù)實際情況而定，以達(dá)到最優(yōu)化的效果。

在智能化稱重系統(tǒng)中，業(yè)務(wù)流程不是一成不變的，針對不同的工礦企業(yè)有著不同的過磅稱重流程，可以結(jié)合自身情況進行自定義設(shè)置，從而使得整個辦卡辦理、車卡綁定流程更為高效流暢。

在智能化稱重系統(tǒng)中，通過定制化過磅稱重流程，借助相關(guān)技術(shù)進行自動化檢查，檢查的對象包括車號、計重房以及磅秤等。在稱重過程中，系統(tǒng)完全避免人工干預(yù)，全程自動化操作。按客戶要求執(zhí)行過磅時間和重量檢驗，更為精確地避免了人為作弊情況的發(fā)生。

通過使用監(jiān)測裝置，能夠有效監(jiān)測整個計量過程，實現(xiàn)高度集中化的管理。系統(tǒng)使用 SOA方法，將相關(guān)信息與用戶的信息系統(tǒng)進行高效整合，通過客戶自定義需求對原有的流程進行開發(fā)和優(yōu)化。這樣可以實現(xiàn)系統(tǒng)與企業(yè)的無縫銜接，使得智能化稱重系統(tǒng)能夠更好地滿足企業(yè)的業(yè)務(wù)需求。

（二）系統(tǒng)分析

該智能化稱重系統(tǒng)是基于電子測量與微機監(jiān)測與管理相結(jié)合的地秤自動檢測與控制系統(tǒng)。其中，電子計量部分主要由重量傳感器和稱重顯示儀表構(gòu)成，主要實現(xiàn)對重量數(shù)據(jù)的采集。計算機監(jiān)控管理部分由計算機、打印機、射頻識別系統(tǒng)、控制器、道閘、車輛檢測器、攝像機、視頻采集卡構(gòu)成，主要實現(xiàn)稱重監(jiān)控、打印磅單、生成各類匯總統(tǒng)計報表和綜合查詢等。

該系統(tǒng)可以根據(jù)不同需求采用不同的使用方式：①一機一秤。每臺機器都配備一臺地秤，適合小型稱重業(yè)務(wù)較少的單位使用。②多機網(wǎng)絡(luò)。多臺電腦和一臺地秤組成一個網(wǎng)絡(luò)，稱量工作在計量室電腦上進行，其他工作在其他部門的電腦上進行，數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和協(xié)同工作。適用于需要多個部門協(xié)作進行稱重處理，并需要實時監(jiān)控處理流程的中型公司。③一機多磅。一部電腦與多個地秤相連，適用于將多臺地秤集中到一個地方進行管理，稱量工作可以在同一臺電腦上完成，實現(xiàn)數(shù)據(jù)資源共享和統(tǒng)一維護處理。但在稱重業(yè)務(wù)繁忙情況下可能會有壓力。④多機多磅。多臺計算機和多臺地秤構(gòu)成計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，稱重業(yè)務(wù)在各計量室的計算機上進行，數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上，各部門、計量室可以共享數(shù)據(jù)，實現(xiàn)交易過程的一體化處理。適用于大型企業(yè)需要多個秤進行稱重的情況。

四、智能化稱重系統(tǒng)在工礦企業(yè)中應(yīng)用

（一）計量

測量程序可以根據(jù)物料的進料、出料、物料的內(nèi)部分配等來完成。在測量過程中，會使用到一些常見的信息，這些信息包括了車號、貨名、收貨單位、發(fā)貨單位、規(guī)格、型號等，在輸入的時候，只要雙擊鼠標(biāo)就可以了，這樣可以避免再次輸入的問題，從而可以加快操作速度，減輕操作員的工作量。該系統(tǒng)配備的稱重儀器能夠自動接收體重數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，并且無法手動輸入或修改，有效避免了人工輸入誤差。同時，系統(tǒng)還能自動提取和累加稱重數(shù)據(jù)，實現(xiàn)凈重數(shù)據(jù)的自動統(tǒng)計。此外，系統(tǒng)還提供了查詢功能，可以根據(jù)不同情況進行數(shù)據(jù)查詢，并生成日報、季度報表等統(tǒng)計總結(jié)。同時，系統(tǒng)還能預(yù)先儲存載貨物的重量，方便在稱重過程中進行比對參考。在稱重過程中，系統(tǒng)支持進、出、旋轉(zhuǎn)和復(fù)稱等多種稱重方式。此外，該系統(tǒng)還配備紅外車輛定位系統(tǒng)、視頻監(jiān)視系統(tǒng)、車輛上下稱臺控制系統(tǒng)以及銷售發(fā)票系統(tǒng)等附加功能，以實現(xiàn)對車輛的定位、視頻監(jiān)控，以及對車輛上下稱臺和銷售發(fā)票等操作的控制。

（二）狀態(tài)顯示

在稱量過程中，監(jiān)視器屏幕能夠?qū)崟r顯示稱量儀器上的重量信息。該系統(tǒng)實現(xiàn)了無人值守的管理，通過對稱量情況的實時監(jiān)控，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和稱量的有序進行。主界面上的體重顯示區(qū)將各稱重儀器所測得的體重數(shù)據(jù)與實際數(shù)據(jù)進行同步顯示。在稱量顯示板下方，還設(shè)有連接狀態(tài)指示燈，可指示稱量儀器與電腦的連接狀況。連接良好時指示燈為綠色，未連接時為紅色。對于稱量顯示，當(dāng)稱量平臺上有一輛汽車時，稱量顯示板將亮起紅燈，其他車輛無法通行；當(dāng)稱量平臺上沒有汽車時，稱量顯示板將亮起綠燈，其他車輛可以通行。這種功能可以通過在稱量臺旁設(shè)置交通信號燈來實現(xiàn)，以提示駕駛員在稱重完畢后立即離開，減少等待時間。

此外，在汽車稱重系統(tǒng)中運用道閘信號自動控制技術(shù)，實現(xiàn)了汽車稱重的有序進行。當(dāng)紅燈亮起時，不允許載重汽車行駛；綠燈亮起時，表示車輛可以上稱。待稱的車輛在天平上時，紅燈等燈會自動亮起，并拉下道閘；過磅完成后，閘板會自動上升；車輛離開稱臺時，閘板會下降，綠燈會閃爍。這樣的控制技術(shù)保證了稱重過程的順利進行。

（三）稱重數(shù)據(jù)查詢統(tǒng)計

數(shù)據(jù)查詢：查看這次稱臺的稱重紀(jì)錄以及當(dāng)日的全部稱重紀(jì)錄。

資料保存：具有數(shù)據(jù)的備份和還原功能，能將稱量資料備份到指定地點，并能還原備份資料，保證資料的安全性。

司磅員設(shè)置、增加、刪除稱重人員，并設(shè)定稱重人員登錄密碼。同時，管理員還可以設(shè)定主管的稱重權(quán)、參數(shù)設(shè)定權(quán)、數(shù)據(jù)查詢權(quán)等等。

參數(shù)設(shè)定電子儀器的種類，波特率：可以采用對稱性的數(shù)字來設(shè)定，可以設(shè)定資料儲存時間，可設(shè)定計量單位，可方便地印刷過秤清單。

（四）系統(tǒng)優(yōu)勢

①提供三個層次的安全系統(tǒng)，即操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫，應(yīng)用程序。②對用戶的操作進行了詳細(xì)的權(quán)限劃分，并對每個單獨的功能進行了詳細(xì)的描述，使系統(tǒng)管理員能夠?qū)λ械挠脩暨M行靈活的管理與授權(quán)：為數(shù)據(jù)的安全提供了一個自動的數(shù)據(jù)庫備份。③操作日志記錄，使用者的每個步驟都會被自動地錄入到作業(yè)日志中，讓使用者可以根據(jù)作業(yè)日志來查詢作業(yè)人員的各項作業(yè)，避免使用者對作業(yè)資料的不當(dāng)處理。④對供應(yīng)商、顧客等基本資料進行編號、助記符等處理，以提高工作效率。⑤具備視頻影像監(jiān)視捕捉功能，紅外定位防欺騙功能，語音提示功能。

（五）應(yīng)用效果

將智能化稱重系統(tǒng)與原模擬式電子稱重系統(tǒng)進行對比，原模擬式電子稱重系統(tǒng)中最大的問題就算無法單獨區(qū)分不同的模擬器所輸出的信號，這就導(dǎo)致一旦出現(xiàn)故障，無法及時檢測出來。這主要是由于傳統(tǒng)的模擬稱量模式，終端箱串聯(lián)多個模擬器輸出的信號，這些信號無法單獨區(qū)分，在一條線路上。在數(shù)字稱重傳感器中，有一個能夠?qū)ψ陨磉M行診斷的微處理器，每個微處理器都有自己的地址，能夠?qū)Ω鱾鞲衅鞯妮敵鲞M行在線監(jiān)測和智能化處理。通過這種方式，不但提高了稱量系統(tǒng)的可靠性，而且能夠很好地解決諸如小稱重，偏載檢測等用仿真方法很難實現(xiàn)的問題。再加上獨特的高精度、綜合的傳感器數(shù)字補償技術(shù)，以及長距離、高速安全的通信技術(shù)，相比于傳統(tǒng)的模擬傳感器，智能化稱重系統(tǒng)性能顯著，能更好地實現(xiàn)更高精度。

五、結(jié)束語

在對智能稱重系統(tǒng)進行有效應(yīng)用后，工礦企業(yè)可以大幅度減少擁堵現(xiàn)象的發(fā)生，相關(guān)環(huán)節(jié)的工作人員也可以有效解放勞動力，提高工作效率，使得工礦企業(yè)管理過磅稱重更為高效順利。這使得工礦企業(yè)能夠更高效地管理過磅稱重流程，降低相關(guān)人力成本并提高經(jīng)濟效益。同時，這也有助于提升企業(yè)品牌形象，并對社會效益產(chǎn)生積極影響。

作者單位：楊一平 萬海林 劉國平 武建平 張明保

華亭華煤清能煤化工有限責(zé)任公司

參? 考? 文? 獻(xiàn)

[1]申鵬程，申鵬，滕健.基于電量采集智能算法的新型稱重系統(tǒng)研發(fā)與應(yīng)用[J].現(xiàn)代食品，2022，28（22）：15-20.

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