无线传输天车秤称重管理信息系统的设计与实现

　　1　引言

　　天车秤广泛应用于冶金、建材、港口、码头等行业,对于企业的生产至关重要。在这些行业的应用过程中,往往工作环境比较恶劣,尤其是炼钢企业,夏天车间温度极高,恶劣的工作环境对操作员是艰苦的挑战。同时,炼钢企业又是能源消耗的大户,采取各种措施降低能源消耗也是提高企业生产效率的要求。为了减轻操作员的劳动强度,实现对天车的运行过程进行自动跟踪、智能分析,从而实现天车秤的自动数据统计并有效地节约能源,我们开发设计了天车秤称重管理信息系统。该系统针对天车的工作过程设计安装了一套自动检测系统,它能根据企业生产的工艺流程,使计算机对采集到的数据理解、认识和加工,代替了抄报员的繁重工作及人为的报表疏忽造成的数据不准、虚报、漏报等现象,帮助企业及时了解生产状况、准确地考核员工,同时它可以详细记录天车秤的工作状况以及工作流程,并适当给出天车移动的指导意见,对于监督员工不必要地移动天车产生的能源浪费能起到有效地作用,从而起到了节能的效果。

　　本文将针对某炼钢厂的实际应用,详细分析上述无线传输天车秤称重管理信息系统的系统结构和设计方法以及它在节能方面采取的措施。

　　2　系统的结构

　　无线传输天车秤称重管理信息系统的结构大致如图1所示,它包括天车秤重定位子系统、单片机子系统、无线数据收发子系统(扩频电台)、主计算机。该系统的整个工作流程大致如下:

　　(1)通过天车秤重定位子系统称取天车的重量并判断称重时天车所在的位置。

　　(2)通过单片机子系统将天车秤的称重信息、天车的编号信息、天车的位置信息等进行数据打包,打包过程中考虑数据的冗余设计。打包后的数据通过无线数据收发子系统(无线扩频电台)发送至总站的主计算机。为了降低收发的误码率,采用重复发射的办法,每次发送的数据都包含序列标签。

　　(3)总站的主计算机接收信号后进行容错处理,然后收到的数据包进行分解处理,分离出天车秤的称重信息,天车的编号信息、天车的位置信息等,并将这些信息写入到数据库中。

　　(4)总站的主计算机对数据库中的信息进行各种处理,检索、查询并显示给用户,并利用数据库中的信息提供辅助决策。总站的主计算机可以与工厂的其它计算机相连,共享称重管理数据。

　　3　关键技术

　　在本系统的实现过程中,用到了如下关键技术:

　　(1)光电开关组定位技术:定位设备判断天车当前所处的位置,由此确定天车秤所称钢水包来自哪一个回转台,它是记录天车的移动以及生产过程的基础。由于天车运行时所处的特殊环境,烟气大、震动频繁剧烈。激光测距定位难以实施,电子标签定位价格太昂贵。本系统采用如图2所示的定位方法(500 m的长跨上定位点数为64个),在天车上一端装有一组光电开关(6个,移动),在天车秤移动经过的地面每隔一定的距离安装一组遮光板组(不移动,数量从0到6变化),遮光板组采用二进制编码的形式,天车秤经过位置1时,由于6个遮光板使6个光电开关全接通,天车秤经过位置2时,只有5个遮光板使5个光电开关接通,由于遮光板组的安装采用二进制编码的形式,因此6个遮光板可以有64种安装方式,从而可以使6个光电开关产生64种接通方式,从而达到区分64个不同位置的目的。将光电开关的输入接入单片机系统,就可以实现64个位置的定位。这种定位方式中用的光电开关数量不多,数量多的是遮光板,但由于遮光板价格非常便宜,光电开关的价格也比较低廉,因此这种定位方法成本相对于其它定位方法来说低得多。同时在需要提高定位精度时,每提高一倍(地位点数从64增加到128)只需要天车上安装的光电开关增加一个,地面的遮光板组增加到7个一组(也采用二进制编码)可达到要求,所增加的成本非常低。该方法实际应用取得了良好的效果。