基于嵌入式技术和轮计量的原料入库确认系统的开发

　　1 背景

　　火车运输是冶金企业重要的原料运输方式。企业内部一种原料一般有多个库房，经常出现库房之间的原料倒运。另外，有时一列火车进入某个库房，本来准备将原料全部卸下，但经常发生只能卸下一部分，其余还要牵出库房，卸往另外库房的情况。信息系统虽然要求人员对原料的接收库房进行如实确认，但受到网络、设备、人员等方面的限制，入库接收经常出现系统信息与实际接收库房不符的现象。这些问题给库房的原料盘存带来较大麻烦，干扰了库房的盈亏分析，给效益核算、生产决策带来误导。监控列车运行轨迹，如实记录列车进出库房的车号与重量，从而确定库房实际收货情况就显得非常重要。本系统的预期功能是监控列车运行轨迹，自动识别出入各库房的列车车号、判断轻重车、判断出入库方向，以确认原料是否入库。

　　2 技术方案

　　系统要自动识别出入各库房的列车车号、判断轻重车、判断出入库方向，需要车号识别、称重检测和数据处理三部分内容。

　　车号识别：铁路车号识别系统应用比较成熟，考虑控制方式、车号获取的程序，系统选用远望谷公司的产品，信号控制通过开关量进行，车号读取则通过 RS232 串口。

　　称重检测：系统主要是判断原料是否被卸在库房，不需进行精确称重，只需判断是重车还是轻车即可。假如进库房是重车，出库房是轻车，说明这节车厢的原料卸在了该库房;反之，说明这节车厢的原料未卸在该库房。考虑最经济的方案，应用钢轨塞销式传感器，不需做基础，直接在钢轨上打孔，施工简单。轻重的判定不需检测整节车厢，只需检测车轮，这样只需安装两只传感器，即可完成轻重的判定。称重传感器输出模拟信号，经高速 AD模块转换为数字信号后通过 RS485 接口进入计算机进行处理，取消了显示仪表。

　　数据处理：列车过后，系统最后要生成判车结果，包括上衡时间、上衡方向，并将车号、轻重一一匹配，这需要计算机系统具有强大的数据处理和复杂的逻辑判断能力。系统需要安装在距离钢轨不远的户外仪表箱内，最好做成体积小、功耗低、性能强的嵌入式系统。PC 机对环境要求较高，且易受病毒攻击。因而我们选择 MOXA 公司的嵌入式计算机 UC7408，其具有丰富的串行口和网络口，可满足需要。本项目在济钢集团有限公司19 股和焦化线各安装一套，主要用来掌控殷陈库房与焦化 9 大罐的货物进出情况，系统架构如图 1 所示。

　　2.1称重检测———塞销式传感器

　　传感器外型呈圆锥形，需和标准钢轨配合使用 (如图 2 所示)。使用时将传感器按规定的装配工艺要求装入轨腰孔内并锁紧，当钢轨受到压力作用时，装在轨腰处的传感器便产生一个与剪切力成正比的输出信号。塞销式轨道称重传感器作为信号开关时可以单只单独使用，但用于轨道衡时，两只 (每个轮子下装两只传感器) 需配套使用。本项目每套系统安装两只，单独使用，系统根据两只传感器的称重信号变化识别来车方向，并对来车方向的传感器的阶跃计数，根据信号大小判断车轮轻重，从而推断是重车还是轻车。