焦化区域地磅自助计量系统研究与应用

地磅自动计量系统根据汽车物资运输流程，使用智能化秤房，结合多种计量防作弊手段，利用网络技术和视频监控设备，完成计量过程的监控、图像抓拍及计量操作过程截图，真正实现一车一卡无司秤员参与的自助计量。
1.前言
新建衡器不断增加，计量人员不断减少，原有计量系统己不能满足需求，管理的信息化也明显落后，充分利用网络、计算机软硬件开发新型物资计量系统来提高现有管理水平。
2.研发思路及技术方案制定
焦化区域地磅自助计量系统兼顾先期投资、数据整合、系统集成及系统可靠性、安全性、先进性、经济性、可扩充性等多种因素，力求整体最优。
2.1逻辑设计：采用C/S(客户机/服务器）与B/S(浏览器/ 服务器)相结合的体系结构。
2.2系统用户：一是以业务操作为主的业务操作用户，二是以监视和数据查询为主的信息查询用户。
2.3具体实施：充分利用分布式数据库SQL Server2008的系统性能特点和优势，统一设计、分布存放，整合资源，信息共享。用2台部门级服务器组成一个服务器组，逻辑上相互关联，物理上彼此独立。服务器端统一采用Windows 2008操作系统。
2.4系统开发：采用MS Visual Studio 6编程工具及ASP. net脚本语言。在数据库连接方面，充分利用ODBC与AD0+0LE DB的特点与优势，使系统的用户端与服务器的数据库连接及数据交换达到最佳。
2.5网络连接：依托骨干网物理结构，利用多余的光芯，构架独立的专用网络，保证数据的可靠性和安全性。核心层米用双机几余，汇聚层节点至中心均米用双链路连接。
2.6计量现场：对秤房进行智能化改造，采用一体式终端机系统，实现每个地磅计量点无人值守。计量秤房加装红绿灯、两端红外线检测、智能秤房（GAM终端）、IC卡读写器。
3.具体技术研究方案
3.1智能秤房的开发应用。智能秤房内部集成嵌入式工业级控制器（维护键盘、操作键盘、维护用监视器+显示器分频器、工业级液晶显示）、智能语音对讲、打印单元、智能采集单元、UPS电源等设备。
3.2物流管理流程再造。该物流管理流程对采购物资及销售产品通过门卫、收发货点、质检和计量进行统一管理，真正实现自助计量，实现物资计量、运输、出入监控、收/发货管理的一体化、无单据网络信息共享。
3.3自动化控制技术在秤房中的应用
3.3.1工作原理
系统采集信号分为模拟量信号和数字量信号，数字信号传感器将采集到的信号转换成脉冲电压传送至PLC，模拟信号传感器将采集到的信号转换成标准信号(0-5V或4-20mA等)传给PLC，PLC中的信号转换后通过以太网模块上传至服务器。
由于各秤房采集点数较少，为降低成本，采用西门子S7- 200系列来实现该功能，采用的主要模板有CPU222、EM231和 CP243-1等。CPU222自带8路数字量输入和6路数字量输出，支持扩展模块，用户程序中包括位逻辑、计数器、计时器、复杂数学运算及智能模块通讯等指令内容，能监控输入状态，改变输出状态达到监控的目的。EM231扩展模拟量模块带有 4路可将接收到的信号进行A/D转换成PLC能识别的数字量信号，达到动态传递外部模拟量数据的目的。CP243-1以太网模块实现通讯协议的转换并带一个标准RJ45接口，可将系统连接到以太网实现多点数据上传。
3. 3. 2远程数据采集
传感器。门禁传感器：房门打开时，提供相应的继电器触点信号输出，给出相应数字量报警信号。温湿度传感器：测试环境温湿度，输出与环境温湿度线性相关的直流电流信号。
设备电源控制。称重仪表：通过继电器的吸合控制称重仪表的启停。计量单打印机：通过继电器的吸合控制打印机的启停及软键开关。射灯：通过继电器的吸合控制交流接触器进而控制射灯的启停。
秤体防护。秤台监控防护报警：秤台台面两侧安装红外光栅，物体进入光栅区域及时报警，以防作弊。秤体限位报警：秤体限位安装检测传感器，秤体发生移位接近限位时发出告警，提示计量中心及时排查故障等。
3.3.3 远程数据传输及实现
各秤房PLC通过CP243-1上的RJ45接口接到计量专网，经过光缆接入到监控中心服务器，画面制作利用西门子的 WINCC，但WINCC不能直接提取变量，用0PC作为中间连接。先利用MICR0WIN对CPU和扩展模块进行组态，建立服务器连接，将CP243-1设为Server，将PC机设为Client，分配IP地址，再利用STEP7软件中的SIMATIC Manager进行0PC网络组态，将PC 机设为PC Station，并将它作为0PC网络中的0PC SERVER，将PLC设为0ther Station 作为0PC Client，利用SIMATIC NET 中的Configuration 配置PC Station，在Station Configuration Editor中插入IE General和0PC SERVER，编译并下载硬件组态后，在SMATIC NET的0PC Scout中就可以建立变量，进行CPU和0PC SERVER通讯，在WINCC中将通讯方式设为0PC方式，实现WINCC与CPU间的数据交换。
3. 4监控中心及秤房设备
监控中心使用一台服务器，值班人员通过分析上传的各种信息，对被控端秤房设备的电源进行控制、秤体防护监控和环境的温湿度等多种参数进行监测，实时监控运行参数，诊断并处理故障，记录和分析相关数据，实现设备的集中监控、维护和管理。
秤房设备包括一套完整的S7-200系统、温湿度传感器、红外光栅、光电开关等，将采集到的信号接入PLC，对数据进行转换后利用CP模块通过网络传送到监控服务器。
4.结论
项目投运后，为焦化生产经营提供了方便、快捷、安全的数据处理手段，实现了信息资源共享，理顺了业务流程，统一了数据标准，增强了生产经营的管控能力，提高了管理水平和生产效率，为企业信息化打下了坚实的基础。

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