一、行業(yè)背景與應(yīng)用需求
1.行業(yè)背景
汽車(chē)智能稱(chēng)重管理系統(tǒng)已經(jīng)成為多家企業(yè)信息化管理的重要組成部分，形成一種高效、準(zhǔn)確、快捷、防作弊的新型稱(chēng)重管理模式。下面以某電廠應(yīng)用為例，介紹系統(tǒng)實(shí)施的基本框架。
所謂汽車(chē)智能稱(chēng)重管理系統(tǒng)即是在原有汽車(chē)稱(chēng)重管理系統(tǒng)上附加了利用遠(yuǎn)距離RFID技術(shù)實(shí)現(xiàn)的對(duì)稱(chēng)重車(chē)輛的自動(dòng)識(shí)別功能，并將自動(dòng)采集到的稱(chēng)重車(chē)輛信息合并到稱(chēng)重管理系統(tǒng)中。應(yīng)用于電廠的智能稱(chēng)重管理系統(tǒng)使電廠燃料部計(jì)量處的過(guò)車(chē)速度提高了3-4倍，通過(guò)車(chē)號(hào)自動(dòng)識(shí)別和精確計(jì)量，有效地防止了人為舞弊給電廠所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失。此外，系統(tǒng)實(shí)施后還大大降低了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度和人工稱(chēng)重的失誤率，提高了燃料管理流程的透明度，推動(dòng)了電廠的信息化進(jìn)程。
2.應(yīng)用需求
煤場(chǎng)自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)針對(duì)的是以汽車(chē)作為運(yùn)輸工具的自動(dòng)計(jì)量、稱(chēng)重和回皮（空車(chē)）數(shù)據(jù)的完全自動(dòng)化（無(wú)需人員干預(yù)）采集，保證原始數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性。通過(guò)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)計(jì)量，可以大大縮短各個(gè)操作環(huán)節(jié)的操作時(shí)間，提高計(jì)量系統(tǒng)的接卸能力，同時(shí)也可改善計(jì)量人員和汽車(chē)司機(jī)的工作環(huán)境、降低勞動(dòng)強(qiáng)度。
二、項(xiàng)目實(shí)施的目標(biāo)
項(xiàng)目的實(shí)施分為兩個(gè)階段，第一階段為現(xiàn)有系統(tǒng)的改造，第二階段實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守作業(yè)。煤場(chǎng)自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)主要包括以下六個(gè)部分：
（1）運(yùn)輸車(chē)輛隊(duì)列管理。車(chē)輛隊(duì)列管理主要完成運(yùn)輸車(chē)輛的排隊(duì)，杜絕車(chē)輛插隊(duì)，提高車(chē)輛運(yùn)輸秩序。
（2）采樣。采樣完成對(duì)進(jìn)場(chǎng)煤的采樣（采樣煤用于進(jìn)行煤質(zhì)分析）。
（3）稱(chēng)重。稱(chēng)重主要完成進(jìn)煤車(chē)輛毛重的計(jì)量。
（4）回皮?；仄ぶ饕瓿绍?chē)輛空重的計(jì)量，最終計(jì)算出凈重。
（5）實(shí)時(shí)監(jiān)控。實(shí)時(shí)監(jiān)控主要完成對(duì)采樣、稱(chēng)重、回皮的過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，及時(shí)了解采樣、稱(chēng)重和回皮車(chē)輛的情況，以便及時(shí)進(jìn)行處理。
（6）監(jiān)控管理系統(tǒng)。監(jiān)控管理系統(tǒng)主要完成系統(tǒng)基礎(chǔ)信息的管理、維護(hù)，運(yùn)行模式的選擇設(shè)定等。
三、系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1.系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示。其中包括：監(jiān)控管理系統(tǒng)、車(chē)輛隊(duì)列管理、稱(chēng)重主機(jī)、采樣主機(jī)、回皮主機(jī)、實(shí)時(shí)監(jiān)控、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器和其他在線工作站等。各單元系統(tǒng)之間通過(guò)廠內(nèi)局域網(wǎng)聯(lián)結(jié)在一起，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。
圖1 煤場(chǎng)自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖
2.系統(tǒng)的工作流程
圖2自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)工作流程
所有運(yùn)輸車(chē)輛在進(jìn)入煤場(chǎng)之前首先到車(chē)輛隊(duì)列管理處，進(jìn)行隊(duì)列排序，只有進(jìn)行排序后的運(yùn)輸車(chē)輛才能進(jìn)入煤場(chǎng)。運(yùn)輸車(chē)輛排序完成后進(jìn)入采樣平臺(tái)進(jìn)行采樣。采樣時(shí)需要對(duì)車(chē)輛是否插隊(duì)進(jìn)行判斷，如果是插隊(duì)車(chē)輛則不予采樣。采樣完成后車(chē)輛駛?cè)肫?chē)衡進(jìn)行毛重的計(jì)量，計(jì)量完成后進(jìn)行卸煤，卸煤完成后駛?cè)肫?chē)衡進(jìn)行皮重的計(jì)量，計(jì)量完成后自動(dòng)計(jì)算出凈重。在稱(chēng)重和回皮的過(guò)程中如果出現(xiàn)異?，F(xiàn)象系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)通知實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)控人員可進(jìn)行及時(shí)處理，保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。系統(tǒng)工作流程如圖2所示。
四、系統(tǒng)運(yùn)行
根據(jù)系統(tǒng)工作流程，下面分五個(gè)部分說(shuō)明系統(tǒng)的運(yùn)行。
1.車(chē)輛隊(duì)列管理
車(chē)輛隊(duì)列管理實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)輸車(chē)輛隊(duì)列的管理，從而減少插隊(duì)現(xiàn)象的發(fā)生，提高車(chē)輛的通行率。自動(dòng)進(jìn)行車(chē)輛隊(duì)列管理是通過(guò)車(chē)號(hào)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)來(lái)完成。
車(chē)號(hào)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)主要包括微波射頻卡、閱讀器、射頻電纜、天線和車(chē)號(hào)自動(dòng)識(shí)別軟件。每個(gè)運(yùn)輸車(chē)輛均安裝有微波射頻卡，每一個(gè)微波射頻卡對(duì)應(yīng)一個(gè)車(chē)號(hào)。通過(guò)微波射頻識(shí)別卡可以做到對(duì)運(yùn)輸車(chē)輛的自動(dòng)識(shí)別，每通過(guò)一個(gè)運(yùn)輸車(chē)輛，車(chē)號(hào)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)自動(dòng)為此車(chē)生成一個(gè)隊(duì)列號(hào)作為采樣的排隊(duì)序列。采用車(chē)號(hào)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)的好處是沒(méi)有人員進(jìn)行干預(yù)，作到車(chē)輛隊(duì)列客觀準(zhǔn)確。
2.采樣
采樣平臺(tái)處安裝有車(chē)號(hào)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)。當(dāng)運(yùn)輸車(chē)輛進(jìn)入采樣平臺(tái)后，車(chē)號(hào)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)讀取車(chē)號(hào)信息，并判斷此車(chē)是否為插隊(duì)車(chē)輛，如果是則拒絕采樣。
3.稱(chēng)重
圖3 稱(chēng)重前、中、后過(guò)程圖
圖3為自動(dòng)稱(chēng)重過(guò)程示意圖。其中圖3a，為汽車(chē)衡處于稱(chēng)重準(zhǔn)備就緒狀態(tài)，圖3b為稱(chēng)量狀態(tài)，圖3c為稱(chēng)后狀態(tài)。稱(chēng)重準(zhǔn)備就緒后，綠色指示燈亮，同時(shí)擋車(chē)器為關(guān)閉狀態(tài)。運(yùn)輸車(chē)輛在采樣完成后，汽車(chē)衡處于稱(chēng)重準(zhǔn)備就緒的狀態(tài)下可以駛?cè)肫?chē)衡進(jìn)行計(jì)量。
車(chē)輛駛?cè)肫?chē)衡后紅色指示燈亮（如圖3b所示），車(chē)號(hào)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)讀取車(chē)號(hào)信息，車(chē)輛定位成功后計(jì)量軟件開(kāi)始計(jì)量，計(jì)量成功后擋車(chē)器打開(kāi)同時(shí)進(jìn)行語(yǔ)音提示車(chē)輛駛出汽車(chē)衡，并通過(guò)電子顯示屏將計(jì)量進(jìn)行顯示，如圖3c如示。車(chē)輛完全駛出汽車(chē)衡后關(guān)閉擋車(chē)器打開(kāi)綠色指示燈，等待下一次計(jì)量。
在計(jì)量的過(guò)程中出現(xiàn)以外情況時(shí)，如車(chē)輛不能定位、車(chē)號(hào)不能讀取等情況發(fā)生時(shí)計(jì)量軟件會(huì)自動(dòng)進(jìn)行語(yǔ)音提示并向監(jiān)控中心進(jìn)行報(bào)警，提示管理人員進(jìn)行處理。在整個(gè)稱(chēng)重過(guò)程中是完全不需要人進(jìn)行操作的。
4.回皮
回皮的過(guò)程與稱(chēng)重基本一致。兩者的區(qū)別主要在于一些語(yǔ)音和報(bào)警信息的內(nèi)容上。
5.實(shí)時(shí)監(jiān)控
車(chē)輛隊(duì)列管理、采樣、稱(chēng)重和回皮四個(gè)作業(yè)流程中的所有信息均實(shí)時(shí)反饋到監(jiān)控中心主機(jī)，管理人員通過(guò)監(jiān)控軟件系統(tǒng)實(shí)時(shí)了解各個(gè)工作流程的情況。例如在采樣處有插隊(duì)車(chē)輛，在稱(chēng)重、回皮時(shí)車(chē)輛無(wú)法定位，車(chē)號(hào)無(wú)法讀取等情況在監(jiān)控中心均能夠了解。
為保證煤場(chǎng)不間斷工作，自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)采用2種工作模式：自動(dòng)方式和手工方式。在正常情況下采用自動(dòng)方式，當(dāng)系統(tǒng)中的某些硬件設(shè)備出現(xiàn)故障而無(wú)法以自動(dòng)方式進(jìn)行工作時(shí)，可以采用手工方式進(jìn)行作業(yè)，從而保證煤場(chǎng)的正常生產(chǎn)，當(dāng)硬件設(shè)備修復(fù)后再切換到自動(dòng)方式。手工方式是一種備用方式。
五、設(shè)備選擇標(biāo)準(zhǔn)
汽車(chē)智能稱(chēng)重管理系統(tǒng)采用的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)是遠(yuǎn)距離RFID系統(tǒng)。電子標(biāo)簽（車(chē)卡）內(nèi)貼裝于運(yùn)輸車(chē)輛的前擋風(fēng)玻璃的內(nèi)側(cè)，要求RFID系統(tǒng)的識(shí)別距離大于5m，對(duì)識(shí)別速度無(wú)特殊要求，對(duì)標(biāo)簽的數(shù)據(jù)容量沒(méi)有特殊要求，對(duì)標(biāo)簽是否具有改寫(xiě)功能沒(méi)有特殊要求。要求RFID系統(tǒng)具有較高的可靠性。設(shè)備的工作環(huán)境通常要求防塵、溫濕度一般按工業(yè)級(jí)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。
值得注意的是將電子標(biāo)簽貼裝于擋風(fēng)玻璃內(nèi)側(cè)通常會(huì)降低標(biāo)簽的識(shí)讀距離，因而在電子標(biāo)簽的設(shè)計(jì)上要考慮玻璃襯底的影響。此外，應(yīng)用中一般還會(huì)提出標(biāo)簽貼裝后的防拆功能要求。
六、應(yīng)用效果分析
汽車(chē)智能稱(chēng)重管理系統(tǒng)為客戶自動(dòng)化管理發(fā)揮了重要作用。一方面大大提高了燃料煤入庫(kù)計(jì)量管理的效率，預(yù)防了人工操作的漏洞，改善了稱(chēng)重計(jì)量與運(yùn)輸車(chē)輛司機(jī)的工作條件與勞動(dòng)強(qiáng)度。另一方面也大大地促進(jìn)了企業(yè)的信息化建設(shè)步伐，為行業(yè)樹(shù)立了一個(gè)成功應(yīng)用新技術(shù)的范例。