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煤礦機(jī)械式地磅改造實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)采集
闡明了機(jī)械式地磅手工操作的種種弊端，給出了對(duì)機(jī)械式地磅進(jìn)行數(shù)字化改造 的方案和主要設(shè)備選型，設(shè)計(jì)了計(jì)量系統(tǒng)的功能及網(wǎng)絡(luò)圖，說(shuō)明了數(shù)據(jù)自動(dòng)采集的方法。
0.引言
我國(guó)煤炭企業(yè)信息化進(jìn)程較慢，有些煤礦計(jì)量 還采用機(jī)械式地磅，司秤員手工操作計(jì)量器具，效 率低、易出錯(cuò)，還為徇私舞弊、弄虛作假創(chuàng)造了條件，造成企業(yè)資源流失，降低了經(jīng)濟(jì)效益，不適應(yīng)現(xiàn)代企 業(yè)管理的需要。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和工業(yè)數(shù)字化 采集技術(shù)的發(fā)展，把網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)據(jù)自動(dòng)采集技術(shù) 應(yīng)用于計(jì)量管理中，是加強(qiáng)內(nèi)部管理、強(qiáng)化成本核算 的重要手段，是企業(yè)管理從經(jīng)驗(yàn)管理向標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)字 化管理轉(zhuǎn)換的技術(shù)基礎(chǔ)，是企業(yè)信息化進(jìn)程中的必 然趨勢(shì)。如果將機(jī)械式地磅更換為數(shù)字式地磅，花費(fèi)的資金多、浪費(fèi)大。把原有的機(jī)械式地磅進(jìn)行數(shù)字化改造，將數(shù)據(jù)自動(dòng)采集到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，
是節(jié)約資金、提率的佳方案。
1.數(shù)字化改造
1.1 改造方案
將地磅的4 ~ 20 mA輸出接口，連接到用的 采集模塊上，采集模塊再通過(guò)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線傳輸數(shù) 據(jù)到工作站計(jì)算機(jī)上，工作站通過(guò)用數(shù)據(jù)采集程 序進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和處理。數(shù)字化改造的初步方案如 圖1所示.
1.2主要設(shè)備選型說(shuō)明
(1)機(jī)械式地中衡改造
為了能夠很好地和機(jī)械式汽車衡配合好， 選用原地磅生產(chǎn)廠家的數(shù)字化改造設(shè)備。傳感器 選用BM -LS30T型橋式稱重傳感器，其靈敏度 (2.0±0.004) mV V,非線形度 ±0.02%FS 允許過(guò) 負(fù)荷150%FS。顯示及通訊裝置選用XK3103型稱 重顯示器，可以存6位數(shù)的400輛車號(hào)和皮重，具有 EIA — RS232接口和4~20 mA輸出接口，輸入靈敏 度 1.2mV/d，空稱范圍1.2 ~ 20 mV.
(2)采集模塊及通訊轉(zhuǎn)發(fā)模塊
工業(yè)數(shù)據(jù)采集及傳輸采用威達(dá)工控的產(chǎn)品。該 系列產(chǎn)品以體積小、模塊化設(shè)計(jì)以及良好的性價(jià)比 在工業(yè)數(shù)據(jù)采集、控制域占有重要位置，幾種模塊 的性能參數(shù)如下：
牛頓7012模擬量輸入模塊 模擬輸入:mV、mA
輸入范圍：±150 mV、±500mV、士1 V、士 10V、±20 mA、
采樣率：10 Hz
分辨率:14位
牛頓7520 A通訊轉(zhuǎn)發(fā)模塊 RS232/RS485雙向協(xié)議轉(zhuǎn)換 含有“SELF TUNER”芯片 速度 300 ~ 115.200 bps
通信距離:2.1 km/9 600 bps、2. 7 km/4 800 bps、 3.6 km 2 400 bps
2.計(jì)量系統(tǒng)的功能及網(wǎng)絡(luò)圖
為了滿足計(jì)量管理的需要，設(shè)計(jì)用的計(jì)量管 理軟件，負(fù)責(zé)采集實(shí)時(shí)信號(hào)，再對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處 理，包括分類匯總、實(shí)時(shí)存儲(chǔ)、打印等，再將數(shù)據(jù)傳輸 到網(wǎng)絡(luò)傳輸給服務(wù)器，其他部門和人員使用。實(shí) 現(xiàn)的過(guò)程及主要功能：自動(dòng)采集地磅的稱重信號(hào)、 將數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成以重量單位表示的貨物實(shí)際重量 數(shù)據(jù)、根據(jù)車輛自重和毛重計(jì)算凈重、打印輸出計(jì)量 單、建立計(jì)量數(shù)據(jù)庫(kù)、生成各類計(jì)量報(bào)表、與網(wǎng)絡(luò)上 的其他系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享等。計(jì)量網(wǎng)絡(luò)如圖2 所示。
3.數(shù)據(jù)自動(dòng)采集
使用MSComm控件對(duì)串口編程。用MSComm控 件的OnComm事件接收上傳的各字節(jié)數(shù)據(jù)，放入應(yīng) 用程序設(shè)置的緩沖區(qū)中。在MSComm控件的On- Comm事件中動(dòng)態(tài)改變MSComm控件Rthieshold屬性 值，實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)時(shí)稱重?cái)?shù)據(jù)的提取。大多數(shù)稱重儀表 都以連續(xù)發(fā)送方式將實(shí)時(shí)稱重?cái)?shù)據(jù)發(fā)送到與之相連 的上位機(jī)，數(shù)據(jù)包為固定長(zhǎng)度。串口設(shè)置根據(jù)稱重 儀表不同有所不同。南屯煤礦設(shè)置為：1位起始位、 1位停止位、8位數(shù)據(jù)位，無(wú)奇偶校驗(yàn)位。每幀數(shù)據(jù) 由12個(gè)字節(jié)組成，所有數(shù)據(jù)均為AscII字符。小數(shù) 點(diǎn)位數(shù)按從右向左取0 ~4的數(shù)值，異或校驗(yàn)為每幀 的第2個(gè)字節(jié)到第9個(gè)字節(jié)依次進(jìn)行異或運(yùn)算的結(jié) 果。異或校驗(yàn)結(jié)果占2個(gè)字節(jié)，高4位放在第1個(gè) 字節(jié)中，低4位放在第2個(gè)字節(jié)中。
Rthreshold屬性值說(shuō)明在產(chǎn)生OnCoimm事件之 前要接收的字符數(shù)。動(dòng)態(tài)改變Rthreshold屬性值來(lái) 控制觸發(fā)OnComm事件的時(shí)機(jī)，以保證在讀取串口 時(shí)能讀到個(gè)完整的數(shù)據(jù)幀。上位機(jī)顯示比儀表顯 示要滯后0. 1 s左右，幾乎察覺(jué)不出來(lái)。
OnComm事件處理程序流程圖見(jiàn)圖3.
4.結(jié)語(yǔ)
以上所提出的方法應(yīng)用于兗州礦業(yè)集團(tuán)南屯煤 礦，與以前的手工操作方式相比，操作簡(jiǎn)單、便于管 理，對(duì)計(jì)量數(shù)據(jù)和消耗數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，實(shí)現(xiàn)資源 共享、數(shù)據(jù)共享，滿足企業(yè)節(jié)能降耗、成本核算的需 要，保證了數(shù)據(jù)的安全性、完整性、正確性，體現(xiàn)了計(jì) 算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的性。文章所提出的方法也可應(yīng)用 于軌道衡、水表、氣表、加油機(jī)等設(shè)備的數(shù)字化改造 和數(shù)據(jù)自動(dòng)采集。系統(tǒng)可方便地查詢統(tǒng)計(jì)各種計(jì)量 數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化管理、減輕工作人員的勞動(dòng) 強(qiáng)度，提高了工作效率和經(jīng)濟(jì)效益，杜了人為作弊 現(xiàn)象，符合企業(yè)現(xiàn)代化管理的需要。