在鈦冶煉生產(chǎn)現(xiàn)場，存在大量大噸位的生產(chǎn)物資需要用電子地上衡稱重計量，再進入生產(chǎn)環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的手動計量方式存在諸多問題。 將手動計量模式改造為自動稱重流程，基于動態(tài)、快速、準確等環(huán)境因素進行系統(tǒng)研發(fā)，自動保存稱重相關(guān)數(shù)據(jù)，對解決物資計量的準確性，加 快生產(chǎn)進度，降低勞動強度，節(jié)省人力成本及優(yōu)化信息管理等方面，具有重要意義。

1.應(yīng)用背景

隨著計算機、信號處理等技術(shù)快速發(fā)展，以及企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營迅速 成長，對物資計量、成本數(shù)據(jù)的及時、準確、完整性有了更高標準要 求。電子地上衡稱重作業(yè)在企業(yè)計量管理、信息化應(yīng)用等方面不斷得 到提升和加強，原來完全依靠人工手動稱重的作業(yè)方式效率低下，誤 差大，信息傳遞慢，人力物力浪費嚴重。隨著市場競爭加劇，成本意 識提升，物料自動稱重系統(tǒng)的實施推上建設(shè)日程。以遵義鈦業(yè)為例， 2010年始就對多臺生產(chǎn)現(xiàn)場物料（10t/15t電子地上衡）手動作業(yè)方式 作了自動流程改造，企業(yè)技術(shù)人員自行設(shè)計開發(fā)了物料自動稱重系 統(tǒng)，投入到生產(chǎn)計量現(xiàn)場，取得了良好的應(yīng)用效果。

2.問題分析

在遵鈦的生產(chǎn)冶煉現(xiàn)場，需要用天車吊運噸位較大（重量在幾百 公斤到十多噸不等）的臺包、斗子、氯化鎂、粗鎂、鎂錠、海綿鈦等 生產(chǎn)物資或產(chǎn)品在電子地上衡上稱量，傳統(tǒng)的手工作業(yè)存在計量不準 確、信息溝通遲緩、勞動強度大、人力資源緊張等問題。

電子秤物料自動稱重系統(tǒng)的關(guān)鍵在“快速、準確、自動取數(shù)”并 保存，向生產(chǎn)現(xiàn)場發(fā)送聲光控制信號提醒天車工離開，這種方式有別 于汽車衡的靜態(tài)稱重和軌道衡的動態(tài)稱重兩種情況，如下述：

快速：天車工處于高空作業(yè)狀態(tài)，出于安全操作考慮，要求吊運 稱重過程能夠在最短時間（一般在10秒，理想狀態(tài)為5秒左右）內(nèi)完 成。

準確：稱重物資涉及液體，天車工在作物資吊運時會產(chǎn)生搖晃或 撞擊，在結(jié)合快速完成作業(yè)的條件下準確取值，是一種動態(tài)數(shù)據(jù)稱重

類型。

自動：在準確采樣、方差統(tǒng)計、經(jīng)驗值邏輯綜合運算基礎(chǔ)上自動取數(shù)，從真正意義上摒棄手工作業(yè)方式，“自動準確取數(shù)”成為系統(tǒng) 實施的關(guān)鍵。

軟件系統(tǒng)要求：

(1)秤體信號經(jīng)稱重儀表進入計算機，軟件用語音提示管理人員。

(2)經(jīng)過系統(tǒng)采樣及綜合運算后，計算機自動讀取重量值，并保存。

(3)自動取數(shù)后，計算機向生產(chǎn)現(xiàn)場發(fā)出聲光控制信號提示天 車作業(yè)人員吊運物資離開秤體。

(4)系統(tǒng)歸零，物資離開秤體5秒后，準備下一次稱重作業(yè)過程。

3.解決方案

3.1系統(tǒng)設(shè)計方案

3.1.1系統(tǒng)工作原理

如圖1所示，天車工吊運稱重物資到電子地上衡，四路稱重傳 感器產(chǎn)生物理應(yīng)變，信號橋路輸出與重量信號成正比的mV級電信 號，信號匯總后進入現(xiàn)場稱重顯示儀表，經(jīng)放大、濾波等處理，通過 RS232通信端口傳輸?shù)阶詣臃Q重系統(tǒng)計算機，計算機在短時間內(nèi)多次 采集信號，經(jīng)分析計算判斷信號是否穩(wěn)定到最大允許誤差（5kg)范 圍內(nèi)，基于快速與準確條件自動取值并保存重量、時間到數(shù)據(jù)庫文 件，操作成功后送燈光或鈴聲信號提示吊運物資離開，該次稱重過程 完成，儀表進入清零準備狀態(tài)，清零持續(xù)穩(wěn)定5秒后，進入下一次稱重作業(yè)過程。

為適應(yīng)企業(yè)應(yīng)用需求，系統(tǒng)另設(shè)計有如下功能：

a、手動取值：當稱量大噸位海綿鈦產(chǎn)品時需要操作工站上秤 臺協(xié)助，此時重量顯示不真實，需手動取重量數(shù)據(jù)。

b、稱重閥值：設(shè)定為100kg，在秤體有一人通過、清理衛(wèi)生、 維修時放置小工具的等情況下不取值，防止產(chǎn)生虛假信息。

c、統(tǒng)計報表：靈活多樣，功能強大的統(tǒng)計報表極大方便了企 業(yè)應(yīng)用。

d、稱重日志：稱重物資一旦接觸秤臺，系統(tǒng)根據(jù)采樣周期保 存臨時數(shù)據(jù)到當天日志，以方便計量溯源管理，如圖2示。

3.1.2串口通信線路 RS232口通信各種資料論述較多，在此不贅述，其端口應(yīng)用列 表如下：

1.3軟件讀取設(shè)計

通信鏈路建立后，關(guān)鍵是如何利用程序語言從儀表中將數(shù)據(jù)讀取 到計算機并顯示出來，程序建立一個先進先出的隊列用以存放一定數(shù) 量的采樣數(shù)據(jù)，判斷該隊列數(shù)值是否符合統(tǒng)計規(guī)律，若誤差在統(tǒng)計經(jīng) 驗值內(nèi)則取值，否則繼續(xù)采樣計算，以待后續(xù)穩(wěn)定數(shù)據(jù)。以下是部分 delphi代碼用以說明。

// (1)、端口設(shè)置，準備工作……

Mscomm.CommPort := 1; //通信端口com1;

Mscomm.Settings := '9600，n，8，1'; //通信速率設(shè)置； Mscomm.InputMode := 0 ; //傳輸方式

Mscomm.InBufferCount := 0; //緩沖區(qū)清空；

if not Mscomm.PortOpen then MScomm.PortOpen := True;

// (2)、數(shù)據(jù)讀取、處理、顯示 readata := Mscomm.Input; //數(shù)據(jù)讀取;

ExecuteData(readata); //數(shù)據(jù)處理；

DisplayScreen(readata); //數(shù)據(jù)顯示;

//(3)、手自動作業(yè)模式、開關(guān)量卡工作設(shè)置、外圍指示控制等 if (ZT8408_0penDevice(m_cardN0) <> 0) then //開關(guān)量卡功能檢

測

MessageBox(form1.Handle，'打開硬件卡功能失敗'，”，MB—0K); workMode := 'AutoWork'; //自動、手動模式設(shè)置 PlayRing(); //燈光或鈴聲提示現(xiàn)場；

經(jīng)過持續(xù)改進，不斷調(diào)整采樣統(tǒng)計經(jīng)驗值（dvCount)作為取值 的依據(jù)，根據(jù)現(xiàn)場多次測試與觀察，最終確定統(tǒng)計經(jīng)驗值dvCount值與 現(xiàn)行儀表分度值5kg設(shè)定相等，即允許天車在作業(yè)過程中對物資稱重 有正負5kg的誤差。

if dv <= dvCount then //dvCount = 5 Kg; dv是采樣統(tǒng)計值 begin

…… //符合取值，相關(guān)處理。

end

這個設(shè)定一方面滿足儀表誤差要求，另一方面符合現(xiàn)場稱重作業(yè) 快速準確要求，對天車工也提出更好的作業(yè)技能標準，對精確物資計 量工作起到重要保證（如果稱重過程中天車放下物資晃動太大，會導(dǎo) 致采樣記錄集誤差大而不予取值，直至3-5秒穩(wěn)定后再取），對秤體 是教育教學資源。在提高教育教學資源和挖掘教育發(fā)展?jié)摿疤岣呓?/span> 育教學質(zhì)量上發(fā)揮著潛移默化的作用。在《國家中長期教育改革和發(fā) 展規(guī)劃綱要（2010…2012)》中明確指出：加快教育信息化進程中要 “加強優(yōu)質(zhì)教育資源開發(fā)和應(yīng)用，加強網(wǎng)絡(luò)教育教學資源體系建設(shè)， 引進國際優(yōu)質(zhì)數(shù)字化教育教學資源，并開發(fā)網(wǎng)絡(luò)學習課程，建立開放 靈活的教育教學資源公共服務(wù)的平臺，促進優(yōu)質(zhì)教育教學資源的共享 及普及” [2]。近些年來，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)等信息技術(shù)的快 速發(fā)展和應(yīng)用，高校在教育教學資源上開始取得一定的成績，但是由 于目前高校教育教學資源建設(shè)的質(zhì)量和素的都無法滿足教學的需要， 所以造成巳經(jīng)有的資源也出現(xiàn)了重復(fù)使備的維護保養(yǎng)工作也有相當意義。

3.1.4 開關(guān)量卡應(yīng)用

當自動計量計算機從串口接收到稱重信號，經(jīng)軟件系統(tǒng)自動 取值后，軟件接通開關(guān)量卡件輸出通道虛擬開關(guān)，向外圍24VDC繼電 器送出24V線圈控制信號，直流繼電器接通交流電源，現(xiàn)場聲光設(shè)備 工作，如圖3所示。

設(shè)置手動按鈕指示開關(guān)以方便“手動取值”操作完畢時接 通現(xiàn)場聲光指示裝置。

3.1.5系統(tǒng)軟件流程圖如上：

3.2電子地上衡參數(shù)：

電子地上衡：10t t緩沖式電子秤。

檢定分度值：e = 5kg 準確度等級：OIML III 3.3儀表參數(shù)：

托利多金鳥（xk3130)、托利多xk3127 ( 8142Pro+ )

準確度等級：OIML III 3.4自動稱重系統(tǒng)軟硬件概況 開關(guān)量卡件：中泰PCI-8408 程序設(shè)計語言：Delphi 7

現(xiàn)場控制柜：24V直流（S-50-24 )電源為開關(guān)量卡、聲光報警 繼電器供電。

4.結(jié)束語

本項目在自企業(yè)實施后，在現(xiàn)場應(yīng)用良好，降低了計量管理人員 勞動強度，計量數(shù)據(jù)能夠快速、準確、自動采集，并輔助功能齊全的 統(tǒng)計報表，對企業(yè)基礎(chǔ)計量信息系統(tǒng)的建設(shè)有一定的推廣應(yīng)用價值。