煤矿机械式地磅改造实现数据自动采集
阐明了机械式地磅手工操作的种种弊端,给出了对机械式地磅进行数字化改造 的方案和主要设备选型,设计了计量系统的功能及网络图,说明了数据自动采集的方法。
0.引言
我国煤炭企业信息化进程较慢,有些煤矿计量 还采用机械式地磅,司秤员手工操作计量器具,效 率低、易出错,还为徇私舞弊、弄虚作假创造了条件,
造成企业资源流失,降低了经济效益,不适应现代企 业管理的需要。随着计算机网络技术和工业数字化 采集技术的发展,把网络技术和数据自动采集技术 应用于计量管理中,是加强内部管理、强化成本核算 的重要手段,是企业管理从经验管理向标准化、数字 化管理转换的技术基础,是企业信息化进程中的必 然趋势。如果将机械式汽车衡更换为数字式地磅,花费的资金多、浪费大。把原有的机械式地磅进行数字化改造,将数据自动采集到计算机系统中,
是节约资金、提高效率的最佳方案。
1.数字化改造
1.1改造方案
将地磅的4?20 mA输出接口，连接到专用的 采集模块上,采集模块再通过工业现场总线传输数 据到工作站计算机上,工作站通过专用数据采集程 序进行数据采集和处理。数字化改造的初步方案如 图1所示。
1.2主要设备选型说明
(1)机械式地中衡改造
为了能够很好地和机械式地磅配合好,最好 选用原地磅生产厂家的数字化改造设备。传感器 选用BM - LS - 30T型桥式称重传感器,其灵敏度 (2. 0 ±0. 004) mV/V ,非线形度 ±0. 02 %FS ,允许过 负荷150 %FS。显示及通讯装置选用XK3103型称 重显示器,可以存6位数的400辆车号和皮重,具有 EIA- RS232接口和4?20 mA输出接口 ,输入灵敏 度1.2 mV/d,空称范围-1. 2?20 mV。
⑵采集模块及通讯转发模块
工业数据采集及传输采用威达工控的产品。该 系列产品以体积小、模块化设计以及良好的性价比 在工业数据采集、控制领域占有重要位置,几种模块 的性能参数如下：
牛顿-7012模拟量输入模块 模拟输入:mV、mA
输入范围：±150 mV、±500 mV、±1 V、±10 V、 ±20 mA、
采样率：10 Hz
分辨率:14位
牛顿-7520/A通讯转发模块 RS232/RS485双向协议转换 含有“SELF TUNER”芯片 速度 300?115. 200 bps
通信距离:2. 1 km/9 600 bps、2. 7 km/4 800 bps、 3. 6 km/2 400 bps 2计量系统的功能及网络图
为了满足计量管理的需要,设计专用的计量管 理软件,负责采集实时信号,再对采集的数据进行处 理,包括分类汇总、实时存储、打印等,再将数据传输 到网络传输给服务器,供其他部门和人员使用。实 现的过程及主要功能：自动采集汽车衡的称重信号、 将数据信号转换成以重量单位表示的货物实际重量 数据、根据车辆自重和毛重计算净重、打印输出计量 单、建立计量数据库、生成各类计量报表、与网络上 的其他系统实现数据共享等。计量网络如图2 所示。
3.数据自动采集
使用MSOamm控件对串口编程。用MSComm控
件的OnGarnm事件接收上传的各字节数据,放入应 用程序设置的缓冲区中。在MSComm控件的On~ Comm事件中动态改变MSCbmm控件Rthreshold属性
值,实现对实时称重数据的提取。大多数称重仪表 都以连续发送方式将实时称重数据发送到与之相连 的上位机,数据包为固定长度。串口设置根据称重 仪表不同有所不同。南屯煤矿设置为：1位起始位、 1位停止位、8位数据位,无奇偶校验位。每帧数据 由12个字节组成,所有数据均为AscII字符。小数
点位数按从右向左取0?4的数值,异或校验为每帧 的第2个字节到第9个字节依次进行异或运算的结 果。异或校验结果占2个字节,高4位放在第1个 字节中,低4位放在第2个字节中。
Rthreshold属性值说明在广生OnCbmm事件之 前要接收的字符数。动态改变Rthreshold属性值来 控制触发OnCbmm事件的时机，以保证在读取串口 时能读到一个完整的数据帧。上位机显示比仪表显 示要滞后0.1 s左右,几乎察觉不出来。
OnGamm事件处理程序流程图见图3。
4.结语
以上所提出的方法应用于兖州矿业集团南屯煤 矿,与以前的手工操作方式相比,操作简单、便于管 理,对计量数据和消耗数据进行统计分析,实现资源 共享、数据共享,满足企业节能降耗、成本核算的需 要,保证了数据的安全性、完整性、正确性,体现了计 算机和网络的先进性。文章所提出的方法也可应用 于轨道衡、水表、气表、加油机等设备的数字化改造 和数据自动采集。系统可方便地查询统计各种计量 数据,实现数据的标准化管理、减轻工作人员的劳动 强度,提高了工作效率和经济效益,杜绝了人为作弊 现象,符合企业现代化管理的需要。
