煤矿地磅计量监测系统设计及应用

针对普通煤矿计量地磅存在的问题，研究设计了地磅计量监测系统，具有明显的社会效益和经济 效益。

地磅(又称汽车衡)，是一种机械式手工操作的 大型称重仪器，广泛应用于煤炭、冶金、电力、港口、 仓储等行业，可满足它们进行贸易、运输、储存时快 速精确称量的需要。为了提高其可靠性、准确性以 及自动化程度，应煤矿要求对其进行技术改造，增 加电子计量监测系统，具有明显的经济效益和社会 效益。

1.地磅计量使用现状

目前，在煤矿、电厂、仓库等企业，对运载卡车 的称量过程是:首先，由空车操作人员观察空车的 称重显示仪，记录下车号和重量(皮重)，将数据传 送给重车操作人员，然后，重车操作人员观察重车 的称重显示仪，记录下车号和重量(毛重)，最后，进 行手工数据计算，由毛重减去皮重，得到实物净重。 同时，在操作室外还要设专门人员报送车号，监督 运载卡车是否全部到达秤台指定位置（特别是重 车)。

由此看出，这种操作方式有很多缺陷：

(1)要有多人工作，最多时达到七至八个人，不仅效率很低，而且容易出现错误；

(2)人为因素较多，容易滋生舞弊现象；

(3)由于运载卡车上、下秤台时都需要报送、 检核车号或合同号，影响了工作效率，在运输繁忙 时会造成交通堵塞、秩序混乱;

(4)无法进行计算机联网，煤炭销售信息不能 够及时向上一级部门或领导传送。

针对上述诸多问题，我们研制开发了一套地磅 计量监测系统。

2.地磅计量监测系统设计

地磅计量监测系统由三部分组成：空车监测、 重车监测、中心控制部分。系统总体结构如图1所示。

空车和重车的称重数据通过接口传输到计算 机，计算机接收到信息后，自动检核车号，并将毛重 减去皮重，得到净重，同时通过打印机输出数据，以 便核对保存。所有数据通过网卡与计算机中心网 络连接，各级部门或领导可以通过网络迅速了解运 载卡车进出及煤炭销售情况。空车监视摄像机监视空车是否符合装车要求(如是否装有杂物，是否 装有多余人员等）重车监视摄像机监视重车是否 到达指定停靠位置，所有监视图象均通过专用视频 电缆传送到24 h有人值守的中心控制室，从而降 低投机取巧的可能性，同时，减少了人员的使用，也 实现了减人提效的目的。

2.1 空车监测

地磅空车监测结构如图2所示，包括称重、刷 卡、工业电视监视及信号和数据处理。

(1)称重：由地磅完成，数据由显示仪显示输出。

(2)空车刷卡：由空车司机持非接触式IC卡 完成。

非接触式IC卡也称无线卡，是射频识别技术 与1C技术相结合的产物，利用射频识别技术及无 线提供能源技术，从而使IC卡中无需电池，并具有 读写距离远、价格低廉、制作方便的特点。在设计 中，充分利用卡号的唯一性，把卡号、车号、密码及 车辆相关信息混在一起进行加密，即便IC卡遗失 或损坏，只需把读写器中的信息稍加修改就可换发 新卡，不会对持卡人造成任何损失。该项技术目前 已广泛应用于高速公路收费站和大型停车场，技术 成熟、可靠。IC卡读写范围在500 ~ 600 mm，因 此，卡车司机不用下车，只需拿出卡对着读写器晃 一下即可，这种方式有三个优点：

1)司机必须使空车到位才能刷卡，是加强管 理的组成部分；

2)避免使用接触刷卡时司机要很长地伸出胳 膊，而且后车厢又容易碰到读写器；

3)可以节省上、下秤台的时间，特别是在车辆 集中的情况下，可以极大地提高工作效率。

同时，卡车司机刷卡时，外置式高亮度LED电 子显示屏向其显示车号，以便校核。

(3)工业电视监视:由工业电视摄象仪完成。

工业电视摄象仪监视空车是否符合装车要求 (如是否装有杂物，是否装有多余人员等）杜绝在 空车进入时投机取巧的可能性，从而取代人工报送 车号、监视空车，实现减人提效。摄象仪输出的视 频图象通过专用视频电缆传输到中心控制室，并在 监视器上显示。

摄象仪采用高分辨率（580 TVL))、高灵敏度 (0.9 Lux),自动聚焦或遥控变焦CCD摄象机，保 证采集的图象真实清晰。

(4)信号和数据处理部分:该部分由转换器和 计算机完成。

无线接触刷卡机输出的信号通过转换器将其 转为RS232信号，进入计算机作数据处理和保存； 显示仪显示的空车数据通过接口也传输到计算机， 计算机接收到信息后计算和记录空车的皮重。所 有数据还经过我们自行研制开发的地磅监测软件 的处理，通过网络线或数据线与中心控制室连接起 来，方便各级部门和领导了解和监督空车的进入情 况。

2.2重车监测

地磅重车监测结构如图3所示。

卡车司机通过刷卡及转换器的信号转换，将车 辆信息传送给计算机，同时，地磅重车部分显示仪 显示的数据通过接口也传输到计算机，计算机经过 数据比较(检索同一车辆的已经存储的皮重）和计 算，得到车辆载货净重（同一车辆的毛重减去皮 重）并通过打印机打印出来多份数据，其中一份可 交与卡车司机作载货凭据。同时，所有数据也还可 经过我们自行研制开发的地磅监测软件的处理，通 过网络线或数据线与中心控制室连接起来，方便各 级部门和领导了解和监督重车的进入情况。

重车部分的工业电视摄象仪与红外探测器配 合使用，用来监视重车两端是否停靠在指定位置， 否则，计算机将不予计算重量.

2.3中心控制室

中心控制室由图象显示、记录设备和计算机监 控设备等组成。

(1)图象显示设备采用多台高清晰度工业监 视器，以保障监视图象的观看质量和一对一的显 示，实现多级、多部门管理监督；图象记录设备采用 24 h长延时录象机，将每时每刻的监视图象予以记 录保存，以备日后查询取证，实现更进一层的监督。

(2)计算机监控设备采用高档微机和宽幅打 印机。

计算机负责汇总地磅空车和重车部分的数据， 并记录以做对比、证实的用途，另外，在微机端安装 有数据库，对空车和重车的所有数据进行管理，对 每天的数据、每月的数据、每年的数据由打印机打 印形成需要的日报表、月报表、年报表，并既可与前 端计算机的打印数据对比印证，又可与财务部门互通信息，从而加强了管理，堵住可能作弊的漏洞，能 够直接获得良好的经济效益。

3.系统使用效果

地磅计量监测系统将IC卡技术、计算机网络 技术、工业电视监控技术与计量称重管理相结合， 实现实时多任务监督控制及多级管理，卓有成效地 提高了工作效率、防止了舞弊情况的发生。目前， 该套系统已成功应用于安徽恒源煤电公司、山东省 岱庄生建煤矿、上海能源股份公司姚桥煤矿等企 业，据估计，系统投入使用以后，每年至少减少损失 的煤炭约5000 t约合人民币120万元，可以说是低 投入、高产出。

因此，利用目前已经掌握的先进、成熟的现代 技术，有针对性地为企业解决实际问题，是一条投 资省、见效快、降低成本的可行之路。