自动称重系统开发与应用

　　0　引言

　　电子秤因其准确可靠的特点在各行业中广为应用。本企业产品物资就用到大量电子秤,但由于秤的分散性,许多场合是按“一人一秤”模式司秤,这势必需要较多的司秤人员,不仅如此,人工记录和人工统计数据也难以保证准确性。开发自动称重系统旨在改变传统的“一人一秤”司秤模式为“一机多秤”的自动称重模式,同时解决人工处理数据易产生失误等问题。

　　1　系统构成

　　所谓“一机多秤”模式,是指用1台计算机加4台电子秤再辅以一些外围设备构成的称重系统,其构成如图1所示。

　　其中,电子秤传感器信号由配电盒通过屏蔽电缆接入称重仪表,再由仪表485接口组网联到计算机。由编制的特定计算机软件实现数据采集、自动取数、存储、分析统计和电子报表。监控设备用于称重过程的图像监视,在有称重物时,由计算机发出指令进行图像的实时抓拍,所拍图像进入视频监控系统,可作为区分称重物品的依据。声光报警由指示灯塔产生,用于提示现场的天车工,一旦发出声光报警,表明计算机已自动取到称重数据,完成了本次取数任务。

　　2　核心技术

　　2.1　硬件技术

　　本系统计算机机房距电子台秤的距离大于200m,各电子秤之间相距大约50m,利用屏蔽电缆及中继补偿实现信号远距传输。称重仪表与机房近距离安装,采用Ethernet(以太网)通信接口和DLink网络路由器组成网络。视频监控系统与称重系统亦联网,由称重系统发令抓取称重物品图像。在工控机中增加开关量卡,实现声光报警提示,如图2所示。

　　2.2　软件技术

　　由C#制作平台完成软件设计,核心是取数软件设计。一旦称重物品上秤后,立即产生中断,由计算机发出语音提示,启动数据采样。这时信号会存在波动,在一定时间内才趋于稳定,所以数据采样必须经软件滤波。软件滤波核心是设置合理的采样周期和频率(次数),然后采用标准偏差对采样值进行计算,最后得到称重信号的稳态值,即为自动读取的称重数据。为避免一些特殊称重过程难以实现自动取数,保留计算机“手动方式”取数模式。信号一旦读取成功,立即存储到SQL SERVER数据库中进行处理(实现统计、报表、打印等)。取数流程如图3所示。

　　实验采样数据如表1所示。

　　对上表数据进行均方差计算,最终可获得较为稳定和真实的称重数据。

　　3　效益评价

　　自从启用电子自动称重系统后,自动取数的准确率达到了99.6%。期间发生的取数失败情况,一般为人为干扰所致,如自动状态下人工上秤取物时误读数据。考虑如果发生取数失败问题,在软件设计中加装了“采样日志”,一旦未实现自动取数,可用日志进行追踪,这样可完全避免数据丢失。自动称重系统的开发与应用,其经济和社会效益十分明显。其一,节省人力资源成本。原4台分散在厂房4个角落的台秤,假如仍由人工管理,按倒班作业四班三倒需配16名司秤人员,并要占用4个计量室,人力物力成本可想而知;其二,在自动称重模式下实现自动采集称重数据、自动统计产生日报、周报和月报,避免了人工值守模式下读数、记录和统计易发生漏记和统计错误等问题;其三,在自动模式下,司秤人员也可无需始终呆在机房,这大大减轻了劳动强度,广受司秤人员好评。

　　作者简介:沈江(1958—),男,工程师,从事工业电气自动化方面的研究。

　　收稿日期:2009-07