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大宗散货双向地磅无人值守系统的设计与应用

时间:2019-02-12 16:16   点击数:

本文主要阐述大宗散货作业的地磅,在进行无人化自动作业时,实现既定 功能的解决方案。该方案经过实践的对比验证,具有较大的借鉴意义。

1.引言

随着技术的发展,自动化控制技术已越来越 多的参与到大家的日常生产工作当中,大幅提升 了生产工作的可靠性、便捷性和规范性。同时。 自动化技术的应用,可以降低工人的劳动强度, 减少岗位的人员配置,达到提升生产舒适性,降 低企业用工成本的目的。

目前,汽车衡(以下简称地磅)无人值守系 统已较多的应用在大家的实际生产作业当中,但 因作业环境的不同,功能需求的变化和研发水平 的高低,导致很多企业的地磅无人值守系统的运 行稳定性较差,功能适应性达不到设计需求或难 以满足实际生产工艺的变化需求。今天,编辑以 大宗散货双向地磅无人值守系统为例,将设计开 发及调试过程中的经验,与大家一起分享。

2.大宗散货地磅计量作业特点

大宗散货地磅计量作业(大家以矿石为例 往往存在作业环境差、物料洒漏严重、单车重量 大的特点。要实现地磅的无人值守作业,就必须 结合此特点进行系统开发。

3.系统组成

地磅无人值守系统由自动称重系统、RFID 电子车牌系统、视频监控系统、车辆控制系统、 人机交互系统、集中控制系统、过磅管理App七部分组成(如图1所示)。其中,自动称重系 统完成地磅数据的智能采集工作;RFID电子车 牌系统米用射频识别技术Radio Frequency Identification,简称为RFID)实现过磅车辆身份

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的自动识别;视频监控系统使用监控摄像机24 小时不间断监控车辆过磅情况,并录像和截图 存档,以备事后查询;车辆控制系统使用传感 器检测车辆位置,配合电子档杆等设备控制车 辆通行;语音对讲系统用于实现远程工作人员 与司机的实时通话;集中控制系统设置在集中 管理室,实现远程过磅管理;过磅管理App集 中处理前端设备采集到的信息,完成过磅业务, 同时实现车辆管理、RFID烤瓷卡管理、查询统 计等功能。

在上述的七大板块系统组成中,视频监控系 统、人机交互系统、集中控制系统、过磅管理软 件四个板块属于常规的功能板块,只根据企业的 功能需求有所变化,能够适应所有状况的地磅无 人值守作业,在此不再赘述。

4.适应散货地磅计量作业特点的对比设计

满足散货地磅无人值守作业控制特点的主要 有自动称重系统、RFID电子车牌系统、和车辆控 制系统三个板块,需要结合散货作业的特点,进 行与之相匹配的开发设计。

4.1自动称重系统

在车辆行进过程中,自动称重子系统用于实 时采集地磅读取的重量信息,经过分析选择出正 确的重量信息,发送给集中控制系统。

无人值守存在问题:由于地磅称重仪表都是 安装于作业现场,在原配置司磅员进行操作作业 时,出现撒料等情况导致空磅重量不能归零时 (洒落物料重量几十至几百千克颇为常见),可由 司磅员操控仪表辅助归零,在此状态下并不影响 计量精度。实现无人值守作业后,无法实现司磅 员辅助归零,导致撒落料的重量重复累加于作业 数量中,严重影响计量精度。

解决方案:在无人值守作业中,通过地磅管 理App,设置车辆上磅前读取空磅重量的管理模块,通过App读取的地镑重载重量,扣除车辆上 磅前的空磅重量,即可得到过磅车辆的真实重量 并保存到数据库当中。此外,通过读取空磅重量, 可以让远程集控人员对地磅洒落积料量有个直观 的判断,引导工作人员及时对洒料进行清理。

4.2 RFID电子车牌系统

在车辆身份识别技术中,目前常用的有视频 车牌识别和RFID电子车牌两种。在实际应用中 大家发现:视频车牌识别系统,由于作业环境较 差,在进行煤炭、矿石等货物作业时,晴天会因 扬尘过大,长时间未得到及时清理,会导致视频 探头被粉尘覆盖,降低了识别率;阴雨天气会因 浆料洒落,遮盖了车牌号或视频探头,降低了识 别率,使得系统的整体运行情况较差,最终予以 否定。

RFID射频识别系统的组成一般至少包括两个 部分:电子标签Tag和阅读器Readed。电子 标签中一般保存有约定格式的电子数据,在实际 应用中,电子标签附着在待识别物体的表面。阅 读器又称为读出装置,可无接触地读取并识别电 子标签中所保存的电子数据,从而达到自动识别 物体的目的。进一步通过计算机及计算机网络实 现对物体识别信息的采集、处理及远程传送等管 理功能。目前常用的电子标签为ISO18000-6C 子标签,有效识别距离可达20米左右,能够满足 大家的设计需求。

4.3车辆控制系统

对于双向磅来讲,车辆控制系统主要通过检 测设备确定车辆行驶位置及状态,控制语音系统 做出语音提示,对车辆驾驶人员作出相关提示, 然后控制电子档杆状态改变,从而达到诱导车辆 正确过磅的目的。

检测车辆行驶位置及状态的设备主要有地感 线圈和红外光栅两种。在地感线圈的应用中大家 发现:一是地感线圈的安装需要破坏原有路面; 二是在进行散货作业尤其是矿石作业时,洒料的 累积会导致地感线圈的误触发;三是参与矿石作 业的路面,大都磨损较快,导致地感线圈故障率 较高,更新、维护麻烦。

红外光栅检测具有反应灵敏、安装维护方便 的特点,但在使用中大家发现:任意形式的遮挡 光栅或是光栅设备自身故障,都会触发RFID 统工作,导致RFID读写器频繁读取过路车辆信 息,电子档杆也对应出现抬、落杆现象。此外, 光栅的遮挡与释放两种状态,无法有效判别车辆 的上磅方向,致使整个地磅无人值守系统运行混 乱。

针对上述两种情况,大家结合作业实际,开 发了车辆上磅方向控制的三光栅A/B/C; A1/B1/C1)联动控制和过磅称重区域三光栅D/E/F) 连锁控制。当车辆上磅时,依次触发A/B两组光 栅,定为正确的上磅识别,此时A/B光栅的遮挡 信号通过PLC发送RFID读写器的启动指令,读取 上磅车辆的身份,同时上磅方向电子档杆抬杆, 允许车辆上磅。当车辆通过电子档杆并释放红外 光栅C后,PLC通过红外光栅C的释放信号控制 电子档杆自动落杆,上磅识别结束。车辆上磅后, 红外光栅检测车辆位置,分别为停车位检测D 于检测车辆是否到达停车位;车头检测E用于检 测车辆是否超出地磅;车尾检测F用于检测车辆 是否完全上磅。过磅结束后,下磅方向电子档杆, 根据PLC接收的吨位保存成功的信号,控制下磅 方向抬杆,车辆下磅后释放红外光栅C1电子档 杆自动落杆,完成过磅作业(反方向作业同理。 如此一来,满足了双向上磅车辆身份的自动识别, 有效避免了光栅意外遮挡的误识别状况,实现了 车辆过磅循环的完美控制。

5.结束语

上述大宗散货双向地磅无人值守系统的设计, 前后经过多次的理论论证和实践应用验证,对于 类似无人值守地磅的设计开发,具有较大的引导

意义。

 


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