無人值守遠(yuǎn)程計(jì)量系統(tǒng)建設(shè)及應(yīng)用

田野 商玉林 趙旭朝

摘要：為了響應(yīng)國家“兩化融合”大形勢，以提升企業(yè)信息化的要求，對某鋼鐵企業(yè)原有的有人值守計(jì)量系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)改造，系統(tǒng)通過信息化手段將射頻技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)，數(shù)據(jù)庫技術(shù)等集成在一起， 建設(shè)成了無人值守遠(yuǎn)程計(jì)量系統(tǒng)。系統(tǒng)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了該企業(yè)計(jì)量系統(tǒng)的遠(yuǎn)程集中監(jiān)控，提升了企業(yè)信息化能力和計(jì)量效率。

Abstract： In order to respond to the general situation of "integration of the two modernizations" of the country and to enhance the requirements of enterprise informatization. The original manned metering system of an iron and steel enterprise was designed and reformed. The system integrates RFID technology， computer technology and database technology together by means of information technology to form an unattended intelligent weighing system. The application of the system realizes the remote centralized monitoring of the enterprise measurement system， and improves the enterprise informatization ability and measurement efficiency.

關(guān)鍵詞： 無人值守;信息化;遠(yuǎn)程計(jì)量

Key words： unattended;information technology;remote metering

中圖分類號：TP391 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2019）14-0153-03

0 ?引言

在經(jīng)濟(jì)全球化大背景下，企業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，企業(yè)間的競爭也日趨激烈，帶來了企業(yè)原料采購及產(chǎn)品外銷的業(yè)務(wù)量也不斷擴(kuò)大，對企業(yè)的內(nèi)控管理要求日益嚴(yán)格，要求企業(yè)從控制作弊漏洞、控制人員投入和產(chǎn)量比例以及節(jié)省經(jīng)營成本方面尋找效益的需求日益凸顯。加之企業(yè)對商品交易數(shù)據(jù)特別是商品數(shù)量和金額的真實(shí)性、準(zhǔn)確性、及時(shí)性的關(guān)注度越來越高，及時(shí)有效地對交易流程的追蹤分析，對商品交易數(shù)量、價(jià)格的歷史數(shù)據(jù)和市場變動的準(zhǔn)確分析[1]，也將給企業(yè)帶來高效能的數(shù)據(jù)復(fù)合價(jià)值和可靠的決策支持。而在尋求經(jīng)濟(jì)效益增長方面，傳統(tǒng)的利潤增長點(diǎn)已經(jīng)難以支撐企業(yè)規(guī)模化的發(fā)展速度，因此，基于自動控制和計(jì)算機(jī)技術(shù)的工業(yè)信息化逐步成為企業(yè)新的經(jīng)濟(jì)支撐點(diǎn)，在探索的過程中也已被證實(shí)——兩化融合，走工業(yè)化與信息化相結(jié)合的道路已成為當(dāng)今企業(yè)在競爭大潮中求得生存的新突破點(diǎn)[2]。

1 ?概念

遠(yuǎn)程無人值守計(jì)量系統(tǒng)是依靠專用網(wǎng)絡(luò)和計(jì)量軟件，以實(shí)現(xiàn)計(jì)量自動化、監(jiān)控集中化、票據(jù)電子化為目標(biāo)，基于計(jì)量管理信息平臺，應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)、視頻、lD卡、RFID識別等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過對物流計(jì)量業(yè)務(wù)流程、崗位配置、管理模式的優(yōu)化設(shè)計(jì)，最終實(shí)現(xiàn)了計(jì)量業(yè)務(wù)自助完成;實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程集中監(jiān)控、物流業(yè)務(wù)、衡器負(fù)荷均衡分配和計(jì)量票據(jù)電子化改革。

無人值守計(jì)量系統(tǒng)是現(xiàn)代計(jì)量管理技術(shù)與信息技術(shù)的融合的結(jié)果，它依據(jù)企業(yè)的生產(chǎn)需求，鏈接企業(yè)從采購至生產(chǎn)到最終銷售的全過程，有效地實(shí)現(xiàn)了企業(yè)從生產(chǎn)到交易過程中計(jì)量數(shù)據(jù)的自動采集和處理，實(shí)現(xiàn)企業(yè)計(jì)量站現(xiàn)場無人值守和遠(yuǎn)程集中監(jiān)控，達(dá)到計(jì)量降本增效，加強(qiáng)計(jì)量管控的目的[3]。它的最直接特點(diǎn)是各個(gè)計(jì)量站中不再安排計(jì)量人員，而將人員統(tǒng)一集中到計(jì)量大廳中，計(jì)量數(shù)據(jù)則通過視頻、音頻、網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)從計(jì)量站中傳送到計(jì)量大廳，以實(shí)現(xiàn)集中管控的目的[4]。無人值守計(jì)量系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)計(jì)量作業(yè)在無人值守情況下快速可靠地完成計(jì)量流程，極大地降低了人員勞動強(qiáng)度，節(jié)省了投入成本，提升了企業(yè)計(jì)量效率和水平。

為響應(yīng)國家“兩化融合”大形勢和企業(yè)管理要與現(xiàn)代化生產(chǎn)需要相匹配，運(yùn)用信息化提高企業(yè)管理水平的要求，以解決企業(yè)計(jì)量效率低、防作弊功能差、人員投入大、信息孤島等問題。某鋼鐵企業(yè)對現(xiàn)有的有人值守司磅系統(tǒng)，通過以計(jì)算機(jī)及現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控技術(shù)為基礎(chǔ)的遠(yuǎn)程集中計(jì)量管理系統(tǒng)進(jìn)行升級再造，建立一個(gè)適合其生產(chǎn)、經(jīng)營、管理的遠(yuǎn)程無人值守計(jì)量系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)、購、銷、運(yùn)管理一體化和計(jì)量調(diào)度業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、電子化和集成化，以達(dá)到高度無人值守管理的目的。

2 ?系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)架構(gòu)圖

系統(tǒng)分為B/S端和C/S端，B/S端及集中數(shù)據(jù)庫統(tǒng)一部署在信息中心。各工作站（門房、磅房、料場等）現(xiàn)場部署工控機(jī)，連接PLC控制硬件設(shè)備，并通過網(wǎng)絡(luò)上傳數(shù)據(jù)和接收指令。正常時(shí)，所有業(yè)務(wù)部門通過局域網(wǎng)訪問信息中心的系統(tǒng)及數(shù)據(jù)庫;小區(qū)域斷網(wǎng)時(shí)，可對計(jì)量車輛進(jìn)行靈活分流;大區(qū)域斷網(wǎng)時(shí)，司磅員可到磅房本地工控機(jī)/普通臺式機(jī)進(jìn)行本地過磅，數(shù)據(jù)存儲在本地，保證業(yè)務(wù)不中斷;網(wǎng)通后，按照指示順序分時(shí)段上傳本地過磅數(shù)據(jù)至信息中心數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)B/S三層體系結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

2.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)介紹

系統(tǒng)依靠以太網(wǎng)建立網(wǎng)絡(luò)環(huán)境將各計(jì)量站點(diǎn)與企業(yè)集中計(jì)量監(jiān)控中心有機(jī)結(jié)合，協(xié)同計(jì)量軌道衡、現(xiàn)場計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器、數(shù)據(jù)服務(wù)器等部分建立了一個(gè)計(jì)量操作與業(yè)務(wù)管理的集中一體化平臺。實(shí)現(xiàn)計(jì)量過程中數(shù)據(jù)信息采集的自動化，降低人員勞動強(qiáng)度，減少操作人員，解決企業(yè)計(jì)量人力不足的問題，提高了計(jì)量效率，提升計(jì)量管控水平，達(dá)到協(xié)同高效、安全計(jì)量和降本增效的目的。

系統(tǒng)由信息識別部分（射頻天線，讀卡器，攝像頭），集中控制部分（控制計(jì)算機(jī)，車牌識別機(jī)，紅綠燈，道閘，傳感器等）和計(jì)量稱重部分（稱重儀表，計(jì)量衡，顯示屏）3部分組成。系統(tǒng)計(jì)量設(shè)計(jì)如圖2所示。

2.3 系統(tǒng)計(jì)量工作原理

無人值守遠(yuǎn)程計(jì)量系統(tǒng)的計(jì)量工作原理：當(dāng)運(yùn)輸車輛駛?cè)爰t外感應(yīng)區(qū)時(shí)，系統(tǒng)攝像機(jī)啟動，室外攝像頭記錄實(shí)時(shí)視頻信號，RFID車號識別系統(tǒng)開始掃描車載ID，同時(shí)計(jì)量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)自啟，實(shí)時(shí)記錄對應(yīng)車輛信息，將結(jié)果傳送至企業(yè)管理系統(tǒng)對車輛進(jìn)行信息比對，并存儲車輛計(jì)量圖像至遠(yuǎn)程監(jiān)控站的視頻服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控站接收、監(jiān)督、存儲計(jì)量數(shù)據(jù)和車輛信息。最終所有信息整合并存儲至企業(yè)數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部數(shù)據(jù)共享，管理人員可通過本地調(diào)用或遠(yuǎn)程訪問企業(yè)數(shù)據(jù)庫達(dá)到隨時(shí)查詢和調(diào)用數(shù)據(jù)信息。

3 ?關(guān)鍵技術(shù)

3.1 數(shù)據(jù)采集

采用8142傳感器加托利多智能儀表的形式來完成。8142是專門用于配接托利多數(shù)字式傳感器的磅重顯示儀，可接收來自數(shù)字式傳感器的數(shù)據(jù)經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號，通過計(jì)算機(jī)的串口以連續(xù)輸出方式傳給計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

計(jì)量數(shù)據(jù)采集原理：每臺衡器儀表數(shù)據(jù)通過RS232串口服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，終端計(jì)算機(jī)可虛擬出每臺衡器儀表的串口，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸及軟件編程讀取重量數(shù)據(jù)，票據(jù)統(tǒng)一集中打印，人員異地集中計(jì)量，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)如圖3所示。

3.2 RFID 車號識別

利用 RFID 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對車號的自動識別：對車輛安裝無源電子標(biāo)簽并采取自動讀取數(shù)據(jù)的方式，車輛識別均由計(jì)算機(jī)自動控制。每張標(biāo)簽ID號唯一，并與車號在系統(tǒng)內(nèi)綁定，防止偽造，有效防止套牌車輛進(jìn)廠;記錄數(shù)據(jù)自動保存，可以堵塞人為干預(yù)的漏洞。車號識別流程圖如圖4所示。

3.3 ID卡技術(shù)應(yīng)用

進(jìn)出廠物資管理采用ID卡技術(shù)：系統(tǒng)應(yīng)用無源射頻ID卡，在工作中無需電源，成本低、壽命長、識別范圍廣、準(zhǔn)確率高且防拆。ID卡通過承載計(jì)量單、質(zhì)檢單等信息，代替人工手寫計(jì)量單，避免了人工計(jì)量造成的計(jì)量漏洞，保證了計(jì)量的準(zhǔn)確性，提升了物資計(jì)量的效率和水平，實(shí)現(xiàn)了車輛信息和計(jì)量管理信息系統(tǒng)的有關(guān)信息合理地雙向流動。

3.4 定位系統(tǒng)應(yīng)用

系統(tǒng)采用對射式光柵電檢測技術(shù)，光柵定位有發(fā)光器和收光器兩種開關(guān)。當(dāng)汽車進(jìn)入光柵區(qū)域時(shí)，阻斷發(fā)光器和守光器之間的信號對射，光電開關(guān)產(chǎn)生檢測開關(guān)的信號并將相應(yīng)的信號發(fā)送至對應(yīng)的控制單元，控制單元經(jīng)過邏輯運(yùn)算對相應(yīng)信號進(jìn)行處理以判斷車輛是否完全上稱[5]。紅綠燈裝置用來檢測車輛信號，判斷計(jì)量車輛是否停放到位，儀表是否歸零。有效地防止車輛壓秤偷逃計(jì)量重量，保證重量采集準(zhǔn)確。光柵定位圖如圖5所示。

3.5 數(shù)據(jù)疊加功能

將前端計(jì)量儀表數(shù)據(jù)通過RS232接口接入前端攝像機(jī)，由前端攝像機(jī)對儀表數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集及協(xié)議分析，然后直接疊加到前端高清攝像機(jī)主碼流中。實(shí)時(shí)監(jiān)控端可以直接通過視頻終端播放實(shí)時(shí)圖像及儀表稱量數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)地監(jiān)控車輛上磅狀態(tài)及重量變化，也可以直接錄制到視頻管理平臺中，方便日后取證進(jìn)行視頻回放，實(shí)現(xiàn)真正意義上的圖像及數(shù)據(jù)的合成。形成了計(jì)量過程信息的可追溯性。

3.6 視頻監(jiān)控系統(tǒng)

視頻監(jiān)控系統(tǒng)通過對車輛上下磅進(jìn)行實(shí)時(shí)拍照、錄像并及時(shí)存檔，可實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場計(jì)量及時(shí)有效地監(jiān)控，也方便后續(xù)突發(fā)計(jì)量問題時(shí)，可及時(shí)調(diào)取計(jì)量監(jiān)控錄像解決問題爭端。依托某鋼鐵公司現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，考慮到媒體視頻流在網(wǎng)絡(luò)上傳輸需要占用較大的帶寬，為保證穩(wěn)定可靠地運(yùn)行，建議計(jì)量數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)鏈路與視頻鏈路完全物理隔離，采用抽芯復(fù)用光纖資源的方式，網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控視頻系統(tǒng)如圖6所示。

4 ?系統(tǒng)實(shí)施效果

通過無人值守遠(yuǎn)程計(jì)量系統(tǒng)的建設(shè)與應(yīng)用，某鋼鐵企業(yè)可以實(shí)現(xiàn)以下功能：

①可以提供實(shí)時(shí)獲取各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)信息，實(shí)現(xiàn)集中一體化管理。②對采購和銷售庫存進(jìn)行高效管理，降低企業(yè)運(yùn)營成本，規(guī)范業(yè)務(wù)作業(yè)。③建立完善準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)對市場的準(zhǔn)確調(diào)控。④實(shí)時(shí)快速得到準(zhǔn)確信息，加快信息的流通，利于第一時(shí)間作出正確決策。⑤減少人力成本，提升客戶滿意度，擴(kuò)大業(yè)務(wù)銷售，增強(qiáng)企業(yè)競爭力，提高企業(yè)效益。

5 ?總結(jié)

文章是基于某鋼鐵企業(yè)現(xiàn)況建設(shè)并設(shè)計(jì)了無人值守遠(yuǎn)程計(jì)量系統(tǒng)，依靠專用網(wǎng)絡(luò)和計(jì)量軟件，建立了一個(gè)適合本企業(yè)計(jì)量管理的集中一體化計(jì)量平臺，實(shí)現(xiàn)了企業(yè)遠(yuǎn)程無人值守計(jì)量[6]。通過視頻和語音設(shè)備實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)遠(yuǎn)程交互，使計(jì)量監(jiān)控中心具備了“千里眼”和“順風(fēng)耳”的功能。從而達(dá)到有效地規(guī)避計(jì)量作弊，實(shí)現(xiàn)企業(yè)陽光計(jì)量、公正計(jì)量。系統(tǒng)的實(shí)施不但探尋到了用信息技術(shù)解決企業(yè)管理中存在問題的有效途徑，而且給企業(yè)帶來了可觀的經(jīng)濟(jì)效益和管理效益。

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