柳鋼皮帶秤遠程數據自動采集系統的設計與實現

羅志成

[摘要]本文介紹了柳鋼皮帶秤計量數據自動采集系統的設計與實現，上傳皮帶秤計量數據的方法及在柳鋼的實際應用。

[關鍵詞] 皮帶秤;數據采集;通訊

1、前言

為滿足柳鋼物資計量數據的信息化管理，需要對原有的皮帶秤計量管理方式進行改革，達到定點結算，隨時結算，按品種，自動生成各種報表功能。將計量數據實時遠程自動采集、生成和上傳，要求采集數據實時、準確、真實，供有關部門進行實時監控和使用，計量數據直接影響鐵前各單位的成本核算和公司的生產組織。該系統由現場計量檢測系統（皮帶秤采用西門子BW500）、采集上位機（含采集軟件）組成。

2、系統的設計

皮帶秤數據采集系統由現場數據采集和網絡管理系統兩部分組成，現場數據采集由西門子BW500儀表通過RS-485總線與MOXA串口服務器傳送至網絡，網絡管理包括網絡監測與故障報警，數據上傳與數據管理等功能。

2.1 功能設計

硬件系統設計：硬件系統由三部分組成。現場設備有積算儀（西門子BW500）、MOXA串口服務器、數字攝像機等;中轉站設備有光纖熔解盒、數據光端機、交換機等;上位機通過網絡映射串口服務器端口完成通訊皮帶秤實現現場數據自動采集，不用人工干預，對皮帶秤秤架處和稱重儀表進行24小時視頻監控錄像。 如圖1所示。

軟件系統要求：稱重過程中，能實時顯示累積量、瞬時量、皮帶速度，對數據采集時間間隔為5秒，能隨時查看和調用稱重數據實時曲線和歷史曲線。

2.2 遠程通訊方案

2.2.1 數據通訊

西門子BW500稱重儀表的數據經RS485串口送到光端機發射端轉成光信號，通過光纜將信號傳輸到另一光端機的接收端，將光信號重新轉成電信號發送到MOXA串口服務器，最后上位機與MOXA串口服務器之間通過交換機，完成數據通訊。每個MOXA串口服務器都有一個IP地址，對于兩串口的串口服務器可以連接兩臺西門子BW500稱重儀表，這樣MOXA串口服務器IP地址和串口號就可作為西門子稱重儀表的唯一標識.，在程序里根據唯一標識來讀取西門子BW500稱重儀表的累計量、流量、速度。

2.2.2 視頻通訊

為了監控現場皮帶秤的運行情況，安裝兩套攝像機，視頻信號通過視頻光端機（發射端）轉換為光信號，經光纖傳輸，再由視頻光端機（接收端）將光信號轉換為視頻信號，將其接入視頻DVR，上位機通過交換機訪問視頻DVR，完成現場監控。

3、 采集軟件實現

數據采集軟件作為采集系統的重要組成部分，必須實時、穩定地為數據采集系統提供數據，因此該系統的開發顯得很重要，數據采集系統的主要功能如圖3，主要包括初始化設置、數據采集、數據處理、數據寫入數據庫四大部分。

各模塊實現功能如下：

初始化設置：設置皮帶秤轉換器及通信接口的通信參數

數據采集：將數據實時從皮帶秤轉換器送回工控機

數據處理：把返回的數據按一定的規則從字符串中分離出來

數據寫入數據庫：進行數據實時存儲

除了以上各模塊的設計，數據采集系統還要實現與管理系統的通信，方便對數據采集的開始及結束的控制。數據采集系統在實時采集到數據、進行數據處理后，還需要實時向管理系統進行數據傳輸，供管理系統實時繪制曲線及數據列表形式進行數據實時發布。

通過運行上網軟件將本地數據庫存儲的皮帶秤原始數據上傳至數采中心機房Oracle數據庫服務器中進行統一管理，系統開發的平臺是Visual Basic6.0編寫，本地數據庫采用的是微軟Access數據庫。相同的情況下用visual studio.NET開發比ASP等速度快，維護升級容易，頁面、代碼分離;代碼可復用等等特性讓再次開發變得容易。visual studio.NET布局簡單，能非常簡單的實現大型商務網站的布局，可成本卻非常低，可跨平臺操作，不需修改代碼，可忽略硬件開發壞境，不管32位還是64位，完全面向對象，方便設計，調試方便，開發周期短、易維護，可以滿足基本的企業需求。

4、實際應用情況

4.1 皮帶秤運行畫面

4.24皮帶秤數據日報表圖片

4.32 皮帶秤瞬時量曲線及速度曲線

4.43 視頻監控儀表圖片及監控皮帶秤稱架圖片

4.5 實際運行效果

（1）從分散計量到集中遠程計量，可以改進柳鋼原有計量管理流程，提高計量管理水平。在計量監控終端，公司各級計量管理人員不僅看到皮帶運行的實時量和累積量，還能看到皮帶秤的實際運行及皮帶上的物料情況。

（2）維護人員通過軟件采集到的數據和視頻畫面比對，可以發現一些比較直觀的故障，比如傳感器損壞、滾筒脫落等，這些直觀問題通過設備運行歷史曲線，能很快發現故障，減少錯誤的計量數據，提高設備維護效率，減少設備故障時間。

（3）在產生異議計量時，通過軟件記錄數據和視頻錄像資料，方便找出產生計量異議的原因。

（4）為柳鋼的MES系統提供更快、更準確的數據和接口

5、結語

本系統投入到柳鋼的物資運輸生產中，已經實現計量數據的全自動采集、集中存儲、處理和統一發布，為生產管理和成本考核提供可靠的計量數據。電子皮帶秤遠程計量的實現，不但將分散在各廠的皮帶稱計量點集中控制，結束了手工抄數的歷史，而且更加方便實時、系統的分析、了解各個皮帶秤的運行情況、計量情況。計量數據的網絡化提高了數據的透明度和公正性，滿足了各生產單位的需求。

[參考文獻]

1 李長林.Visual Basic串口通訊技術與典型實例.清華大學出版社.2006-4-1

2 王仲文.精通串行通信[M].北京電子工業社出版.1995

3 方原柏.電子皮帶秤.冶金工業出版社.2007