本文主要闡述大宗散貨作業的地磅，在進行無人化自動作業時，實現既定 功能的解決方案。該方案經過實踐的對比驗證，具有較大的借鑒意義。

1.引言

隨著技術的發展，自動化控制技術已越來越 多的參與到我們的日常生產工作當中，大幅提升 了生產工作的可靠性、便捷性和規范性。同時。 自動化技術的應用，可以降低工人的勞動強度， 減少崗位的人員配置，達到提升生產舒適性，降 低企業用工成本的目的。

目前，汽車衡（以下簡稱地磅）無人值守系 統已較多的應用在我們的實際生產作業當中，但 因作業環境的不同，功能需求的變化和研發水平 的高低，導致很多企業的地磅無人值守系統的運 行穩定性較差，功能適應性達不到設計需求或難 以滿足實際生產工藝的變化需求。今天，作者以 大宗散貨雙向地磅無人值守系統為例，將設計開 發及調試過程中的經驗，與大家一起分享。

2.大宗散貨地磅計量作業特點

大宗散貨地磅計量作業（我們以礦石為例）， 往往存在作業環境差、物料灑漏嚴重、單車重量 大的特點。要實現地磅的無人值守作業，就必須 結合此特點進行系統開發。

3.系統組成

地磅無人值守系統由自動稱重系統、RFID 電子車牌系統、視頻監控系統、車輛控制系統、 人機交互系統、集中控制系統、過磅管理軟件七部分組成（如圖1所示）。其中，自動稱重系 統完成地磅數據的智能采集工作；RFID電子車 牌系統米用射頻識別技術（Radio Frequency Identification，簡稱為RFID)實現過磅車輛身份

的自動識別；視頻監控系統使用監控攝像機24 小時不間斷監控車輛過磅情況，并錄像和截圖 存檔，以備事后查詢；車輛控制系統使用傳感 器檢測車輛位置，配合電子檔桿等設備控制車 輛通行；語音對講系統用于實現遠程工作人員 與司機的實時通話；集中控制系統設置在集中 管理室，實現遠程過磅管理；過磅管理軟件集 中處理前端設備采集到的信息，完成過磅業務， 同時實現車輛管理、RFID烤瓷卡管理、查詢統 計等功能。

在上述的七大板塊系統組成中，視頻監控系 統、人機交互系統、集中控制系統、過磅管理軟 件四個板塊屬于常規的功能板塊，只根據企業的 功能需求有所變化，能夠適應所有狀況的地磅無 人值守作業，在此不再贅述。

4.適應散貨地磅計量作業特點的對比設計

滿足散貨地磅無人值守作業控制特點的主要 有自動稱重系統、RFID電子車牌系統、和車輛控 制系統三個板塊，需要結合散貨作業的特點，進 行與之相匹配的開發設計。

4.1自動稱重系統

在車輛行進過程中，自動稱重子系統用于實 時采集地磅讀取的重量信息，經過分析選擇出正 確的重量信息，發送給集中控制系統。

無人值守存在問題：由于地磅稱重儀表都是 安裝于作業現場，在原配置司磅員進行操作作業 時，出現撒料等情況導致空磅重量不能歸零時 (灑落物料重量幾十至幾百千克頗為常見），可由 司磅員操控儀表輔助歸零，在此狀態下并不影響 計量精度。實現無人值守作業后，無法實現司磅 員輔助歸零，導致撒落料的重量重復累加于作業 數量中，嚴重影響計量精度。

解決方案：在無人值守作業中，通過地磅管 理軟件，設置車輛上磅前讀取空磅重量的管理模塊，通過軟件讀取的地鎊重載重量，扣除車輛上 磅前的空磅重量，即可得到過磅車輛的真實重量 并保存到數據庫當中。此外，通過讀取空磅重量， 可以讓遠程集控人員對地磅灑落積料量有個直觀 的判斷，指導工作人員及時對灑料進行清理。

4.2 RFID電子車牌系統

在車輛身份識別技術中，目前常用的有視頻 車牌識別和RFID電子車牌兩種。在實際應用中 我們發現：視頻車牌識別系統，由于作業環境較 差，在進行煤炭、礦石等貨物作業時，晴天會因 揚塵過大，長時間未得到及時清理，會導致視頻 探頭被粉塵覆蓋，降低了識別率；陰雨天氣會因 漿料灑落，遮蓋了車牌號或視頻探頭，降低了識 別率，使得系統的整體運行情況較差，最終予以 否定。

RFID射頻識別系統的組成一般至少包括兩個 部分：電子標簽（Tag和閱讀器（Readed。電子 標簽中一般保存有約定格式的電子數據，在實際 應用中，電子標簽附著在待識別物體的表面。閱 讀器又稱為讀出裝置，可無接觸地讀取并識別電 子標簽中所保存的電子數據，從而達到自動識別 物體的目的。進一步通過計算機及計算機網絡實 現對物體識別信息的采集、處理及遠程傳送等管 理功能。目前常用的電子標簽為ISO18000-6C電 子標簽，有效識別距離可達20米左右，能夠滿足 我們的設計需求。

4.3車輛控制系統

對于雙向磅來講，車輛控制系統主要通過檢 測設備確定車輛行駛位置及狀態，控制語音系統 做出語音提示，對車輛駕駛人員作出相關提示， 然后控制電子檔桿狀態改變，從而達到誘導車輛 正確過磅的目的。

檢測車輛行駛位置及狀態的設備主要有地感 線圈和紅外光柵兩種。在地感線圈的應用中我們 發現：一是地感線圈的安裝需要破壞原有路面； 二是在進行散貨作業尤其是礦石作業時，灑料的 累積會導致地感線圈的誤觸發；三是參與礦石作 業的路面，大都磨損較快，導致地感線圈故障率 較高，更新、維護麻煩。

紅外光柵檢測具有反應靈敏、安裝維護方便 的特點，但在使用中我們發現：任意形式的遮擋 光柵或是光柵設備自身故障，都會觸發RFID系 統工作，導致RFID讀寫器頻繁讀取過路車輛信 息，電子檔桿也對應出現抬、落桿現象。此外， 光柵的遮擋與釋放兩種狀態，無法有效判別車輛 的上磅方向，致使整個地磅無人值守系統運行混 亂。

針對上述兩種情況，我們結合作業實際，開 發了車輛上磅方向控制的三光柵（A/B/C; A1/B1/C1)聯動控制和過磅稱重區域三光柵（D/E/F) 連鎖控制。當車輛上磅時，依次觸發A/B兩組光 柵，定為正確的上磅識別，此時A/B光柵的遮擋 信號通過PLC發送RFID讀寫器的啟動指令，讀取 上磅車輛的身份，同時上磅方向電子檔桿抬桿， 允許車輛上磅。當車輛通過電子檔桿并釋放紅外 光柵C后，PLC通過紅外光柵C的釋放信號控制 電子檔桿自動落桿，上磅識別結束。車輛上磅后， 紅外光柵檢測車輛位置，分別為停車位檢測D，用 于檢測車輛是否到達停車位；車頭檢測E，用于檢 測車輛是否超出地磅；車尾檢測F，用于檢測車輛 是否完全上磅。過磅結束后，下磅方向電子檔桿， 根據PLC接收的噸位保存成功的信號，控制下磅 方向抬桿，車輛下磅后釋放紅外光柵C1，電子檔 桿自動落桿，完成過磅作業（反方向作業同理。 如此一來，滿足了雙向上磅車輛身份的自動識別， 有效避免了光柵意外遮擋的誤識別狀況，實現了 車輛過磅循環的完美控制。

5.結束語

上述大宗散貨雙向地磅無人值守系統的設計， 前后經過多次的理論論證和實踐應用驗證，對于 類似無人值守地磅的設計開發，具有較大的指導

意義。