在鈦冶煉生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，存在大量大噸位的生產(chǎn)物資需要用電子地上衡稱重計(jì)量，再進(jìn)入生產(chǎn)環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的手動(dòng)計(jì)量方式存在諸多問(wèn)題。 將手動(dòng)計(jì)量模式改造為自動(dòng)稱重流程，基于動(dòng)態(tài)、快速、準(zhǔn)確等環(huán)境因素進(jìn)行系統(tǒng)研發(fā)，自動(dòng)保存稱重相關(guān)數(shù)據(jù)，對(duì)解決物資計(jì)量的準(zhǔn)確性，加 快生產(chǎn)進(jìn)度，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省人力成本及優(yōu)化信息管理等方面，具有重要意義。

1.應(yīng)用背景

隨著計(jì)算機(jī)、信號(hào)處理等技術(shù)快速發(fā)展，以及企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)迅速 成長(zhǎng)，對(duì)物資計(jì)量、成本數(shù)據(jù)的及時(shí)、準(zhǔn)確、完整性有了更高標(biāo)準(zhǔn)要 求。電子地上衡稱重作業(yè)在企業(yè)計(jì)量管理、信息化應(yīng)用等方面不斷得 到提升和加強(qiáng)，原來(lái)完全依靠人工手動(dòng)稱重的作業(yè)方式效率低下，誤 差大，信息傳遞慢，人力物力浪費(fèi)嚴(yán)重。隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)加劇，成本意 識(shí)提升，物料自動(dòng)稱重系統(tǒng)的實(shí)施推上建設(shè)日程。以遵義鈦業(yè)為例， 2010年始就對(duì)多臺(tái)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)物料（10t/15t電子地上衡）手動(dòng)作業(yè)方式 作了自動(dòng)流程改造，企業(yè)技術(shù)人員自行設(shè)計(jì)開發(fā)了物料自動(dòng)稱重系 統(tǒng)，投入到生產(chǎn)計(jì)量現(xiàn)場(chǎng)，取得了良好的應(yīng)用效果。

2.問(wèn)題分析

在遵鈦的生產(chǎn)冶煉現(xiàn)場(chǎng)，需要用天車吊運(yùn)噸位較大（重量在幾百 公斤到十多噸不等）的臺(tái)包、斗子、氯化鎂、粗鎂、鎂錠、海綿鈦等 生產(chǎn)物資或產(chǎn)品在電子地上衡上稱量，傳統(tǒng)的手工作業(yè)存在計(jì)量不準(zhǔn) 確、信息溝通遲緩、勞動(dòng)強(qiáng)度大、人力資源緊張等問(wèn)題。

電子秤物料自動(dòng)稱重系統(tǒng)的關(guān)鍵在“快速、準(zhǔn)確、自動(dòng)取數(shù)”并 保存，向生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)送聲光控制信號(hào)提醒天車工離開，這種方式有別 于汽車衡的靜態(tài)稱重和軌道衡的動(dòng)態(tài)稱重兩種情況，如下述：

快速：天車工處于高空作業(yè)狀態(tài)，出于安全操作考慮，要求吊運(yùn) 稱重過(guò)程能夠在最短時(shí)間（一般在10秒，理想狀態(tài)為5秒左右）內(nèi)完 成。

準(zhǔn)確：稱重物資涉及液體，天車工在作物資吊運(yùn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生搖晃或 撞擊，在結(jié)合快速完成作業(yè)的條件下準(zhǔn)確取值，是一種動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)稱重

類型。

自動(dòng)：在準(zhǔn)確采樣、方差統(tǒng)計(jì)、經(jīng)驗(yàn)值邏輯綜合運(yùn)算基礎(chǔ)上自動(dòng)取數(shù)，從真正意義上摒棄手工作業(yè)方式，“自動(dòng)準(zhǔn)確取數(shù)”成為系統(tǒng) 實(shí)施的關(guān)鍵。

軟件系統(tǒng)要求：

(1)秤體信號(hào)經(jīng)稱重儀表進(jìn)入計(jì)算機(jī)，軟件用語(yǔ)音提示管理人員。

(2)經(jīng)過(guò)系統(tǒng)采樣及綜合運(yùn)算后，計(jì)算機(jī)自動(dòng)讀取重量值，并保存。

(3)自動(dòng)取數(shù)后，計(jì)算機(jī)向生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)出聲光控制信號(hào)提示天 車作業(yè)人員吊運(yùn)物資離開秤體。

(4)系統(tǒng)歸零，物資離開秤體5秒后，準(zhǔn)備下一次稱重作業(yè)過(guò)程。

3.解決方案

3.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

3.1.1系統(tǒng)工作原理

如圖1所示，天車工吊運(yùn)稱重物資到電子地上衡，四路稱重傳 感器產(chǎn)生物理應(yīng)變，信號(hào)橋路輸出與重量信號(hào)成正比的mV級(jí)電信 號(hào)，信號(hào)匯總后進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)稱重顯示儀表，經(jīng)放大、濾波等處理，通過(guò) RS232通信端口傳輸?shù)阶詣?dòng)稱重系統(tǒng)計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)在短時(shí)間內(nèi)多次 采集信號(hào)，經(jīng)分析計(jì)算判斷信號(hào)是否穩(wěn)定到最大允許誤差（5kg)范 圍內(nèi)，基于快速與準(zhǔn)確條件自動(dòng)取值并保存重量、時(shí)間到數(shù)據(jù)庫(kù)文 件，操作成功后送燈光或鈴聲信號(hào)提示吊運(yùn)物資離開，該次稱重過(guò)程 完成，儀表進(jìn)入清零準(zhǔn)備狀態(tài)，清零持續(xù)穩(wěn)定5秒后，進(jìn)入下一次稱重作業(yè)過(guò)程。

為適應(yīng)企業(yè)應(yīng)用需求，系統(tǒng)另設(shè)計(jì)有如下功能：

a、手動(dòng)取值：當(dāng)稱量大噸位海綿鈦產(chǎn)品時(shí)需要操作工站上秤 臺(tái)協(xié)助，此時(shí)重量顯示不真實(shí)，需手動(dòng)取重量數(shù)據(jù)。

b、稱重閥值：設(shè)定為100kg，在秤體有一人通過(guò)、清理衛(wèi)生、 維修時(shí)放置小工具的等情況下不取值，防止產(chǎn)生虛假信息。

c、統(tǒng)計(jì)報(bào)表：靈活多樣，功能強(qiáng)大的統(tǒng)計(jì)報(bào)表極大方便了企 業(yè)應(yīng)用。

d、稱重日志：稱重物資一旦接觸秤臺(tái)，系統(tǒng)根據(jù)采樣周期保 存臨時(shí)數(shù)據(jù)到當(dāng)天日志，以方便計(jì)量溯源管理，如圖2示。

3.1.2串口通信線路 RS232口通信各種資料論述較多，在此不贅述，其端口應(yīng)用列 表如下：

1.3軟件讀取設(shè)計(jì)

通信鏈路建立后，關(guān)鍵是如何利用程序語(yǔ)言從儀表中將數(shù)據(jù)讀取 到計(jì)算機(jī)并顯示出來(lái)，程序建立一個(gè)先進(jìn)先出的隊(duì)列用以存放一定數(shù) 量的采樣數(shù)據(jù)，判斷該隊(duì)列數(shù)值是否符合統(tǒng)計(jì)規(guī)律，若誤差在統(tǒng)計(jì)經(jīng) 驗(yàn)值內(nèi)則取值，否則繼續(xù)采樣計(jì)算，以待后續(xù)穩(wěn)定數(shù)據(jù)。以下是部分 delphi代碼用以說(shuō)明。

// (1)、端口設(shè)置，準(zhǔn)備工作……

Mscomm.CommPort := 1; //通信端口com1;

Mscomm.Settings := '9600，n，8，1'; //通信速率設(shè)置； Mscomm.InputMode := 0 ; //傳輸方式

Mscomm.InBufferCount := 0; //緩沖區(qū)清空；

if not Mscomm.PortOpen then MScomm.PortOpen := True;

// (2)、數(shù)據(jù)讀取、處理、顯示 readata := Mscomm.Input; //數(shù)據(jù)讀取;

ExecuteData(readata); //數(shù)據(jù)處理；

DisplayScreen(readata); //數(shù)據(jù)顯示;

//(3)、手自動(dòng)作業(yè)模式、開關(guān)量卡工作設(shè)置、外圍指示控制等 if (ZT8408_0penDevice(m_cardN0) <> 0) then //開關(guān)量卡功能檢

測(cè)

MessageBox(form1.Handle，'打開硬件卡功能失敗'，”，MB—0K); workMode := 'AutoWork'; //自動(dòng)、手動(dòng)模式設(shè)置 PlayRing(); //燈光或鈴聲提示現(xiàn)場(chǎng)；

經(jīng)過(guò)持續(xù)改進(jìn)，不斷調(diào)整采樣統(tǒng)計(jì)經(jīng)驗(yàn)值（dvCount)作為取值 的依據(jù)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)多次測(cè)試與觀察，最終確定統(tǒng)計(jì)經(jīng)驗(yàn)值dvCount值與 現(xiàn)行儀表分度值5kg設(shè)定相等，即允許天車在作業(yè)過(guò)程中對(duì)物資稱重 有正負(fù)5kg的誤差。

if dv <= dvCount then //dvCount = 5 Kg; dv是采樣統(tǒng)計(jì)值 begin

…… //符合取值，相關(guān)處理。

end

這個(gè)設(shè)定一方面滿足儀表誤差要求，另一方面符合現(xiàn)場(chǎng)稱重作業(yè) 快速準(zhǔn)確要求，對(duì)天車工也提出更好的作業(yè)技能標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)精確物資計(jì) 量工作起到重要保證（如果稱重過(guò)程中天車放下物資晃動(dòng)太大，會(huì)導(dǎo) 致采樣記錄集誤差大而不予取值，直至3-5秒穩(wěn)定后再取），對(duì)秤體 是教育教學(xué)資源。在提高教育教學(xué)資源和挖掘教育發(fā)展?jié)摿疤岣呓?/span> 育教學(xué)質(zhì)量上發(fā)揮著潛移默化的作用。在《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā) 展規(guī)劃綱要（2010…2012)》中明確指出：加快教育信息化進(jìn)程中要 “加強(qiáng)優(yōu)質(zhì)教育資源開發(fā)和應(yīng)用，加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)教育教學(xué)資源體系建設(shè)， 引進(jìn)國(guó)際優(yōu)質(zhì)數(shù)字化教育教學(xué)資源，并開發(fā)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)課程，建立開放 靈活的教育教學(xué)資源公共服務(wù)的平臺(tái)，促進(jìn)優(yōu)質(zhì)教育教學(xué)資源的共享 及普及” [2]。近些年來(lái)，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)等信息技術(shù)的快 速發(fā)展和應(yīng)用，高校在教育教學(xué)資源上開始取得一定的成績(jī)，但是由 于目前高校教育教學(xué)資源建設(shè)的質(zhì)量和素的都無(wú)法滿足教學(xué)的需要， 所以造成巳經(jīng)有的資源也出現(xiàn)了重復(fù)使備的維護(hù)保養(yǎng)工作也有相當(dāng)意義。

3.1.4 開關(guān)量卡應(yīng)用

當(dāng)自動(dòng)計(jì)量計(jì)算機(jī)從串口接收到稱重信號(hào)，經(jīng)軟件系統(tǒng)自動(dòng) 取值后，軟件接通開關(guān)量卡件輸出通道虛擬開關(guān)，向外圍24VDC繼電 器送出24V線圈控制信號(hào)，直流繼電器接通交流電源，現(xiàn)場(chǎng)聲光設(shè)備 工作，如圖3所示。

設(shè)置手動(dòng)按鈕指示開關(guān)以方便“手動(dòng)取值”操作完畢時(shí)接 通現(xiàn)場(chǎng)聲光指示裝置。

3.1.5系統(tǒng)軟件流程圖如上：

3.2電子地上衡參數(shù)：

電子地上衡：10t t緩沖式電子秤。

檢定分度值：e = 5kg 準(zhǔn)確度等級(jí)：OIML III 3.3儀表參數(shù)：

托利多金鳥（xk3130)、托利多xk3127 ( 8142Pro+ )

準(zhǔn)確度等級(jí)：OIML III 3.4自動(dòng)稱重系統(tǒng)軟硬件概況 開關(guān)量卡件：中泰PCI-8408 程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言：Delphi 7

現(xiàn)場(chǎng)控制柜：24V直流（S-50-24 )電源為開關(guān)量卡、聲光報(bào)警 繼電器供電。

4.結(jié)束語(yǔ)

本項(xiàng)目在自企業(yè)實(shí)施后，在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用良好，降低了計(jì)量管理人員 勞動(dòng)強(qiáng)度，計(jì)量數(shù)據(jù)能夠快速、準(zhǔn)確、自動(dòng)采集，并輔助功能齊全的 統(tǒng)計(jì)報(bào)表，對(duì)企業(yè)基礎(chǔ)計(jì)量信息系統(tǒng)的建設(shè)有一定的推廣應(yīng)用價(jià)值。