柳鋼皮帶秤遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)自動(dòng)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

羅志成

[摘要]本文介紹了柳鋼皮帶秤計(jì)量數(shù)據(jù)自動(dòng)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，上傳皮帶秤計(jì)量數(shù)據(jù)的方法及在柳鋼的實(shí)際應(yīng)用。

[關(guān)鍵詞] 皮帶秤;數(shù)據(jù)采集;通訊

1、前言

為滿足柳鋼物資計(jì)量數(shù)據(jù)的信息化管理，需要對(duì)原有的皮帶秤計(jì)量管理方式進(jìn)行改革，達(dá)到定點(diǎn)結(jié)算，隨時(shí)結(jié)算，按品種，自動(dòng)生成各種報(bào)表功能。將計(jì)量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程自動(dòng)采集、生成和上傳，要求采集數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、真實(shí)，供有關(guān)部門進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和使用，計(jì)量數(shù)據(jù)直接影響鐵前各單位的成本核算和公司的生產(chǎn)組織。該系統(tǒng)由現(xiàn)場(chǎng)計(jì)量檢測(cè)系統(tǒng)（皮帶秤采用西門子BW500）、采集上位機(jī)（含采集軟件）組成。

2、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

皮帶秤數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集和網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)兩部分組成，現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集由西門子BW500儀表通過RS-485總線與MOXA串口服務(wù)器傳送至網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)管理包括網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)與故障報(bào)警，數(shù)據(jù)上傳與數(shù)據(jù)管理等功能。

2.1 功能設(shè)計(jì)

硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)：硬件系統(tǒng)由三部分組成。現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備有積算儀（西門子BW500）、MOXA串口服務(wù)器、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)等;中轉(zhuǎn)站設(shè)備有光纖熔解盒、數(shù)據(jù)光端機(jī)、交換機(jī)等;上位機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)映射串口服務(wù)器端口完成通訊皮帶秤實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)自動(dòng)采集，不用人工干預(yù)，對(duì)皮帶秤秤架處和稱重儀表進(jìn)行24小時(shí)視頻監(jiān)控錄像。 如圖1所示。

軟件系統(tǒng)要求：稱重過程中，能實(shí)時(shí)顯示累積量、瞬時(shí)量、皮帶速度，對(duì)數(shù)據(jù)采集時(shí)間間隔為5秒，能隨時(shí)查看和調(diào)用稱重?cái)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)曲線和歷史曲線。

2.2 遠(yuǎn)程通訊方案

2.2.1 數(shù)據(jù)通訊

西門子BW500稱重儀表的數(shù)據(jù)經(jīng)RS485串口送到光端機(jī)發(fā)射端轉(zhuǎn)成光信號(hào)，通過光纜將信號(hào)傳輸?shù)搅硪还舛藱C(jī)的接收端，將光信號(hào)重新轉(zhuǎn)成電信號(hào)發(fā)送到MOXA串口服務(wù)器，最后上位機(jī)與MOXA串口服務(wù)器之間通過交換機(jī)，完成數(shù)據(jù)通訊。每個(gè)MOXA串口服務(wù)器都有一個(gè)IP地址，對(duì)于兩串口的串口服務(wù)器可以連接兩臺(tái)西門子BW500稱重儀表，這樣MOXA串口服務(wù)器IP地址和串口號(hào)就可作為西門子稱重儀表的唯一標(biāo)識(shí).，在程序里根據(jù)唯一標(biāo)識(shí)來讀取西門子BW500稱重儀表的累計(jì)量、流量、速度。

2.2.2 視頻通訊

為了監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)皮帶秤的運(yùn)行情況，安裝兩套攝像機(jī)，視頻信號(hào)通過視頻光端機(jī)（發(fā)射端）轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，經(jīng)光纖傳輸，再由視頻光端機(jī)（接收端）將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為視頻信號(hào)，將其接入視頻DVR，上位機(jī)通過交換機(jī)訪問視頻DVR，完成現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控。

3、 采集軟件實(shí)現(xiàn)

數(shù)據(jù)采集軟件作為采集系統(tǒng)的重要組成部分，必須實(shí)時(shí)、穩(wěn)定地為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)，因此該系統(tǒng)的開發(fā)顯得很重要，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的主要功能如圖3，主要包括初始化設(shè)置、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)庫(kù)四大部分。

各模塊實(shí)現(xiàn)功能如下：

初始化設(shè)置：設(shè)置皮帶秤轉(zhuǎn)換器及通信接口的通信參數(shù)

數(shù)據(jù)采集：將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)從皮帶秤轉(zhuǎn)換器送回工控機(jī)

數(shù)據(jù)處理：把返回的數(shù)據(jù)按一定的規(guī)則從字符串中分離出來

數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)庫(kù)：進(jìn)行數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)存儲(chǔ)

除了以上各模塊的設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)還要實(shí)現(xiàn)與管理系統(tǒng)的通信，方便對(duì)數(shù)據(jù)采集的開始及結(jié)束的控制。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在實(shí)時(shí)采集到數(shù)據(jù)、進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后，還需要實(shí)時(shí)向管理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，供管理系統(tǒng)實(shí)時(shí)繪制曲線及數(shù)據(jù)列表形式進(jìn)行數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)布。

通過運(yùn)行上網(wǎng)軟件將本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)的皮帶秤原始數(shù)據(jù)上傳至數(shù)采中心機(jī)房Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中進(jìn)行統(tǒng)一管理，系統(tǒng)開發(fā)的平臺(tái)是Visual Basic6.0編寫，本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)采用的是微軟Access數(shù)據(jù)庫(kù)。相同的情況下用visual studio.NET開發(fā)比ASP等速度快，維護(hù)升級(jí)容易，頁(yè)面、代碼分離;代碼可復(fù)用等等特性讓再次開發(fā)變得容易。visual studio.NET布局簡(jiǎn)單，能非常簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)大型商務(wù)網(wǎng)站的布局，可成本卻非常低，可跨平臺(tái)操作，不需修改代碼，可忽略硬件開發(fā)壞境，不管32位還是64位，完全面向?qū)ο?，方便設(shè)計(jì)，調(diào)試方便，開發(fā)周期短、易維護(hù)，可以滿足基本的企業(yè)需求。

4、實(shí)際應(yīng)用情況

4.1 皮帶秤運(yùn)行畫面

4.24皮帶秤數(shù)據(jù)日?qǐng)?bào)表圖片

4.32 皮帶秤瞬時(shí)量曲線及速度曲線

4.43 視頻監(jiān)控儀表圖片及監(jiān)控皮帶秤稱架圖片

4.5 實(shí)際運(yùn)行效果

（1）從分散計(jì)量到集中遠(yuǎn)程計(jì)量，可以改進(jìn)柳鋼原有計(jì)量管理流程，提高計(jì)量管理水平。在計(jì)量監(jiān)控終端，公司各級(jí)計(jì)量管理人員不僅看到皮帶運(yùn)行的實(shí)時(shí)量和累積量，還能看到皮帶秤的實(shí)際運(yùn)行及皮帶上的物料情況。

（2）維護(hù)人員通過軟件采集到的數(shù)據(jù)和視頻畫面比對(duì)，可以發(fā)現(xiàn)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(shè)備運(yùn)行歷史曲線，能很快發(fā)現(xiàn)故障，減少錯(cuò)誤的計(jì)量數(shù)據(jù)，提高設(shè)備維護(hù)效率，減少設(shè)備故障時(shí)間。

（3）在產(chǎn)生異議計(jì)量時(shí)，通過軟件記錄數(shù)據(jù)和視頻錄像資料，方便找出產(chǎn)生計(jì)量異議的原因。

（4）為柳鋼的MES系統(tǒng)提供更快、更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)和接口

5、結(jié)語(yǔ)

本系統(tǒng)投入到柳鋼的物資運(yùn)輸生產(chǎn)中，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)計(jì)量數(shù)據(jù)的全自動(dòng)采集、集中存儲(chǔ)、處理和統(tǒng)一發(fā)布，為生產(chǎn)管理和成本考核提供可靠的計(jì)量數(shù)據(jù)。電子皮帶秤遠(yuǎn)程計(jì)量的實(shí)現(xiàn)，不但將分散在各廠的皮帶稱計(jì)量點(diǎn)集中控制，結(jié)束了手工抄數(shù)的歷史，而且更加方便實(shí)時(shí)、系統(tǒng)的分析、了解各個(gè)皮帶秤的運(yùn)行情況、計(jì)量情況。計(jì)量數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)化提高了數(shù)據(jù)的透明度和公正性，滿足了各生產(chǎn)單位的需求。

[參考文獻(xiàn)]

1 李長(zhǎng)林.Visual Basic串口通訊技術(shù)與典型實(shí)例.清華大學(xué)出版社.2006-4-1

2 王仲文.精通串行通信[M].北京電子工業(yè)社出版.1995

3 方原柏.電子皮帶秤.冶金工業(yè)出版社.2007