智能汽车衡计量管理系统的工程应用

简要介绍了汽车衡系统的工作原理，基本构成及主要技术要求。随着现代石化企业对于工厂智能化操作及管理水平提升的要求，汽车衡系统已经成为全厂计量数采管理系统的重要组成部分，需与生产运行管理系统和企业资源管理系统无缝连接。本文对智能汽车衡计量管理系统在大型乙烯工程中应用的基本配置，技术规格，操作及管理流程，解决方案及工程实施进行了阐述，对实际运行过程中遇到的问题及解决方法进行了说明。

0.引言

汽车衡（也称地中衡）是一种称量汽车载物量的电子衡器，用于进出厂的汽车槽车或货车的称重计量，在大型石油化工企业中得到较为广泛的应用。

目前，以汽车衡本体为基础，配套数字式称重显示仪表、大屏幕显示器、工业计算机、视频监控摄像机、红外光电开关等构成的智能汽车衡计量管理系统，是全厂计量数采管理系统的重要组成部分，也是生产集成自动化和信息化的必然要求，对于提升企业精益管理水平，获取更多经济效益和社会效益，提高市场竞争力，将会发挥应有的作用。

1.汽车衡系统的工作原理

汽车衡利用电阻应变原理称重，在称重传感器的弹性体上安装电阻应变仪，组成惠斯登电桥。当弹性体承受载荷时，应变仪产生与载荷成比例的应变，惠斯登电桥失去平衡，由输出电压可测出外加载荷的重量。

汽车衡系统称重流程一般为：

1）车辆（空车）完全驶上秤台，检测就位，输入相关信息，采集称重数据，拍摄过秤图像，存入临时数据库；2）车辆完全驶下秤台，系统回到初始状态，等待下一辆车上秤；

3）车辆加载后称量，流程基本和空车相同；

4）从临时数据库中调出空车重量，两者相减得到货物净重；

5）信息存入主数据库，同时清除临时库中信息，根据需要打印计量磅单。

2.汽车衡系统的基本构成

汽车衡系统主要包括：秤台、称重显示仪表、称重传感器、微机控制系统，车辆定位系统，车辆自动识别装置，打印机，视频安全监控系统，计算机与称重控制管理软件，不间断电源（UPS）等。如图1所示。

2.1 数字式称重传感器

数字式称重传感器采用等离子氩弧焊密封，支承、外壳及敏感承载梁为不锈钢材料，配置A/D转换器和数字信号输出接口，能长距离传输低电压信号。数字式称重传感器在出厂前进行各种数字补偿,将量程、非线性、滞后、蠕变、温度等调整至最佳输出。

控制数字信号的微处理器内置在一个密封的环境中,选用宽温度范围部件,抗射频干扰，具有丰富的自我诊断功能，设置及维修简便快速；具备人机对话接口，通过键盘进行参数调整，同时考虑防浪涌及防尘设计。

2.2 机械秤台

机械秤台一般采用U型截面设计，避免经典力学对局部强度无法准确计算而造成秤体变形，确保整体强度和局部强度的匹配。秤台内腔采用全密封结构，防止氧化及腐蚀。秤体先做整体抛丸处理，消除焊接内应力，清除氧化层，然后再整体喷涂油漆。

机械秤台必须进行满负荷加载/卸载寿命试验，确保无永久变形及构件焊缝开裂现象。

2.3 称重显示仪表

称重显示仪表应符合GB/T 7724-2008《电子称重仪表》的要求，可以全面板操作，具有自检功能，自动修正偏差。

称重显示仪表具备基本称重功能，如：清零、去皮、清皮、毛重和净重状态自动零跟踪等。支持用户自定义项目信息，存储历史数据，随时可以补打计量单，通过外接键盘进行称重操作；可以直接连接打印机和大屏幕显示器，并通过以太网接口进行数据传输。

2.4 视频监控系统

视频监控系统对车辆称重过程中细节图像及全景图像进行全天候本地及远程监控，同时进行实时录像，可以监视汽车衡及周围环境的安全情况和运营状况，具有防范和管理双重功能。

视频监控系统一般包括：高清晣超感低照度彩色昼夜枪式摄像机，分别设置在汽车衡的前后端，可以在比较恶劣的情况下进行24小时不间断监控车头及车尾；动点一体化摄像机，设置在汽车衡上方高点位置，对地磅内的情况及车辆称重过程中的全景图像进行监控并对图像实时保存；本地嵌入式网络硬盘录像机，对本地监控图像进行长期保存及备份。

2.5 车辆定位及自动识别系统

车辆定位及自动识别系统用于动态及静态检测车辆的停位是否准确，为检测数据的可靠性提供保证，一般使用红外光电开关。

2.6 计算机与称重控制管理软件

称重计算机的作用是进行重量数据采集存储、管理及后台处理，并将称重数据保存到本机数据库。另外，车辆位置检测也由称重计算机承担，还可打印计量磅单。称重管理系统专用软件实现称重数据、车号和用户数据的采集及总和计算，并参与称重相关的业务管理工作。

2.7 汽车衡系统在大型乙烯工程的应用案例

1000t/h乙烯及配套项目设置四套120t的地磅，两套用于液体汽车槽车运输的称重计量，位于液体汽车槽车装卸站内；两套用于固体产品汽车运输的称重计量，位于固体产品包装及仓库的东西两侧。采用橄榄型数字式称重传感器（MTX）和数字式称重显示仪组成的全电子模块化汽车衡系统。

3.基本配置

1）汽车衡秤台（4套）

5）汽车衡现场控制室（2个）

汽车衡现场控制室为一层建筑，净高3.0～3.3m，设置暖通空调、给排水、照明、电话等公用工程设施，东西控制室安装对讲系统。室内外高差按600mm考虑，室内窗台高度要求800mm，窗户设有票据传递口，位于车辆就位的车头所在方向侧。建筑物设置防盗门窗，操作人员按3人考虑，更衣室按6人考虑。

3.1 技术方案

车辆按固定路线行驶，即固体（或液体）在A衡进行第一次计量，按规定路线装卸货物，然后在B衡进行第二次计量后打印货物的重量票据。A、B衡的计算机联网共享，第一次、第二次计量数据全部存储在A或B衡的计算机内，由A或B衡将数据上传至目前在用的中间报务器。

计量系统具备与公司网络系统软件的接口，可以定时将本地的有效计量数据上传到公司数据库服务器及生产运行管理系统（MES）、企业资源管理系统（ERP）接口。

公司局域网服务器出现故障的时候，称重计算机能够正常独立工作；公司局域网恢复正常后，称重计算机上保存的信息能传到公司局域网服务器上。接口软件在称重计算机的后台运行，不影响整个称重流程。

主要内容包括：

1）重量数据的自动采集，保证检斤重量的准确性，用户不能更改重量数据；

2）具有显示并打印日报表、月报表等功能，可对报表中具体项目进行汇总、查询；

3）规定次数内，如果累计平均皮重超过某一设定值，皮重自动报警，报警皮重值和累计皮重次数可以进行参数设定；

4）红外光电开关用于动态检测车辆的停位是否准确，为检斤数据的准确性提供保证；

5）接收视频信号，同步保存称重时的图片；

6）采用国际通用的大型数据库；

7）软件具备称重、用户管理、查询、基本设置、数据库管理、磅单格式自定义等功能；

8）为MES、ERP提供接口，通过中间数据库实现与MES、ERP相关计量信息的无缝连接。

3.2 正常称重操作流程

汽车衡系统实现毛重、皮重的分秤计量，A秤用于皮重计量，B秤用于毛重计量。A、B两秤的称重软件连接至A或B秤点的数据库及“目标数据库”（公司计量数采系统服务器），当A秤称取皮重时，信息将会保存在B秤点数据库，B秤称取的毛重信息同样会保存在B秤点数据库，实现两秤点的信息共享。A秤点与B秤点可同时访问B秤点数据库中的信息，安装在B秤点的后台服务功能将负责把有效数据上传至目前在用的公司计量数采系统服务器。称重操作流程如下：

1）企业资源管理系统（ERP）生成“提货通知单”，信息存入目标数据库，由销售中心工作人员打印后交取货司机，取货车辆凭单经门卫室检验后入厂等候。

2）车辆驶入空车汽车衡称重，交“提货通知单”。

3）工作人员检验“提货通知单”。

4）工作人员将“提货通知单”信息录入对应的“ERP交货单”，计量数采管理系统根据录入的唯一号码从目标数据库中读取车辆信息。一次称重后，系统将空车称重数据和相关信息一起存入连接的A或B数据库，将加盖“计量专用章”后的“提货通知单”返还司机。

5）车辆驶出汽车衡，到指定地点等待装货；

6）在装货地点，工作人员检验“提货通知单”，核对“计量专用章”。

7）工作人员进行装货，将签字后的“提货通知单”返还司机，车辆驶出装货区。

8）车辆驶入重车汽车衡称重，交“提货通知单”。

9）工作人员检验“提货通知单”和装车人员签字。

10）工作人员输入车辆及取货信息。二次称重后，系统将重车称重数据和上次的计量信息进行匹配并自动计算出净重，保存到连接的A或B数据库，将打印后的分类计量单据及出门凭证返还司机。同时，计量数据回填目标数据库，其它系统（ERP系统、MES系统）到目标数据库中读取相关数据。

11）取货车辆凭出门证经门卫室检验后放行。

红外光电开关一般对角安装，当运货汽车驶向秤台时，光电开关自动检测车辆的停位。只有光电开关检测到车辆未限位时才可正常称重，并保存数据。如果检测到轮胎被遮住，则不允许称重保存。

支持两路视频采集，从两个不同的角度对汽车衡进行监控。在秤前、秤后分别安装一个摄像头，用于实时监控秤台前后的情况，软件在称重主窗体中同步显示，操作人员无需到现场就可以看到秤台前后的实时情况。

一次称重结束后形成两幅图片（秤前、秤后各一幅），两次称重后计算得出净重共形成四幅图片，并自动在下方的表格框中显示，双击某条车辆的称重信息，系统会自动调出该车过磅时的图片信息（未完车辆有两幅图片，已完车辆有四幅图片）。

3.3 计量错误处理

称重发生错误时，需重新过磅和处理数据。当一次计量后发现问题时，选中该条记录，在管理界面上选择“重新称重”，可刷新皮重；当二次计量后发现问题时，操作人员必须将此过磅车辆拦下，要求重新过磅。选中该条记录，在管理界面上选择“重新称重”，进入重新称重窗口，对当前车辆毛重进行重新计量，确认称重数据有效后，选择“保存数据”，数据保存到本地称重数据库。网络正常后，本地计量数据回填至目标数据库。

4.结束语

通过对智能汽车衡计量管理系统工程应用的简单介绍，可以看出：的要求，系统结构简单、安装调试方便、计量精度高、汽车衡系统的发展，正在逐步满足石油化工企业生产和经营管理操作灵活方便，适用于大流量汽车槽车（货车）装载原料及产品进出厂（库），同时兼顾管理人员的操作习惯。随着生产集成自动化和信息化的发展，实现汽车衡系统与企业MES系统、ERP系统计量信息的无缝连接，将变得越来越重要。