地磅无人值守自动称重系统的应用及效果

地磅无人值守自动称重系统的应用及效果

1.地磅计量存在的问题

目前我公司共设计安装7台地磅,分别安装在两个大门的3台地磅,负责外进、外出货物的计量;3台地磅均建造了磅房,有局域网光纤接入。原设计计量状态为:车辆过衡由人工管理、软件计量,通过网络与销售等其它相关部门数据共享,针式打印机打印级联磅单。

山水水泥集团有限公司(简称山水)原进出厂及厂内物资计量都是靠计量员在磅房现场进行计量和监控,每个计量点都需要24h驻扎人员值班,现有计量方式不仅图1地磅称重示意图不利于集中管理和监督,在销售旺季的时候计量工作十地磅进行磅房改造,利用GAM机实现现场的外设分繁忙,进行销售、采购的车辆每3、4min就有一台需要控制和数据传输,外部设置LED、摄像机、红外限位装计量,而且每天为24h计量时间,计量人员工作量大、强置,保证计量过程的真实性和可靠性。利用权限设置、度高。客户的购买量和余额数据不能保证销售部和磅房皮重检测、传感器监测等软件技术实现系统的防作弊功数据实时一致,磅房人员需要不断地通过电话或人工方能。与ERP系统进行数据对接,保证现有的业务流程、财式相互查对。产品批次也要通过人工累加的方式进行计算、统计。日报、月报等信息都要通过人工统计之后，转给销售部、财务部和总经理办公室等部门，缺少实时性。生产部和销售部也不能实时掌握水泥的销售量和原材料等物资的进货量。同时报表统计、业务查询、余额计算等工作也都需要司磅员手工操作来完成，工作效率和信息共享都没有达到最好的状态，不能排除人员与外来车辆有作弊行为，直接给公司造成不可估量的经济损失。外来车辆在人员不能及时观察到的情况下，有可能采取换车、加水等多种作弊行为。人员素质参差不齐，管理难度较大，很难保证工作效率。

2.远程无人值守计量系统设计

2.1设计方案

建立远程集中计量系统，实现汽车衡的无人值守自动计量。利用IC卡作为信息传递的载体，建立门卫、收发货确认终端，将车辆的计量业务进行闭环控制，保证每一计量业务都能按照规定的流程和路径进行。

地磅进行磅房改造，利用GAM机实现现场的外设控制和数据传输，外部设置LED、摄像机、红外限位装置，保证计量过程的真实性和可靠性。利用权限设置皮重检测、传感器监测等软件技术实现系统的防作弊功能与ERP系统进行数据对接，保证现有的业务流程、财务数据可以共享，达到系统的最优化配置。图1为地磅称重示意图。

2.2 操作流程

（1）空车除皮。制卡员提前在系统中录入物料名称、数量和单位编号等信息，通过上位机对读卡器操作完成制卡，在制卡的同时把数据上传集控室进行保存。客户拿制作好的卡开车去地磅过磅。车辆上地磅之前，称重车辆停在停车线以外，光电开关感应，汽车衡前的道闸门开启，车辆驶入地磅，系统读取电子标签，根据电子标签读取车辆信息，并与数据库服务器中所存储的信息进行比较，判断车辆和称重是否正确。如果车辆未能读取到电子标签或者标签信息不正确，系统语音提示“非称重车辆请离开称体”，并由地磅员进行人工处理和操作。系统通过汽车衡前后限位器来判断车辆是否停稳，如果未停稳，则提示“请停车”，如果停稳则系统自动读取该车辆基本信息，同时开始抓拍车辆的车身、车尾和车头三个部位的图片，存储该车辆的称重信息，并提示该车辆“称重完毕，请离开称体”，车辆离开汽车衡后，恢复初始状

态，等待下一次称重。

（2）发货下料。车辆根据需要到指定装货点，通过数据库服务器存储刷卡信息，车辆在下料口，利用公司一卡通发货系统，刷卡经装料系统身份核对和相关物料信息确认后，自动发送命令启动装货设备，待装满物料后自动关闭，停止装载。车辆开出发货下料口，刷卡数据回传到集控中心。

（3）出厂结算。出厂结算是要求对已装货物车辆进行再次的身份识别，以及其他信息的核对，对所装货物进行毛重过磅，复磅核对所装载货物重量，核对无误进行结算，结算完毕后放行。对于信息不符合车辆不给予结算，也不会放行。GAM控制器有拾音器，可以与计量中心地磅人员进行对话，待查明原因后予以处理，对于处理的过程，数据库均有存底，存储于服务器中。核对成功可放行的车辆会有相应的单据打印出来。整个过程紧凑严密，避免了各种作弊行为。

3.软件系统（见图2）

3.1 计量中心子系统

计量中心是整个系统的核心部分，由服务器、电视墙、计量终端等几部分构成。设置一台服务器，可同时配置不间断电源。服务器设置在现有的服务器机房中，能够保证很好的工作环境，从而确保系统运行的稳定性和可靠性。电视墙由4台42″液晶电视组成，4台一一对应地监视4台地磅计量过程，车前、车后车牌，车厢和磅房内部全方位监控。每台地磅设置4台摄像机，外围配置3台，监控车头、车尾、货物，设置1台人像摄像机，抓拍人像。视频图像在无人值守终端进行视频存储，同时将模拟信号转成数字信号上传到控制中心。汽车衡配置3盏照明灯，实现夜间的灯光补偿。

3.2地磅终端子系统

本系统的管理终端采用了GMA机控制器作为开发系统的管理终端，用户不直接对数据库进行操作，而是与程序编好的用户界面进行对话，用户通过网络访问服务器上的页面。地磅无人值守自动计量系统与ERP系统无缝对接，实现数据的快速交互。

3.3 防作弊子系统

每台地磅配置两对红外对射装置，判断车辆是否完全上秤，防止车辆压边作弊，计量时抓拍车辆的前、后、中间及司机面部图像，二次计量时系统自动调出一次抓拍的图片，进行比对；设置车辆的皮重超差范围，超过设置值系统自动报警。计量过程实现视频实时监控，视频信息与物流信息、车辆信息一一对应，实时掌握车辆和计量的全过程，利用先进的红外探测技术确保车辆完全上秤，达到准确计量。

3.4IC卡管理系统

设置1台制卡控制终端，进行IC卡的发卡操作。IC卡采用非接触式的M1卡。IC卡表面采用彩色印刷，并喷码编号。物资与IC卡中的仓库进行绑定，指定的物资入指定的库房，出库也必须与IC卡中的物质相一致才允许放行，保证出入库物资的准确。实现一车一卡，计量过程实行IC卡一卡通管理，IC卡与计量业务绑定，固定车辆实行RFID卡计量模式；业务逻辑控制严密、设置灵活，各种业务实现闭环管理；每车业务从开始到结束要完成所有的操作步骤，否则无法完成本车计量。

3.5 无人值守软件系统

计量模式管理：自动计量和远程计量运行及切换。

基础信息管理功能：管理员可以添加衡器包括衡器名称、吨位、类型、长度、精度、厂家、型号、区域、IP地址、硬盘录像机IP地址、登陆名等信息；对客户进行基本信息维护包括公司名称、地址、联系人、公司代码、公司简码、信用等级等。无人值守软件系统功能齐全，包含业务管理功能：厂内倒运业务的计划录入、计划启用、订单关闭；权限管理功能：计量业务权限管理、报表查询权限管理、异常处理权限管理、系统管理权限管理；操作日志记录功能：计量点的系统操作日志和服务器端的操作日志管理；IC卡管理功能：通过IC模块对IC卡进行维护，包括发卡、写卡、挂失操作，设置IC卡中的各个字段和标记位；车辆信息管理功能：车牌号、单位、皮重、信用等级、业务类型等；报表管理功能：可以生成各种功能报表，并可以进行自定义条件查询；设备监控功能：称重仪表、打印机缺纸、网络状态等；数据接口功能：与ERP及其他系统数据接口。实现计量现场无人值守，可根据业务实现自动和远程两种计量模式。并可根据管理需求灵活设置。提高计量业务的整体作业效率，单车自助计量处理时间<20s，远程计量处理时间<30s。

图3为销售业务流程。客户订单启用后给车辆发IC卡，可以预先发也可以在进厂时发。进门时门卫进行IC卡查验，对IC卡信息进行打标，计量皮重时进行图片抓拍，仓库装完货后对IC卡进行发货打标，计毛时系统自动判断净重是否超量，根据需要打印票据，出门时门卫对IC卡进行查验。

图4为采购业务流程。客户采购订单启用后给车辆发临时IC卡，进门时门卫进行IC卡查验，对IC卡信息打标，计量毛重时进行图片抓拍，仓库卸完货后对IC卡收货打标，计皮时系统根据需要打印票据，出门时门卫对IC卡进行查验，并收回IC卡。

图5为倒运业务流程。倒运业务主要针对矿石的倒运，车辆基本固定，装完矿石后，发货确认，计完毛重卸货后进行收货确认，回皮后根据需要打印票据。如果不下车计量，则每一辆车安装RFID电子标签，实现不下车的自动计量。

4.主要软件、硬件设备

4.1软件设备

济南某公司专门开发的销售管理系统，公司已使用多年，效果很好，相对比较稳定、安全。利用无人值守地磅系统与其对接，合并完成整个流程。

4.2硬件设备

（1）地磅（见图6）

由于此技改是在传统地磅的基础上加以改造完成，因此，汽车衡是整个核心。公司采用山东某公司地磅产品，耐用且精度高。根据生产需要，有50t、100t、150t、200t不同大小的磅体。

（2） GAM机控制器（见图7）GAM机控制器是山东某公司在多年智能化称重管理的基础上研制的。它贯穿了企业整个采购、生产、销售全过程的自动化功能。采用高端工控主机，具有低功耗、高可靠性、高稳定性的特点，同时采用嵌入式操作系统，多任务、多线程，保证系统的强实时性。所有元器件仅采用工业级，保证系统在工业环境、恶劣环境下的可靠性和抗干扰、抗冲击能力。

集成自定义端口，通过软件设置端口形式：RS232/ RS422/RS485，自动识别通讯协议进行匹配，大大方便安装调试。纯钢的金属防水键盘设计，寿命高达200万次。集成冗余的工业交换机，光网络接口，高速稳定地进行数据交换，同时可以控制端口、IP地址、速率等，配置网络到最优化状态。智能照明控制功能，通过内部集成的定时器和控制器，按照时间和照度进行照明控制，同时通过输出也可实时控制照明系统的开关设置。智能化的仪表状态和传感器实时监测、控制功能，通过远程系统监测计量仪表的工作状态，各个传感器的数值和状态，可进行远程清零和仪表控制。智能打印控制，采用热转印的工业打印机，自动定位、自动切纸、纸张预警，同时设置一台备用打印机，提高运行的可靠性。系统实时监控打印状态，如果打印机返回故障状态，系统再尝试一次打印，并通过返回的错误代码进行错误分析，如果错误不能系统修复，则启用备用打印机，并同时通知控制中心，进行报警。

嵌入式的智能读卡功能。通过嵌入式的智能读卡器，可以快速读写IC卡，卡片嵌入到读卡器中，防止写信息时移动卡发生故障，设置应急按钮，保证IC卡正常抽取。写完卡后系统进行快速验证，保证写卡的正确性和完整性。

采用无线射频识别（RFID）通信技术智能标签读取。在车辆的右上角张贴RFID标签，标签中的ID号为唯一标号，标号与车号一一绑定，对于厂内车队的车辆，可以实行RFID卡管理，达到快速、高效的物流运行。

交通指挥控制功能。通过控制单元控制红绿灯进行车辆通行指示。可以按照用户的不同功能要求进行设置，设置绿灯表示衡器正常，车辆可以上秤计量。计量时为红灯，提示后面的车辆，衡器正在使用请等待。也可以用来提示司机上秤后的停车指示，判断到车辆上磅，红外没有遮挡，重量正常，显示红灯停，计量完成后显示绿灯，司机可以下磅。

智能LED显示屏控制。通过LED屏显示计量信息，包括车号、物料信息、重量值、磅号等，通过后台的操作界面，可以随时进行显示信息的调整。

强大的数控功能，具有数据采集功能，可以采集开关量、模拟量，亦可以输出开关量、模拟量的控制，达到设备的实时监视与管理。

（3）其他辅助设备

计算机设备、道闸、红外光幕、车牌识别系统、信号灯、摄像头、LED屏、室外音柱。系统应急预案见表1。

5.经济效益分析

5.1直接经济效益

降低人力及管理成本。目前汽车衡7台，原有计量模式需司磅员28名，实行无人值守自动计量后，按二班制现在仅需6名，节省计量员22名，计量员工资3万元/年，年直接节约开支66万元。

（2）运行费用。磅房水电、纸质耗材等年节约费用约20万元。 节约人力成本+运行成本=86万元。

5.2 间接经济效益

（1）提高工作效率。计量时间由以前的一辆车3min～5min，缩短为0.5min～1min时间。（2）便于公司领导层透明化管理，数据及时共享，随时掌握生产和销售情况，生产促进销售，销售指导生产，实时、准确、高效传输对提高财务核算、物流控制、销售管理有着重要的意义，为生产调度和领导决策提供及时、强大的统计分析和报表功能，为领导决策提供可靠的数据支持。（3）堵住了计量中的管理漏洞，杜绝了种种作弊现象，提高了企业的经济效益。

5.3社会效益

（1）降低劳动强度，提高工作效率，产能加大，可以创造更多的就业岗位。（2）改善工作环境，以人为本，符合科学发展观的要求。（3）各个环节更加透明、公开，将会增强企业与客户的信任程度。（4）计量管理水平、企业信息化管理水平大大提高，提升企业形象。