RFID礦場車輛管理及智能稱重系統(tǒng)方案

　　一、行業(yè)背景與應(yīng)用需求

　　1.行業(yè)背景

　　汽車智能稱重管理系統(tǒng)已經(jīng)成為多家企業(yè)信息化管理的重要組成部分，形成一種高效、準(zhǔn)確、快捷、防作弊的新型稱重管理模式。下面以某電廠應(yīng)用為例，介紹系統(tǒng)實施的基本框架。

　　所謂汽車智能稱重管理系統(tǒng)即是在原有汽車稱重管理系統(tǒng)上附加了利用遠距離RFID技術(shù)實現(xiàn)的對稱重車輛的自動識別功能，并將自動采集到的稱重車輛信息合并到稱重管理系統(tǒng)中。應(yīng)用于電廠的智能稱重管理系統(tǒng)使電廠燃料部計量處的過車速度提高了3-4倍，通過車號自動識別和精確計量，有效地防止了人為舞弊給電廠所帶來的經(jīng)濟損失。此外，系統(tǒng)實施后還大大降低了工作人員的勞動強度和人工稱重的失誤率，提高了燃料管理流程的透明度，推動了電廠的信息化進程。

　　2.應(yīng)用需求

　　煤場自動計量系統(tǒng)針對的是以汽車作為運輸工具的自動計量、稱重和回皮（空車）數(shù)據(jù)的完全自動化（無需人員干預(yù)）采集，保證原始數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性。通過實現(xiàn)自動計量，可以大大縮短各個操作環(huán)節(jié)的操作時間，提高計量系統(tǒng)的接卸能力，同時也可改善計量人員和汽車司機的工作環(huán)境、降低勞動強度。

　　二、項目實施的目標(biāo)

　　項目的實施分為兩個階段，第一階段為現(xiàn)有系統(tǒng)的改造，第二階段實現(xiàn)無人值守作業(yè)。煤場自動計量系統(tǒng)主要包括以下六個部分：
　　（1）運輸車輛隊列管理。車輛隊列管理主要完成運輸車輛的排隊，杜絕車輛插隊，提高車輛運輸秩序。
　?。?）采樣。采樣完成對進場煤的采樣（采樣煤用于進行煤質(zhì)分析）。
　?。?）稱重。稱重主要完成進煤車輛毛重的計量。
　?。?）回皮?；仄ぶ饕瓿绍囕v空重的計量，最終計算出凈重。
　?。?）實時監(jiān)控。實時監(jiān)控主要完成對采樣、稱重、回皮的過程進行實時監(jiān)控，及時了解采樣、稱重和回皮車輛的情況，以便及時進行處理。
　?。?）監(jiān)控管理系統(tǒng)。監(jiān)控管理系統(tǒng)主要完成系統(tǒng)基礎(chǔ)信息的管理、維護，運行模式的選擇設(shè)定等。

　　三、系統(tǒng)設(shè)計

　　1.系統(tǒng)的拓撲結(jié)構(gòu)

　　系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)如圖1所示。其中包括：監(jiān)控管理系統(tǒng)、車輛隊列管理、稱重主機、采樣主機、回皮主機、實時監(jiān)控、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和其他在線工作站等。各單元系統(tǒng)之間通過廠內(nèi)局域網(wǎng)聯(lián)結(jié)在一起，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

圖1 煤場自動計量系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

　　2.系統(tǒng)的工作流程

圖2自動計量系統(tǒng)工作流程

　　所有運輸車輛在進入煤場之前首先到車輛隊列管理處，進行隊列排序，只有進行排序后的運輸車輛才能進入煤場。運輸車輛排序完成后進入采樣平臺進行采樣。采樣時需要對車輛是否插隊進行判斷，如果是插隊車輛則不予采樣。采樣完成后車輛駛?cè)肫嚭膺M行毛重的計量，計量完成后進行卸煤，卸煤完成后駛?cè)肫嚭膺M行皮重的計量，計量完成后自動計算出凈重。在稱重和回皮的過程中如果出現(xiàn)異?，F(xiàn)象系統(tǒng)會自動通知實時監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)控人員可進行及時處理，保證系統(tǒng)的正常運行。系統(tǒng)工作流程如圖2所示。

　　四、系統(tǒng)運行

　　軟件環(huán)境：
　　序號 名稱：
　　1 操作系統(tǒng)： Windows XP/NT/2000/2003
　　2 數(shù)據(jù)庫： SQL Server 2005
　　3 開發(fā)語言： c#
　　4 開發(fā)環(huán)境： Microsoft Visual Stdio.Net 2008
　　5 架構(gòu)： C/S架構(gòu)

　　硬件清單：
　　序號 設(shè)備名稱                                      單位                                                     型號
　　1 UHF固定式一體化讀寫器                  臺                                                RURI-3180
　　2 UHF電子標(biāo)簽                                     張                                                 RUTW-8630
　　3 UHF手持讀卡器                                 臺                                                 SUHR-8088
　　4 UHF發(fā)卡器                                         臺                                                  RURH-9688
 
　　根據(jù)系統(tǒng)工作流程，下面分五個部分說明系統(tǒng)的運行。
　　1.車輛隊列管理
　　車輛隊列管理實現(xiàn)對運輸車輛隊列的管理，從而減少插隊現(xiàn)象的發(fā)生，提高車輛的通行率。自動進行車輛隊列管理是通過車號自動識別系統(tǒng)來完成。
　　車號自動識別系統(tǒng)主要包括微波射頻卡、閱讀器、射頻電纜、天線和車號自動識別軟件。每個運輸車輛均安裝有微波射頻卡，每一個微波射頻卡對應(yīng)一個車號。通過微波射頻識別卡可以做到對運輸車輛的自動識別，每通過一個運輸車輛，車號自動識別系統(tǒng)自動為此車生成一個隊列號作為采樣的排隊序列。采用車號自動識別系統(tǒng)的好處是沒有人員進行干預(yù)，作到車輛隊列客觀準(zhǔn)確。

　　2.采樣
　　采樣平臺處安裝有車號自動識別系統(tǒng)。當(dāng)運輸車輛進入采樣平臺后，車號自動識別系統(tǒng)會自動讀取車號信息，并判斷此車是否為插隊車輛，如果是則拒絕采樣。

　　3.稱重
　　圖3為自動稱重過程示意圖。其中圖3a，為汽車衡處于稱重準(zhǔn)備就緒狀態(tài)，圖3b為稱量狀態(tài)，圖3c為稱后狀態(tài)。稱重準(zhǔn)備就緒后，綠色指示燈亮，同時擋車器為關(guān)閉狀態(tài)。運輸車輛在采樣完成后，汽車衡處于稱重準(zhǔn)備就緒的狀態(tài)下可以駛?cè)肫嚭膺M行計量。

圖3 稱重前、中、后過程圖

　　車輛駛?cè)肫嚭夂蠹t色指示燈亮（如圖3b所示），車號自動識別系統(tǒng)讀取車號信息，車輛定位成功后計量軟件開始計量，計量成功后擋車器打開同時進行語音提示車輛駛出汽車衡，并通過電子顯示屏將計量進行顯示，如圖3c如示。車輛完全駛出汽車衡后關(guān)閉擋車器打開綠色指示燈，等待下一次計量。
　　在計量的過程中出現(xiàn)以外情況時，如車輛不能定位、車號不能讀取等情況發(fā)生時計量軟件會自動進行語音提示并向監(jiān)控中心進行報警，提示管理人員進行處理。在整個稱重過程中是完全不需要人進行操作的。

　　4.回皮
　　回皮的過程與稱重基本一致。兩者的區(qū)別主要在于一些語音和報警信息的內(nèi)容上。

　　5.實時監(jiān)控
　　車輛隊列管理、采樣、稱重和回皮四個作業(yè)流程中的所有信息均實時反饋到監(jiān)控中心主機，管理人員通過監(jiān)控軟件系統(tǒng)實時了解各個工作流程的情況。例如在采樣處有插隊車輛，在稱重、回皮時車輛無法定位，車號無法讀取等情況在監(jiān)控中心均能夠了解。
　　為保證煤場不間斷工作，自動計量系統(tǒng)采用2種工作模式：自動方式和手工方式。在正常情況下采用自動方式，當(dāng)系統(tǒng)中的某些硬件設(shè)備出現(xiàn)故障而無法以自動方式進行工作時，可以采用手工方式進行作業(yè)，從而保證煤場的正常生產(chǎn)，當(dāng)硬件設(shè)備修復(fù)后再切換到自動方式。手工方式是一種備用方式。

　　五、設(shè)備選擇標(biāo)準(zhǔn)

　　汽車智能稱重管理系統(tǒng)采用的自動識別技術(shù)是遠距離RFID系統(tǒng)。電子標(biāo)簽（車卡）內(nèi)貼裝于運輸車輛的前擋風(fēng)玻璃的內(nèi)側(cè)，要求RFID系統(tǒng)的識別距離大于5m，對識別速度無特殊要求，對標(biāo)簽的數(shù)據(jù)容量沒有特殊要求，對標(biāo)簽是否具有改寫功能沒有特殊要求。要求RFID系統(tǒng)具有較高的可靠性。設(shè)備的工作環(huán)境通常要求防塵、溫濕度一般按工業(yè)級應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。
　　值得注意的是將電子標(biāo)簽貼裝于擋風(fēng)玻璃內(nèi)側(cè)通常會降低標(biāo)簽的識讀距離，因而在電子標(biāo)簽的設(shè)計上要考慮玻璃襯底的影響。此外，應(yīng)用中一般還會提出標(biāo)簽貼裝后的防拆功能要求。

　　六、應(yīng)用效果分析

　　汽車智能稱重管理系統(tǒng)為客戶自動化管理發(fā)揮了重要作用。一方面大大提高了燃料煤入庫計量管理的效率，預(yù)防了人工操作的漏洞，改善了稱重計量與運輸車輛司機的工作條件與勞動強度。另一方面也大大地促進了企業(yè)的信息化建設(shè)步伐，為行業(yè)樹立了一個成功應(yīng)用新技術(shù)的范例。

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