地磅無人值守自動稱重系統的應用及效果

1.地磅計量存在的問題

目前我公司共設計安裝7臺地磅,分別安裝在兩個大門的3臺地磅,負責外進、外出貨物的計量;3臺地磅均建造了磅房,有局域網光纖接入。原設計計量狀態為:車輛過衡由人工管理、軟件計量,通過網絡與銷售等其它相關部門數據共享,針式打印機打印級聯磅單。

山水水泥集團有限公司(簡稱山水)原進出廠及廠內物資計量都是靠計量員在磅房現場進行計量和監控,每個計量點都需要24h駐扎人員值班,現有計量方式不僅圖1地磅稱重示意圖不利于集中管理和監督,在銷售旺季的時候計量工作十地磅進行磅房改造,利用GAM機實現現場的外設分繁忙,進行銷售、采購的車輛每3、4min就有一臺需要控制和數據傳輸,外部設置LED、攝像機、紅外限位裝計量,而且每天為24h計量時間,計量人員工作量大、強置,保證計量過程的真實性和可靠性。利用權限設置、度高。客戶的購買量和余額數據不能保證銷售部和磅房皮重檢測、傳感器監測等軟件技術實現系統的防作弊功數據實時一致,磅房人員需要不斷地通過電話或人工方能。與ERP系統進行數據對接,保證現有的業務流程、財式相互查對。產品批次也要通過人工累加的方式進行計算、統計。日報、月報等信息都要通過人工統計之后，轉給銷售部、財務部和總經理辦公室等部門，缺少實時性。生產部和銷售部也不能實時掌握水泥的銷售量和原材料等物資的進貨量。同時報表統計、業務查詢、余額計算等工作也都需要司磅員手工操作來完成，工作效率和信息共享都沒有達到最好的狀態，不能排除人員與外來車輛有作弊行為，直接給公司造成不可估量的經濟損失。外來車輛在人員不能及時觀察到的情況下，有可能采取換車、加水等多種作弊行為。人員素質參差不齊，管理難度較大，很難保證工作效率。

2.遠程無人值守計量系統設計

2.1設計方案

建立遠程集中計量系統，實現汽車衡的無人值守自動計量。利用IC卡作為信息傳遞的載體，建立門衛、收發貨確認終端，將車輛的計量業務進行閉環控制，保證每一計量業務都能按照規定的流程和路徑進行。

地磅進行磅房改造，利用GAM機實現現場的外設控制和數據傳輸，外部設置LED、攝像機、紅外限位裝置，保證計量過程的真實性和可靠性。利用權限設置皮重檢測、傳感器監測等軟件技術實現系統的防作弊功能與ERP系統進行數據對接，保證現有的業務流程、財務數據可以共享，達到系統的最優化配置。圖1為地磅稱重示意圖。

2.2 操作流程

（1）空車除皮。制卡員提前在系統中錄入物料名稱、數量和單位編號等信息，通過上位機對讀卡器操作完成制卡，在制卡的同時把數據上傳集控室進行保存。客戶拿制作好的卡開車去地磅過磅。車輛上地磅之前，稱重車輛停在停車線以外，光電開關感應，汽車衡前的道閘門開啟，車輛駛入地磅，系統讀取電子標簽，根據電子標簽讀取車輛信息，并與數據庫服務器中所存儲的信息進行比較，判斷車輛和稱重是否正確。如果車輛未能讀取到電子標簽或者標簽信息不正確，系統語音提示“非稱重車輛請離開稱體”，并由地磅員進行人工處理和操作。系統通過汽車衡前后限位器來判斷車輛是否停穩，如果未停穩，則提示“請停車”，如果停穩則系統自動讀取該車輛基本信息，同時開始抓拍車輛的車身、車尾和車頭三個部位的圖片，存儲該車輛的稱重信息，并提示該車輛“稱重完畢，請離開稱體”，車輛離開汽車衡后，恢復初始狀

態，等待下一次稱重。

（2）發貨下料。車輛根據需要到指定裝貨點，通過數據庫服務器存儲刷卡信息，車輛在下料口，利用公司一卡通發貨系統，刷卡經裝料系統身份核對和相關物料信息確認后，自動發送命令啟動裝貨設備，待裝滿物料后自動關閉，停止裝載。車輛開出發貨下料口，刷卡數據回傳到集控中心。

（3）出廠結算。出廠結算是要求對已裝貨物車輛進行再次的身份識別，以及其他信息的核對，對所裝貨物進行毛重過磅，復磅核對所裝載貨物重量，核對無誤進行結算，結算完畢后放行。對于信息不符合車輛不給予結算，也不會放行。GAM控制器有拾音器，可以與計量中心地磅人員進行對話，待查明原因后予以處理，對于處理的過程，數據庫均有存底，存儲于服務器中。核對成功可放行的車輛會有相應的單據打印出來。整個過程緊湊嚴密，避免了各種作弊行為。

3.軟件系統（見圖2）

3.1 計量中心子系統

計量中心是整個系統的核心部分，由服務器、電視墻、計量終端等幾部分構成。設置一臺服務器，可同時配置不間斷電源。服務器設置在現有的服務器機房中，能夠保證很好的工作環境，從而確保系統運行的穩定性和可靠性。電視墻由4臺42″液晶電視組成，4臺一一對應地監視4臺地磅計量過程，車前、車后車牌，車廂和磅房內部全方位監控。每臺地磅設置4臺攝像機，外圍配置3臺，監控車頭、車尾、貨物，設置1臺人像攝像機，抓拍人像。視頻圖像在無人值守終端進行視頻存儲，同時將模擬信號轉成數字信號上傳到控制中心。汽車衡配置3盞照明燈，實現夜間的燈光補償。

3.2地磅終端子系統

本系統的管理終端采用了GMA機控制器作為開發系統的管理終端，用戶不直接對數據庫進行操作，而是與程序編好的用戶界面進行對話，用戶通過網絡訪問服務器上的頁面。地磅無人值守自動計量系統與ERP系統無縫對接，實現數據的快速交互。

3.3 防作弊子系統

每臺地磅配置兩對紅外對射裝置，判斷車輛是否完全上秤，防止車輛壓邊作弊，計量時抓拍車輛的前、后、中間及司機面部圖像，二次計量時系統自動調出一次抓拍的圖片，進行比對；設置車輛的皮重超差范圍，超過設置值系統自動報警。計量過程實現視頻實時監控，視頻信息與物流信息、車輛信息一一對應，實時掌握車輛和計量的全過程，利用先進的紅外探測技術確保車輛完全上秤，達到準確計量。

3.4IC卡管理系統

設置1臺制卡控制終端，進行IC卡的發卡操作。IC卡采用非接觸式的M1卡。IC卡表面采用彩色印刷，并噴碼編號。物資與IC卡中的倉庫進行綁定，指定的物資入指定的庫房，出庫也必須與IC卡中的物質相一致才允許放行，保證出入庫物資的準確。實現一車一卡，計量過程實行IC卡一卡通管理，IC卡與計量業務綁定，固定車輛實行RFID卡計量模式；業務邏輯控制嚴密、設置靈活，各種業務實現閉環管理；每車業務從開始到結束要完成所有的操作步驟，否則無法完成本車計量。

3.5 無人值守軟件系統

計量模式管理：自動計量和遠程計量運行及切換。

基礎信息管理功能：管理員可以添加衡器包括衡器名稱、噸位、類型、長度、精度、廠家、型號、區域、IP地址、硬盤錄像機IP地址、登陸名等信息；對客戶進行基本信息維護包括公司名稱、地址、聯系人、公司代碼、公司簡碼、信用等級等。無人值守軟件系統功能齊全，包含業務管理功能：廠內倒運業務的計劃錄入、計劃啟用、訂單關閉；權限管理功能：計量業務權限管理、報表查詢權限管理、異常處理權限管理、系統管理權限管理；操作日志記錄功能：計量點的系統操作日志和服務器端的操作日志管理；IC卡管理功能：通過IC模塊對IC卡進行維護，包括發卡、寫卡、掛失操作，設置IC卡中的各個字段和標記位；車輛信息管理功能：車牌號、單位、皮重、信用等級、業務類型等；報表管理功能：可以生成各種功能報表，并可以進行自定義條件查詢；設備監控功能：稱重儀表、打印機缺紙、網絡狀態等；數據接口功能：與ERP及其他系統數據接口。實現計量現場無人值守，可根據業務實現自動和遠程兩種計量模式。并可根據管理需求靈活設置。提高計量業務的整體作業效率，單車自助計量處理時間<20s，遠程計量處理時間<30s。

圖3為銷售業務流程。客戶訂單啟用后給車輛發IC卡，可以預先發也可以在進廠時發。進門時門衛進行IC卡查驗，對IC卡信息進行打標，計量皮重時進行圖片抓拍，倉庫裝完貨后對IC卡進行發貨打標，計毛時系統自動判斷凈重是否超量，根據需要打印票據，出門時門衛對IC卡進行查驗。

圖4為采購業務流程。客戶采購訂單啟用后給車輛發臨時IC卡，進門時門衛進行IC卡查驗，對IC卡信息打標，計量毛重時進行圖片抓拍，倉庫卸完貨后對IC卡收貨打標，計皮時系統根據需要打印票據，出門時門衛對IC卡進行查驗，并收回IC卡。

圖5為倒運業務流程。倒運業務主要針對礦石的倒運，車輛基本固定，裝完礦石后，發貨確認，計完毛重卸貨后進行收貨確認，回皮后根據需要打印票據。如果不下車計量，則每一輛車安裝RFID電子標簽，實現不下車的自動計量。

4.主要軟件、硬件設備

4.1軟件設備

濟南某公司專門開發的銷售管理系統，公司已使用多年，效果很好，相對比較穩定、安全。利用無人值守地磅系統與其對接，合并完成整個流程。

4.2硬件設備

（1）地磅（見圖6）

由于此技改是在傳統地磅的基礎上加以改造完成，因此，汽車衡是整個核心。公司采用山東某公司地磅產品，耐用且精度高。根據生產需要，有50t、100t、150t、200t不同大小的磅體。

（2） GAM機控制器（見圖7）GAM機控制器是山東某公司在多年智能化稱重管理的基礎上研制的。它貫穿了企業整個采購、生產、銷售全過程的自動化功能。采用高端工控主機，具有低功耗、高可靠性、高穩定性的特點，同時采用嵌入式操作系統，多任務、多線程，保證系統的強實時性。所有元器件僅采用工業級，保證系統在工業環境、惡劣環境下的可靠性和抗干擾、抗沖擊能力。

集成自定義端口，通過軟件設置端口形式：RS232/ RS422/RS485，自動識別通訊協議進行匹配，大大方便安裝調試。純鋼的金屬防水鍵盤設計，壽命高達200萬次。集成冗余的工業交換機，光網絡接口，高速穩定地進行數據交換，同時可以控制端口、IP地址、速率等，配置網絡到最優化狀態。智能照明控制功能，通過內部集成的定時器和控制器，按照時間和照度進行照明控制，同時通過輸出也可實時控制照明系統的開關設置。智能化的儀表狀態和傳感器實時監測、控制功能，通過遠程系統監測計量儀表的工作狀態，各個傳感器的數值和狀態，可進行遠程清零和儀表控制。智能打印控制，采用熱轉印的工業打印機，自動定位、自動切紙、紙張預警，同時設置一臺備用打印機，提高運行的可靠性。系統實時監控打印狀態，如果打印機返回故障狀態，系統再嘗試一次打印，并通過返回的錯誤代碼進行錯誤分析，如果錯誤不能系統修復，則啟用備用打印機，并同時通知控制中心，進行報警。

嵌入式的智能讀卡功能。通過嵌入式的智能讀卡器，可以快速讀寫IC卡，卡片嵌入到讀卡器中，防止寫信息時移動卡發生故障，設置應急按鈕，保證IC卡正常抽取。寫完卡后系統進行快速驗證，保證寫卡的正確性和完整性。

采用無線射頻識別（RFID）通信技術智能標簽讀取。在車輛的右上角張貼RFID標簽，標簽中的ID號為唯一標號，標號與車號一一綁定，對于廠內車隊的車輛，可以實行RFID卡管理，達到快速、高效的物流運行。

交通指揮控制功能。通過控制單元控制紅綠燈進行車輛通行指示。可以按照用戶的不同功能要求進行設置，設置綠燈表示衡器正常，車輛可以上秤計量。計量時為紅燈，提示后面的車輛，衡器正在使用請等待。也可以用來提示司機上秤后的停車指示，判斷到車輛上磅，紅外沒有遮擋，重量正常，顯示紅燈停，計量完成后顯示綠燈，司機可以下磅。

智能LED顯示屏控制。通過LED屏顯示計量信息，包括車號、物料信息、重量值、磅號等，通過后臺的操作界面，可以隨時進行顯示信息的調整。

強大的數控功能，具有數據采集功能，可以采集開關量、模擬量，亦可以輸出開關量、模擬量的控制，達到設備的實時監視與管理。

（3）其他輔助設備

計算機設備、道閘、紅外光幕、車牌識別系統、信號燈、攝像頭、LED屏、室外音柱。系統應急預案見表1。

5.經濟效益分析

5.1直接經濟效益

降低人力及管理成本。目前汽車衡7臺，原有計量模式需司磅員28名，實行無人值守自動計量后，按二班制現在僅需6名，節省計量員22名，計量員工資3萬元/年，年直接節約開支66萬元。

（2）運行費用。磅房水電、紙質耗材等年節約費用約20萬元。 節約人力成本+運行成本=86萬元。

5.2 間接經濟效益

（1）提高工作效率。計量時間由以前的一輛車3min～5min，縮短為0.5min～1min時間。（2）便于公司領導層透明化管理，數據及時共享，隨時掌握生產和銷售情況，生產促進銷售，銷售指導生產，實時、準確、高效傳輸對提高財務核算、物流控制、銷售管理有著重要的意義，為生產調度和領導決策提供及時、強大的統計分析和報表功能，為領導決策提供可靠的數據支持。（3）堵住了計量中的管理漏洞，杜絕了種種作弊現象，提高了企業的經濟效益。

5.3社會效益

（1）降低勞動強度，提高工作效率，產能加大，可以創造更多的就業崗位。（2）改善工作環境，以人為本，符合科學發展觀的要求。（3）各個環節更加透明、公開，將會增強企業與客戶的信任程度。（4）計量管理水平、企業信息化管理水平大大提高，提升企業形象。