柳钢皮带秤远程数据自动采集系统的设计与实现

罗志成

[摘要]本文介绍了柳钢皮带秤计量数据自动采集系统的设计与实现，上传皮带秤计量数据的方法及在柳钢的实际应用。

[关键词] 皮带秤;数据采集;通讯

1、前言

为满足柳钢物资计量数据的信息化管理，需要对原有的皮带秤计量管理方式进行改革，达到定点结算，随时结算，按品种，自动生成各种报表功能。将计量数据实时远程自动采集、生成和上传，要求采集数据实时、准确、真实，供有关部门进行实时监控和使用，计量数据直接影响铁前各单位的成本核算和公司的生产组织。该系统由现场计量检测系统（皮带秤采用西门子BW500）、采集上位机（含采集软件）组成。

2、系统的设计

皮带秤数据采集系统由现场数据采集和网络管理系统两部分组成，现场数据采集由西门子BW500仪表通过RS-485总线与MOXA串口服务器传送至网络，网络管理包括网络监测与故障报警，数据上传与数据管理等功能。

2.1 功能设计

硬件系统设计：硬件系统由三部分组成。现场设备有积算仪（西门子BW500）、MOXA串口服务器、数字摄像机等;中转站设备有光纤熔解盒、数据光端机、交换机等;上位机通过网络映射串口服务器端口完成通讯皮带秤实现现场数据自动采集，不用人工干预，对皮带秤秤架处和称重仪表进行24小时视频监控录像。 如图1所示。

软件系统要求：称重过程中，能实时显示累积量、瞬时量、皮带速度，对数据采集时间间隔为5秒，能随时查看和调用称重数据实时曲线和历史曲线。

2.2 远程通讯方案

2.2.1 数据通讯

西门子BW500称重仪表的数据经RS485串口送到光端机发射端转成光信号，通过光缆将信号传输到另一光端机的接收端，将光信号重新转成电信号发送到MOXA串口服务器，最后上位机与MOXA串口服务器之间通过交换机，完成数据通讯。每个MOXA串口服务器都有一个IP地址，对于两串口的串口服务器可以连接两台西门子BW500称重仪表，这样MOXA串口服务器IP地址和串口号就可作为西门子称重仪表的唯一标识.，在程序里根据唯一标识来读取西门子BW500称重仪表的累计量、流量、速度。

2.2.2 视频通讯

为了监控现场皮带秤的运行情况，安装两套摄像机，视频信号通过视频光端机（发射端）转换为光信号，经光纤传输，再由视频光端机（接收端）将光信号转换为视频信号，将其接入视频DVR，上位机通过交换机访问视频DVR，完成现场监控。

3、 采集软件实现

数据采集软件作为采集系统的重要组成部分，必须实时、稳定地为数据采集系统提供数据，因此该系统的开发显得很重要，数据采集系统的主要功能如图3，主要包括初始化设置、数据采集、数据处理、数据写入数据库四大部分。

各模块实现功能如下：

初始化设置：设置皮带秤转换器及通信接口的通信参数

数据采集：将数据实时从皮带秤转换器送回工控机

数据处理：把返回的数据按一定的规则从字符串中分离出来

数据写入数据库：进行数据实时存储

除了以上各模块的设计，数据采集系统还要实现与管理系统的通信，方便对数据采集的开始及结束的控制。数据采集系统在实时采集到数据、进行数据处理后，还需要实时向管理系统进行数据传输，供管理系统实时绘制曲线及数据列表形式进行数据实时发布。

通过运行上网软件将本地数据库存储的皮带秤原始数据上传至数采中心机房Oracle数据库服务器中进行统一管理，系统开发的平台是Visual Basic6.0编写，本地数据库采用的是微软Access数据库。相同的情况下用visual studio.NET开发比ASP等速度快，维护升级容易，页面、代码分离;代码可复用等等特性让再次开发变得容易。visual studio.NET布局简单，能非常简单的实现大型商务网站的布局，可成本却非常低，可跨平台操作，不需修改代码，可忽略硬件开发坏境，不管32位还是64位，完全面向对象，方便设计，调试方便，开发周期短、易维护，可以满足基本的企业需求。

4、实际应用情况

4.1 皮带秤运行画面

4.24皮带秤数据日报表图片

4.32 皮带秤瞬时量曲线及速度曲线

4.43 视频監控仪表图片及监控皮带秤称架图片

4.5 实际运行效果

（1）从分散计量到集中远程计量，可以改进柳钢原有计量管理流程，提高计量管理水平。在计量监控终端，公司各级计量管理人员不仅看到皮带运行的实时量和累积量，还能看到皮带秤的实际运行及皮带上的物料情况。

（2）维护人员通过软件采集到的数据和视频画面比对，可以发现一些比较直观的故障，比如传感器损坏、滚筒脱落等，这些直观问题通过设备运行历史曲线，能很快发现故障，减少错误的计量数据，提高设备维护效率，减少设备故障时间。

（3）在产生异议计量时，通过软件记录数据和视频录像资料，方便找出产生计量异议的原因。

（4）为柳钢的MES系统提供更快、更准确的数据和接口

5、结语

本系统投入到柳钢的物资运输生产中，已经实现计量数据的全自动采集、集中存储、处理和统一发布，为生产管理和成本考核提供可靠的计量数据。电子皮带秤远程计量的实现，不但将分散在各厂的皮带称计量点集中控制，结束了手工抄数的历史，而且更加方便实时、系统的分析、了解各个皮带秤的运行情况、计量情况。计量数据的网络化提高了数据的透明度和公正性，满足了各生产单位的需求。

[参考文献]

1 李长林.Visual Basic串口通讯技术与典型实例.清华大学出版社.2006-4-1

2 王仲文.精通串行通信[M].北京电子工业社出版.1995

3 方原柏.电子皮带秤.冶金工业出版社.2007