吕临选煤厂全自动装车计量系统的设计与应用

王钦浩

(霍州煤电集团 吕临能化有限公司，山西 吕梁 033000)

吕临选煤厂全自动装车计量系统的设计与应用

王钦浩

(霍州煤电集团 吕临能化有限公司，山西 吕梁 033000)

为了解决原装车计量系统存在的工作效率低、劳动强度大、作业环境恶劣、数据时效性差的问题，吕临能化公司选煤厂结合自身特点，将衡器称重技术、计算机网络通讯技术、数据库处理技术、多媒体视频监控技术及自动化控制技术融合为一体，研发出一套全自动装车计量系统。生产实践表明：该系统能够提高装车、过磅效率和准确性，可以优化人力资源配置，实现计量数据及时共享，有助于企业对进出厂物资进行有效监控和科学管理。

全自动装车计量系统；数据时效性；劳动强度；作业环境

吕临能化公司选煤厂隶属于霍州煤电集团，是一座处理能力为10 Mt/a的炼焦煤选煤厂。该选煤厂于2014年5月投产，入选原煤为公司所属矿井原煤和部分外购原煤，原煤煤质特征为：9#原煤Ad<28.00%、St<2.32%；5#原煤Ad<34.00%、St<0.65%。主导产品为低灰高硫(Ad≤9.50%、St≤2.00%)和高灰低硫(Ad≤13.00%、St≤1.00%)的1/3焦精煤，副产品包括中煤(Qnet.ar≥16.74 MJ/kg)和煤泥(Qnet.ar≥10.46 MJ/kg)；精煤作为炼焦原料销往国内各大钢厂或焦化厂，中煤、煤泥作为电厂的发电原料。

自投产以来，该选煤厂装车计量系统就存在以下问题：进出厂煤炭的种类多、数量大，且全部采用汽车运输，人工过磅效率低，车辆排队等待、堵路等现象频繁发生；人工装车过磅，需要岗位工24 h在岗，劳动强度大，运营成本高，管理难度大，工作环境恶劣；现场装车过磅采用人工监管，管理手段单一，易发生盗煤问题；磅房与装卸车点相互独立，不便于集中管理和监督，易发生多装、少装、误装、误卸等问题，且数据时效性、准确性差[1-7]。

随着科学技术的进步与发展，现代煤炭企业对装车计量系统的高效性、准确性及计量数据的时效性提出新的要求。为了提高装车计量系统的自动化水平和可靠性，优化资源配置，吕临能化公司选煤厂结合自身实际情况，设计出一套全自动装车计量系统。

1 设计思路

针对该选煤厂装车计量系统存在的问题，将12台汽车衡、6个门房、6个装车点及1个原煤卸煤点通过衡器称重技术、计算机网络通讯技术、数据库处理技术、多媒体视频监控技术及自动化技术融合，设计出一套安全、可靠、高效的自动化无人装车计量系统，以实现车辆进厂、称重、装卸车、离厂全过程的无人化和自动化。

车辆进厂时门房根据票据信息(包括司机姓名、车牌号、运输煤种、所属单位、有效载重)为其发放信息卡，在刷卡、称重信息显示稳定后，计算机自动计量车辆数据，并将相关信息上传至数据库；装车点的程序自动识别、确认卡中信息，并在系统界面显示能否装卸车的提示，在信息得到确认后自动定量装卸车点的道闸开启，相关车辆开始装卸煤；车辆至出厂磅房计量数据，自动计算其净重，在门房刷卡、打票后离厂。

2 全自动装车计量系统

全自动装车计量系统(图1)由计算机控制中心、汽车衡称重系统、定量装车系统、视频监控系统、车辆定位系统、车辆通行指示系统及语音提示系统等组成[8]，通过各系统的模块化设计，实现分煤种有序卸车及定量装车，并自动计量相关数据。

图1 全自动装车计量系统网络结构图

2.1 系统组成

(1)硬件结构。全自动装车计量系统硬件构成包括网络货物摄像机、监控硬盘、道闸、车辆检测器、车辆定位装置、I/O卡、控制柜、UPS、读卡器、转换器、发卡器、交换机、控制柜、上位机、服务器、网络机柜、光纤收发器、光纤终端盒、单模4芯光纤等，各设备仪器根据需要选择。

(2)软件结构。该系统软件构成包括终端称重管理软件、装车站管理系统、门岗管理软件、中心数据管理软件、视频管理软件、服务器系统软件、SQL Server 数据库系统[9-10]。该系统基于Windows 2008 sever 5生成操作界面，具有简单、易懂的特点，一般人员可直观的对界面进行操作；此外，软件界面也可根据用户使用习惯或实际需要进行优化设计。

2.2 系统功能

全自动装车计量系统将门房、磅房、装卸车点融合为一个整体，具备数据查询、数据导出、数据汇总等功能，具体如下：

(1)通过车辆信息卡对车牌自动识别，可对待装车辆刷卡信息中的产品进行识别，并与本站产品的信息对比，然后在系统界面进行提示。

(2)通过红绿灯信息自动指示车辆上下秤台，并通过设定车辆的最小质量值自动判断秤台是否有车辆。

(3)具有预置车辆皮重而只需称量其毛重的一次称重功能，也具备称量车辆毛重(或皮重)而后称量其皮重(或毛重)的二次称重功能。

(4)自动通过语音提示指导车辆完成称重过程，根据车辆类型和称重数据自动计算车辆载荷，进而完成定量装车。

(5)通过实时质量波形曲线对车辆称重的整个过程进行监控和记录，在保存其质量的同时抓拍当前车辆的质量波形曲线图，以备将来查询。

(6)可以在进厂车辆数量系统设定报警值，实时显示进厂车辆总数，在其达到限定数量后，系统自动报警。

(7)具有不同的视频在线监控功能，即4路视频监视、称重现场图片抓拍、24 h不间断录像等功能，能够进一步提高生产现场监管水平。

2.3 技术特点

(1)装车与过磅效率高、准确性高，可以有效避免因装卸车、过磅不及时造成的车辆排队、堵路现象，也解决了误装问题。

(2)磅房和装车点实现无人值守，仅需在出入门房各安排1人收发信息卡，工人劳动强度低，工作环境得到改善，人力资源得到优化配置。

(3)实现了对装车、过磅全过程的视频监控，能够堵住装车计量中的漏洞。

(4)计量数据纳入计算机管理系统，时效性和准确性均较高，可为生产、运销部门决策提供准确信息。

3 现场应用

全自动装车计量系统分为原煤和产品两部分，通过SQL Server、服务器和光纤网络将原煤空(重)车计量磅房、产品空(重)车计量磅房、装卸车点及门房数据联系在一起，使查询管理终端与各管理终端通过网络通讯技术实现数据共享。

3.1 工作流程

(1)产品部分。车辆进厂时司机在2#门房提交运煤票据信息，门卫根据票据信息将其分配在不同的装车点；制卡后司机根据语音、LED屏、红绿灯等提示信息在空车磅房计量空车数据，然后在指定的装车点装车；装车后在重车磅房计量重车数据，然后在3#门房打印票据、交卡出厂。

(2)原煤部分。该选煤厂有固定车辆运输原煤，提前录入此类车辆信息，并将信息卡分发给各司机，此卡长期有效。运煤车辆进厂时司机在原煤准备系统重车磅房刷卡，根据语音、LED屏、红绿灯等提示信息，在原煤准备系统磅房计量重车数据，再在对应的卸车点卸煤，随后到原煤准备系统空车磅房计量空车数据，并自动打印相关票据、出厂。全自动装车计量系统工作流程如图2所示。

图2 全自动装车计量系统工作流程

3.2 车辆自动计量流程

司机在磅前ID读卡处刷卡，系统自动识别车辆信息，在信息得到确认后磅前道闸起杆，通过语音提示车辆上磅；地感线圈感应到车辆上磅后道闸落杆，红外对射装置对其进行定位，在车辆稳定后自动称重；称重结束后道闸起杆，通过语音提示车辆下磅，地感线圈感应到其下磅后道闸落杆，车辆称重过程完毕。车辆自动计量流程如图3所示。

图3 车辆自动计量流程

4 结语

全自动计量装车系统于2014年10月在吕临选煤厂投入运行，实现了原煤进厂、产品外运全过程的无人值守和自动控制。该系统操作简单，稳定可靠，装车效率和过磅准确性均得到提高，投入应用后有效改善了操作人员的工作环境，并使其劳动强度降低，同时堵住了装车计量过程中的漏洞，且实现了计量数据及时共享，这有助于管理人员对进出厂物资进行有效监控与科学管理。

[1] 张 乐，鲁仁全，徐生林.车辆衡自动称重系统的设计与实现[J].浙江大学学报：工学版，2010，44(7):1414-1417.

[2] 杨 滔，陈劲松，彭海波，等.实现无人值守计量系统的探索[J].电脑编程技巧与维护，2012(4):49-50.

[3] 孙亚彬，石秋芳.磅房无人值守系统在煤炭计量中的应用[J].中国煤炭，2013(11):86-89.

[4] 宋 艳，季振洲，黄晓勤.基于RFID的无人值守称重管理系统的设计[J].微计算机信息，2009(2):219-221.

[5] 孟 非，汶 波.无人值守磅房计量的设计与应用[J].信息与电脑：理论版，2013(6):48-49.

[6] 白光利.无人值守智能称重系统在汽车衡联网计量中的应用[J].中国科技信息，2014(16):91-12.

[7] 范 昕，李英化.煤炭称重销售系统中视频监控技术的应用与研究[J].甘肃科技，2010，26(14):16-18.

[8] 薛 丹，夏 炜.汽车衡无人值守系统的开发及应用[J].衡器, 2012, 41(9):15-18.

[9] 顾 平.数据库设计工具Power Designer的研究与实践[J].计算机应用与软件，2004，21(11):18-20.

[10] 白尚旺.Power Designer 软件分析设计与技术[M].北京：电子工业出版社，2002:118-121.

Design and application of the fully-automatic truck-loading weighing system at Lyulin Coal Preparation Plant

WANG Qin-hao

(Lyulin Coal Preparation Plant of Yyulin Energy and Chemical Co., Ltd., Huozhou Coal & Electricity Group, Lyuliang, Shanxi 033000, China)

The truck loading weighing system originally used suffers from the drawbacks of being low in efficiency, high in labor intensity, poor in working condition and data timeliness. To avert this situation, in the light of the specific conditions, an all-automatic weighing system has been developed through integrating the weighing, computer network communication, database processing, multi-media video monitoring and automatic control technologies. Practice shows the use of the system has led to higher loading and weighing efficiency and accuracy and optimized allocation of human resource, and makes it possible to realize sharing of measured data in a timely manner, helpful to the effective monitoring and scientific management of the goods coming into and out of the plant.

fully-automatic loading weighing system; data timeliness; labour intensity; working environment

1001-3571(2016)05-0073-04

TD948.9

A

2016-09-29

10.16447/j.cnki.cpt.2016.05.020

王钦浩(1965—)，男，山西省平遥县人，工程师，从事煤炭生产与管理方面的工作。

E-mail：462508178@qq.com Tel：0358-4550888

王钦浩.吕临选煤厂全自动装车计量系统的设计与应用[J]. 选煤技术，2016(5)：73-76.