静态轨道衡远程计量系统的设计与实现

汪加楠 马秋彦 王旭东 刘家磊 吴 亮

（1.安阳师范学院 软件学院； 2.安阳钢铁集团有限责任公司）

0 前言

静态轨道衡是一种用于称量铁轨货车静止状态的轨道衡器[1]，而钢铁企业高炉冶炼所产生的铁水，一般采用铁水罐车进行装运，然后利用专用的铁轨道路进行生产运输，因此适合采用静态轨道衡方式进行称重。传统的人工铁水计量方式为通过观察手写的铁水罐号和罐位来判断火车停放位置是否准确，然后操作员录入罐号和确认称重显示装置提示的重量，这种方式导致火车过磅时间太长[2]，与企业经营相关的统计数据时间滞后等问题，且无法实时统计铁水的生产量，不利于企业生产过程的精细化管理。而静态轨道衡系统不仅能够实现铁轨上火车称重数据的自动采集、实时显示和存储，而且可以实现计量报表的生成、查询和票据打印等功能，因此，设计并开发一套基于C#语言的静态轨道衡远程计量系统显得非常必要。它不仅能够最大限度地减少人为干预而引起的异常数据[3]，提高称重效率，而且可以实现企业的精细化管理，进而降低企业的生产成本。

1 静态轨道衡

1.1 静态轨道衡概述

静态轨道衡是一种用于称量铁轨货车静止状态载重的衡器，具有偏差小、衡重数据准确和计量稳定等特点[4,5]，在冶金、工厂和铁路部门对货物的称量上应用的非常广泛。它分为电子式、机械式和机电结合式三类。静态轨道衡的组成和特征见表1。

表1 静态轨道衡的组成和特征

1.2 静态轨道衡系统结构

静态轨道衡远程计量系统由轨道衡硬件称量系统（秤体、称重传感器、称重仪表组成），网络通信系统，计算机软件系统和语音对讲系统四部分构成。其中，轨道衡硬件称量系统用以实时称量火车装载的铁水重量，网络通信系统用于将重量数据通过网络通信系统传给远程计算机，远程计算机的轨道衡软件负责将采集到的数据信息进行实时显示、存储和处理，而语音对讲系统则负责异常情况发生时，司机和计量员的沟通、交流。静态轨道衡远程计量系统结构如图1 所示。

图1 静态轨道衡远程计量系统结构

2 静态轨道衡远程计量系统设计

2.1 静态轨道衡软件设计

在对静态轨道衡远程计量系统从技术、经济等方面进行可行性分析后，确定该静态轨道衡远程计量系统基于C#语言进行开发[6,7]，数据库采用MySQL 数据库来对相关信息进行存储。在软件界面方面，要求所设计的人机界面要简洁、交互性好。功能方面，不仅需要实现称重数据的自动采集、实时显示和存储，而且要实现计量报表的生成、查询和票据打印等功能。满足上述要求的轨道衡软件不仅能够实现远程计量需要，而且能够为企业实现科学、精细化管理提供坚强的保障。最后，依据对轨道衡软件的业务需求分析，设计其功能框图（如图2 所示）。

图2 静态轨道衡软件功能框

2.2 静态轨道衡远程计量系统功能

软件的业务需求通常决定了一款软件所要实现的功能[8]，对静态轨道衡远程计量系统的业务需求进行分析后，采用模块化方式进行软件系统设计，系统模块主要包括登录界面、主界面、查询打印报表和帮助等。系统运行时，首先进入登录界面，工作人员输入用户名和密码，若无误，则登录系统主界面，主界面左上方的称重窗口实时动态显示火车的重量。

该软件系统的功能主要有：

（1）角色管理。该模块将静态轨道衡远程计量软件分为三个角色——管理员、火车司机和计量员。管理员拥有为司机和计量员分配账号、修改密码的权限，司机负责将毛重和皮重数据存入数据库，而计量员的职责是处理称重数据与计量业务异常，并审核票据、查询、打印报表等业务。

（2）火车过毛重。当火车开到轨道衡时，待计量车辆在称台停稳后，司机下车，并选择炉次、罐号和收货单位，然后，单击“计量毛重”按钮，则毛重数据会存入数据库并实时显示在软件系统主界面。

（3）火车过皮重。铁水毛重称量后，需要回皮，工作流程和火车过毛重一样，区别在于此时司机仅用选择罐号，系统会自动和毛重记录进行匹配，并计算、存储净重数据。

（4）查询报表功能。按发货单位、收货单位和日期分别作为索引或组合方式作为索引查询相关记录信息。查询得到的报表信息可供分析异常数据产生的原因或预估铁水产量。

（5）打印票据。过磅完成后，轨道衡软件系统实现打印机打印票据功能，并等待下一次火车过磅计量。

（6）帮助模块。帮助模块用以展示该软件系统的版本信息和用户使用手册，为用户提供更好的使用体验。

2.3 静态轨道衡业务流程

火车上磅后，通过语音对讲机提示计量员轨道衡上有车，同时判断车辆是否停稳，如果停稳，则语音提示火车司机下车计量，否则等待车辆稳定。然后，车辆停稳后，火车司机主动下车，点击触摸屏，在软件界面上选择炉次、罐号和收货单位，并点击“计量毛重”按钮，若业务正常，则保存毛重的重量数据，并提示司机离开，若业务不正常，则呼叫计量员进行人工处理。此时，载有铁水的火车毛重数据会存入轨道衡远程计量系统，对于皮重的数据称量方式和毛重数据的方法一致，区别仅在于回皮的时候只需要选择罐号，而不用再选择炉次和收货单位。有了毛重和皮重数据后，轨道衡远程计量系统会自动计算净重数据，并把相关信息存入MySQL 数据库中，且同时在软件系统主界面实时显示。计量完成后，火车司机需到计量员处审核票据，如果错误，计量员仍有权限修改并纠正数据。静态轨道衡业务流程如图3 所示。

图3 静态轨道衡业务流程

3 静态轨道衡系统的先进性

该静态轨道衡远程计量系统人机界面交互性好，能够减少人工操作环节，同时可以自动采集远程计量数据，其先进性体现在：（1）可以检查IP 地址或域名是否可以使用TCP/IP 协议访问；（2）若发生网络中断意外情况，系统具有自动连接备份数据库的能力；（3）系统能够自动判断当前的称重状态是否处于稳定状态。

4 结束语

系统基于C#语言进行开发，采用MySQL 数据库来存储采集到的重量数据，不仅实现了称重数据的自动采集、实时显示和存储，而且实现了计量报表的自动生成、查询和票据打印等功能。通过该系统的运行可以有效减少人工操作而引起的异常数据，同时保证称量数据准确可靠，在实现企业生产的科学、精细化管理的同时，能够很好地维护和提高企业的良好形象。