簡要介紹了汽車衡系統(tǒng)的工作原理，基本構(gòu)成及主要技術(shù)要求。隨著現(xiàn)代石化企業(yè)對于工廠智能化操作及管理水平提升的要求，汽車衡系統(tǒng)已經(jīng)成為全廠計(jì)量數(shù)采管理系統(tǒng)的重要組成部分，需與生產(chǎn)運(yùn)行管理系統(tǒng)和企業(yè)資源管理系統(tǒng)無縫連接。本文對智能汽車衡計(jì)量管理系統(tǒng)在大型乙烯工程中應(yīng)用的基本配置，技術(shù)規(guī)格，操作及管理流程，解決方案及工程實(shí)施進(jìn)行了闡述，對實(shí)際運(yùn)行過程中遇到的問題及解決方法進(jìn)行了說明。

0.引言

汽車衡（也稱地中衡）是一種稱量汽車載物量的電子衡器，用于進(jìn)出廠的汽車槽車或貨車的稱重計(jì)量，在大型石油化工企業(yè)中得到較為廣泛的應(yīng)用。

目前，以汽車衡本體為基礎(chǔ)，配套數(shù)字式稱重顯示儀表、大屏幕顯示器、工業(yè)計(jì)算機(jī)、視頻監(jiān)控?cái)z像機(jī)、紅外光電開關(guān)等構(gòu)成的智能汽車衡計(jì)量管理系統(tǒng)，是全廠計(jì)量數(shù)采管理系統(tǒng)的重要組成部分，也是生產(chǎn)集成自動化和信息化的必然要求，對于提升企業(yè)精益管理水平，獲取更多經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，提高市場競爭力，將會發(fā)揮應(yīng)有的作用。

1.汽車衡系統(tǒng)的工作原理

汽車衡利用電阻應(yīng)變原理稱重，在稱重傳感器的彈性體上安裝電阻應(yīng)變儀，組成惠斯登電橋。當(dāng)彈性體承受載荷時(shí)，應(yīng)變儀產(chǎn)生與載荷成比例的應(yīng)變，惠斯登電橋失去平衡，由輸出電壓可測出外加載荷的重量。

汽車衡系統(tǒng)稱重流程一般為：

1）車輛（空車）完全駛上秤臺，檢測就位，輸入相關(guān)信息，采集稱重?cái)?shù)據(jù)，拍攝過秤圖像，存入臨時(shí)數(shù)據(jù)庫；2）車輛完全駛下秤臺，系統(tǒng)回到初始狀態(tài)，等待下一輛車上秤；

3）車輛加載后稱量，流程基本和空車相同；

4）從臨時(shí)數(shù)據(jù)庫中調(diào)出空車重量，兩者相減得到貨物凈重；

5）信息存入主數(shù)據(jù)庫，同時(shí)清除臨時(shí)庫中信息，根據(jù)需要打印計(jì)量磅單。

2.汽車衡系統(tǒng)的基本構(gòu)成

汽車衡系統(tǒng)主要包括：秤臺、稱重顯示儀表、稱重傳感器、微機(jī)控制系統(tǒng)，車輛定位系統(tǒng)，車輛自動識別裝置，打印機(jī)，視頻安全監(jiān)控系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)與稱重控制管理軟件，不間斷電源（UPS）等。如圖1所示。

2.1 數(shù)字式稱重傳感器

數(shù)字式稱重傳感器采用等離子氬弧焊密封，支承、外殼及敏感承載梁為不銹鋼材料，配置A/D轉(zhuǎn)換器和數(shù)字信號輸出接口，能長距離傳輸?shù)碗妷盒盘枴?shù)字式稱重傳感器在出廠前進(jìn)行各種數(shù)字補(bǔ)償,將量程、非線性、滯后、蠕變、溫度等調(diào)整至最佳輸出。

控制數(shù)字信號的微處理器內(nèi)置在一個密封的環(huán)境中,選用寬溫度范圍部件,抗射頻干擾，具有豐富的自我診斷功能，設(shè)置及維修簡便快速；具備人機(jī)對話接口，通過鍵盤進(jìn)行參數(shù)調(diào)整，同時(shí)考慮防浪涌及防塵設(shè)計(jì)。

2.2 機(jī)械秤臺

機(jī)械秤臺一般采用U型截面設(shè)計(jì)，避免經(jīng)典力學(xué)對局部強(qiáng)度無法準(zhǔn)確計(jì)算而造成秤體變形，確保整體強(qiáng)度和局部強(qiáng)度的匹配。秤臺內(nèi)腔采用全密封結(jié)構(gòu)，防止氧化及腐蝕。秤體先做整體拋丸處理，消除焊接內(nèi)應(yīng)力，清除氧化層，然后再整體噴涂油漆。

機(jī)械秤臺必須進(jìn)行滿負(fù)荷加載/卸載壽命試驗(yàn)，確保無永久變形及構(gòu)件焊縫開裂現(xiàn)象。

2.3 稱重顯示儀表

稱重顯示儀表應(yīng)符合GB/T 7724-2008《電子稱重儀表》的要求，可以全面板操作，具有自檢功能，自動修正偏差。

稱重顯示儀表具備基本稱重功能，如：清零、去皮、清皮、毛重和凈重狀態(tài)自動零跟蹤等。支持用戶自定義項(xiàng)目信息，存儲歷史數(shù)據(jù)，隨時(shí)可以補(bǔ)打計(jì)量單，通過外接鍵盤進(jìn)行稱重操作；可以直接連接打印機(jī)和大屏幕顯示器，并通過以太網(wǎng)接口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

2.4 視頻監(jiān)控系統(tǒng)

視頻監(jiān)控系統(tǒng)對車輛稱重過程中細(xì)節(jié)圖像及全景圖像進(jìn)行全天候本地及遠(yuǎn)程監(jiān)控，同時(shí)進(jìn)行實(shí)時(shí)錄像，可以監(jiān)視汽車衡及周圍環(huán)境的安全情況和運(yùn)營狀況，具有防范和管理雙重功能。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)一般包括：高清晣超感低照度彩色晝夜槍式攝像機(jī)，分別設(shè)置在汽車衡的前后端，可以在比較惡劣的情況下進(jìn)行24小時(shí)不間斷監(jiān)控車頭及車尾；動點(diǎn)一體化攝像機(jī)，設(shè)置在汽車衡上方高點(diǎn)位置，對地磅內(nèi)的情況及車輛稱重過程中的全景圖像進(jìn)行監(jiān)控并對圖像實(shí)時(shí)保存；本地嵌入式網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī)，對本地監(jiān)控圖像進(jìn)行長期保存及備份。

2.5 車輛定位及自動識別系統(tǒng)

車輛定位及自動識別系統(tǒng)用于動態(tài)及靜態(tài)檢測車輛的停位是否準(zhǔn)確，為檢測數(shù)據(jù)的可靠性提供保證，一般使用紅外光電開關(guān)。

2.6 計(jì)算機(jī)與稱重控制管理軟件

稱重計(jì)算機(jī)的作用是進(jìn)行重量數(shù)據(jù)采集存儲、管理及后臺處理，并將稱重?cái)?shù)據(jù)保存到本機(jī)數(shù)據(jù)庫。另外，車輛位置檢測也由稱重計(jì)算機(jī)承擔(dān)，還可打印計(jì)量磅單。稱重管理系統(tǒng)專用軟件實(shí)現(xiàn)稱重?cái)?shù)據(jù)、車號和用戶數(shù)據(jù)的采集及總和計(jì)算，并參與稱重相關(guān)的業(yè)務(wù)管理工作。

2.7 汽車衡系統(tǒng)在大型乙烯工程的應(yīng)用案例

1000t/h乙烯及配套項(xiàng)目設(shè)置四套120t的地磅，兩套用于液體汽車槽車運(yùn)輸?shù)姆Q重計(jì)量，位于液體汽車槽車裝卸站內(nèi)；兩套用于固體產(chǎn)品汽車運(yùn)輸?shù)姆Q重計(jì)量，位于固體產(chǎn)品包裝及倉庫的東西兩側(cè)。采用橄欖型數(shù)字式稱重傳感器（MTX）和數(shù)字式稱重顯示儀組成的全電子模塊化汽車衡系統(tǒng)。

3.基本配置

1）汽車衡秤臺（4套）

5）汽車衡現(xiàn)場控制室（2個）

汽車衡現(xiàn)場控制室為一層建筑，凈高3.0～3.3m，設(shè)置暖通空調(diào)、給排水、照明、電話等公用工程設(shè)施，東西控制室安裝對講系統(tǒng)。室內(nèi)外高差按600mm考慮，室內(nèi)窗臺高度要求800mm，窗戶設(shè)有票據(jù)傳遞口，位于車輛就位的車頭所在方向側(cè)。建筑物設(shè)置防盜門窗，操作人員按3人考慮，更衣室按6人考慮。

3.1 技術(shù)方案

車輛按固定路線行駛，即固體（或液體）在A衡進(jìn)行第一次計(jì)量，按規(guī)定路線裝卸貨物，然后在B衡進(jìn)行第二次計(jì)量后打印貨物的重量票據(jù)。A、B衡的計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)共享，第一次、第二次計(jì)量數(shù)據(jù)全部存儲在A或B衡的計(jì)算機(jī)內(nèi)，由A或B衡將數(shù)據(jù)上傳至目前在用的中間報(bào)務(wù)器。

計(jì)量系統(tǒng)具備與公司網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)軟件的接口，可以定時(shí)將本地的有效計(jì)量數(shù)據(jù)上傳到公司數(shù)據(jù)庫服務(wù)器及生產(chǎn)運(yùn)行管理系統(tǒng)（MES）、企業(yè)資源管理系統(tǒng)（ERP）接口。

公司局域網(wǎng)服務(wù)器出現(xiàn)故障的時(shí)候，稱重計(jì)算機(jī)能夠正常獨(dú)立工作；公司局域網(wǎng)恢復(fù)正常后，稱重計(jì)算機(jī)上保存的信息能傳到公司局域網(wǎng)服務(wù)器上。接口軟件在稱重計(jì)算機(jī)的后臺運(yùn)行，不影響整個稱重流程。

主要內(nèi)容包括：

1）重量數(shù)據(jù)的自動采集，保證檢斤重量的準(zhǔn)確性，用戶不能更改重量數(shù)據(jù)；

2）具有顯示并打印日報(bào)表、月報(bào)表等功能，可對報(bào)表中具體項(xiàng)目進(jìn)行匯總、查詢；

3）規(guī)定次數(shù)內(nèi)，如果累計(jì)平均皮重超過某一設(shè)定值，皮重自動報(bào)警，報(bào)警皮重值和累計(jì)皮重次數(shù)可以進(jìn)行參數(shù)設(shè)定；

4）紅外光電開關(guān)用于動態(tài)檢測車輛的停位是否準(zhǔn)確，為檢斤數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性提供保證；

5）接收視頻信號，同步保存稱重時(shí)的圖片；

6）采用國際通用的大型數(shù)據(jù)庫；

7）軟件具備稱重、用戶管理、查詢、基本設(shè)置、數(shù)據(jù)庫管理、磅單格式自定義等功能；

8）為MES、ERP提供接口，通過中間數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)與MES、ERP相關(guān)計(jì)量信息的無縫連接。

3.2 正常稱重操作流程

汽車衡系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)毛重、皮重的分秤計(jì)量，A秤用于皮重計(jì)量，B秤用于毛重計(jì)量。A、B兩秤的稱重軟件連接至A或B秤點(diǎn)的數(shù)據(jù)庫及“目標(biāo)數(shù)據(jù)庫”（公司計(jì)量數(shù)采系統(tǒng)服務(wù)器），當(dāng)A秤稱取皮重時(shí)，信息將會保存在B秤點(diǎn)數(shù)據(jù)庫，B秤稱取的毛重信息同樣會保存在B秤點(diǎn)數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)兩秤點(diǎn)的信息共享。A秤點(diǎn)與B秤點(diǎn)可同時(shí)訪問B秤點(diǎn)數(shù)據(jù)庫中的信息，安裝在B秤點(diǎn)的后臺服務(wù)功能將負(fù)責(zé)把有效數(shù)據(jù)上傳至目前在用的公司計(jì)量數(shù)采系統(tǒng)服務(wù)器。稱重操作流程如下：

1）企業(yè)資源管理系統(tǒng)（ERP）生成“提貨通知單”，信息存入目標(biāo)數(shù)據(jù)庫，由銷售中心工作人員打印后交取貨司機(jī)，取貨車輛憑單經(jīng)門衛(wèi)室檢驗(yàn)后入廠等候。

2）車輛駛?cè)肟哲嚻嚭夥Q重，交“提貨通知單”。

3）工作人員檢驗(yàn)“提貨通知單”。

4）工作人員將“提貨通知單”信息錄入對應(yīng)的“ERP交貨單”，計(jì)量數(shù)采管理系統(tǒng)根據(jù)錄入的唯一號碼從目標(biāo)數(shù)據(jù)庫中讀取車輛信息。一次稱重后，系統(tǒng)將空車稱重?cái)?shù)據(jù)和相關(guān)信息一起存入連接的A或B數(shù)據(jù)庫，將加蓋“計(jì)量專用章”后的“提貨通知單”返還司機(jī)。

5）車輛駛出汽車衡，到指定地點(diǎn)等待裝貨；

6）在裝貨地點(diǎn)，工作人員檢驗(yàn)“提貨通知單”，核對“計(jì)量專用章”。

7）工作人員進(jìn)行裝貨，將簽字后的“提貨通知單”返還司機(jī)，車輛駛出裝貨區(qū)。

8）車輛駛?cè)胫剀嚻嚭夥Q重，交“提貨通知單”。

9）工作人員檢驗(yàn)“提貨通知單”和裝車人員簽字。

10）工作人員輸入車輛及取貨信息。二次稱重后，系統(tǒng)將重車稱重?cái)?shù)據(jù)和上次的計(jì)量信息進(jìn)行匹配并自動計(jì)算出凈重，保存到連接的A或B數(shù)據(jù)庫，將打印后的分類計(jì)量單據(jù)及出門憑證返還司機(jī)。同時(shí)，計(jì)量數(shù)據(jù)回填目標(biāo)數(shù)據(jù)庫，其它系統(tǒng)（ERP系統(tǒng)、MES系統(tǒng)）到目標(biāo)數(shù)據(jù)庫中讀取相關(guān)數(shù)據(jù)。

11）取貨車輛憑出門證經(jīng)門衛(wèi)室檢驗(yàn)后放行。

紅外光電開關(guān)一般對角安裝，當(dāng)運(yùn)貨汽車駛向秤臺時(shí)，光電開關(guān)自動檢測車輛的停位。只有光電開關(guān)檢測到車輛未限位時(shí)才可正常稱重，并保存數(shù)據(jù)。如果檢測到輪胎被遮住，則不允許稱重保存。

支持兩路視頻采集，從兩個不同的角度對汽車衡進(jìn)行監(jiān)控。在秤前、秤后分別安裝一個攝像頭，用于實(shí)時(shí)監(jiān)控秤臺前后的情況，軟件在稱重主窗體中同步顯示，操作人員無需到現(xiàn)場就可以看到秤臺前后的實(shí)時(shí)情況。

一次稱重結(jié)束后形成兩幅圖片（秤前、秤后各一幅），兩次稱重后計(jì)算得出凈重共形成四幅圖片，并自動在下方的表格框中顯示，雙擊某條車輛的稱重信息，系統(tǒng)會自動調(diào)出該車過磅時(shí)的圖片信息（未完車輛有兩幅圖片，已完車輛有四幅圖片）。

3.3 計(jì)量錯誤處理

稱重發(fā)生錯誤時(shí)，需重新過磅和處理數(shù)據(jù)。當(dāng)一次計(jì)量后發(fā)現(xiàn)問題時(shí)，選中該條記錄，在管理界面上選擇“重新稱重”，可刷新皮重；當(dāng)二次計(jì)量后發(fā)現(xiàn)問題時(shí)，操作人員必須將此過磅車輛攔下，要求重新過磅。選中該條記錄，在管理界面上選擇“重新稱重”，進(jìn)入重新稱重窗口，對當(dāng)前車輛毛重進(jìn)行重新計(jì)量，確認(rèn)稱重?cái)?shù)據(jù)有效后，選擇“保存數(shù)據(jù)”，數(shù)據(jù)保存到本地稱重?cái)?shù)據(jù)庫。網(wǎng)絡(luò)正常后，本地計(jì)量數(shù)據(jù)回填至目標(biāo)數(shù)據(jù)庫。

4.結(jié)束語

通過對智能汽車衡計(jì)量管理系統(tǒng)工程應(yīng)用的簡單介紹，可以看出：的要求，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、安裝調(diào)試方便、計(jì)量精度高、汽車衡系統(tǒng)的發(fā)展，正在逐步滿足石油化工企業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)營管理操作靈活方便，適用于大流量汽車槽車（貨車）裝載原料及產(chǎn)品進(jìn)出廠（庫），同時(shí)兼顧管理人員的操作習(xí)慣。隨著生產(chǎn)集成自動化和信息化的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)汽車衡系統(tǒng)與企業(yè)MES系統(tǒng)、ERP系統(tǒng)計(jì)量信息的無縫連接，將變得越來越重要。