一種分布式計量管理方法及其系統的制作方法
【專利摘要】本發明提供了一種分布式計量管理方法及其系統，系統包括數據采集單元、數據予處理單元、監測單元和數據庫服務器，其中，數據采集單元包括若干速度采集器和若干稱重采集器，稱重傳感器依次通過放大器、濾波器和A／D轉換器與數據予處理單元連接；速度傳感器依次通過濾波整形單元和計數器并與數據予處理單元連接；數據予處理單元與監控單元連接，監控單元與數據庫服務器連接。方法上采用了分布式體系計量，計算機集中管理的方式，不但能節約大量投資，而且能使計量管理工作規范化、上臺階，并能實時監控設備運行狀態，保證生產安全，可產生較大的經濟效益和社會效益。
【專利說明】一種分布式計量管理方法及其系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及計量系統領域，具體是一種分布式計量管理方法及其系統。
【背景技術】
[0002]冶金、電力、煤炭、礦山、化工、糧食、港口等行業中，需要對皮帶運輸機上散狀物料進行動態連續精確計量。過去的電子秤均為單臺儀表，相互之間沒有聯系，抄表、統計、匯總、計算都由人工完成，工作量大，可信度低，更談不上實時性，不能及時指導生產，缺少一種集中計量管理的方法和相應的系統。
【發明內容】
[0003]本發明為了解決現有技術的問題，提供了一種采用分布式體系計量，計算機集中管理的計量方法及其系統。
[0004]本發明提供的方法包括以下步驟:
1)每個稱重傳感器檢測皮帶秤有效稱量段上瞬時物料量W(t)，將稱重傳感器上檢測的數據轉換為脈沖信號并通過放大器、濾波器和A / D轉化器處理成為數字數據后，將數字數據發送到數據予處理單元；
同時，每個速度傳感器檢測皮帶的瞬時速度，將速度傳感器上檢測數據轉換為脈沖信號并通過濾波整形組件和計數單元處理成為數字數據后發送至數據予處理單元；
2)數據予處理單元根據公式:在時間t內輸送的物料量Q=/ Q(t)dt=/ AP(t)v(t)dt = / W(t) / L*v(t)dt 得到結果；
3)數據予處理單元將結果傳遞至監控單元，監控單元將數據上傳至數據庫服務器。
[0005]進一步改進，監控單元發現數據錯誤時停止對數據庫服務器的數據上傳和錯誤段傳感器的工作，同時發出警報。
[0006]本發明還提供了一種所述分布式計量管理方法使用的系統，包括數據采集單元、數據予處理單元、監測單元和數據庫服務器，其中，數據采集單元包括若干速度采集器和若干稱重采集器，稱重傳感器依次通過放大器、濾波器和A / D轉換器與數據予處理單元連接；速度傳感器依次通過濾波整形單元和計數器并與數據予處理單元連接；數據予處理單元與監控單元連接，監控單元與數據庫服務器連接。
[0007]進一步改進，所述的稱重采集器采用TS系列拉式傳感器。
[0008]進一步改進，所述的速度采集器為光耦傳感器。
[0009]進一步改進，所述的監控單元包括主機以及連接在主機上的報警器。
[0010]進一步改進，所述的監控單元主機裝有打印機并留有OPC遠傳接口。
[0011]本發明有益效果在于:
1、采用了分布式體系計量，計算機集中管理的方式，不但能節約大量投資，而且能使計量管理工作規范化、上臺階，并能實時監控設備運行狀態，保證生產安全，可產生較大的經濟效益和社會效益。[0012]2、系統精度高，動態累計誤差小于±0.125%。
[0013]3、系統運行穩定，系統運行在WindowsXP / 2000平臺上，連續工作，掉電數據不丟失。
[0014]4、實時性好，數據采樣頻率高，保證高精度，快速遠傳，保證遠端電腦0.5秒接收數據一次，實時動態顯示數據。
[0015]5、主機通過OPC遠傳接口可與第三方數據進行整合。
[0016]6、通過打印機可實現現場報表設計。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1為本發明模塊示意圖；
圖2為本發明系統構架。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖對本發明作進一步說明。
[0019]本發明提供的方法包括以下步驟:
1)每個稱重傳感器檢測皮帶秤有效稱量段上瞬時物料量W(t)，將稱重傳感器上檢測的數據轉換為脈沖信號并通過放大器、濾波器和A / D轉化器處理成為數字數據后，將數字數據發送到數據予處理單元；
同時，每個速度傳感器檢測皮帶的瞬`時速度，將速度傳感器上檢測數據轉換為脈沖信號并通過濾波整形組件和計數單元處理成為數字數據后發送至數據予處理單元；
2)數據予處理單元根據公式:在時間t內輸送的物料量Q=/ Q(t)dt=/ Ap(t)v(t)dt = / W(t) / L*v(t)dt 得到結果；
3)數據予處理單元將結果傳遞至監控單元，監控單元將數據上傳至數據庫服務器。
[0020]進一步改進，監控單元發現數據錯誤時停止對數據庫服務器的數據上傳和錯誤段傳感器的工作，同時發出警報。
[0021]其中的稱量原理為:
當皮帶以速度V運行時，在時間T內輸送的物料量:
Q= APXVXT
Λ P——單位長度上物料重量Kg / m
V-皮帶速度m / s
T-輸送時間s
實際皮帶上物料重量并不均勻，皮帶速度也有變動故其輸送物料量為:
Q = / Q(t)dt = / Δ P (t) V (t) dt = / W(t) / LXv(t)dt
式中:
Q(t)=瞬時輸送的物料量(kg/s)
V(t)=皮帶瞬時速度(m / s)
W(t)=有效稱量段上瞬時物料量(Kg)
L =有效稱量段長度(m)
稱重傳感器在物料重力W(t)作用下產生應變，其應變量AU正比于W(t)，即:
ff(t) = KlAU(t)其中Kl為常數。
[0022]又因皮帶速度正比于速度傳感器輸出脈沖η 即:V (t) = K2 X n (t)
貝:Q = / W(t) / LX V(t) dt = K / AU(t)n(t)dt
其中:K = Κ1Κ2 / L為常系數
本發明提供的系統如圖1所示，包括數據采集單元、數據予處理單元、監測單元和數據庫服務器，其中，數據采集單元包括若干速度采集器和若干稱重采集器，稱重傳感器依次通過放大器、濾波器和A / D轉換器與數據予處理單元連接；速度傳感器依次通過濾波整形單元和計數器并與數據予處理單元連接；數據予處理單元與監控單元連接，監控單元與數據庫服務器連接。
[0023]I)稱重傳感器
稱重傳感器采用TS系列拉式傳感器，它具有0.02%精度，線性、不重復性。滯后性均優于0.02% F.S，溫度系數≤0.002% F.S°C，過載能力強。放大濾波輸入A / D轉換器。A /D轉換器將模擬電壓轉換成數字信號，其轉換精度優于0.024 %。為了提高A / D轉換器精度和穩定性，采用專用電源給其供電。
[0024]2)速度采集器
速度采集器由光耦、濾波、整形、計數等部分組成。速度傳感器信號由光耦引入，經過濾波，去除干擾，然后通過觸發器整形，輸入到計數器。計數器計數過程由單片機控制。
[0025]3)予處理單元及PC機部分
予處理單元包括用于工業實時控制的單片機，程序存儲器、數據存儲器、譯碼器、鎖存器等電路。為提高系統的可靠性設計了 Watchdog電路和軟件陷井。選用可編程通訊接口芯片8251用于和遠方數據通訊，硬件采用標準RS-232C接口電路，可根據現場情況加入長線驅動器實現遠程通訊。
[0026]本發明的系統構架如圖2所示，數據可以直接保存到數據庫服務器，也可以通過局域網或者長線通訊驅動傳輸，同時有OPC接口實現遠程傳送；在各客戶端，根據需要安裝數據查詢客戶系統，系統可以實時顯示產量，也可以查詢歷史數據，通過對數據的計算分析，為生產提供決策。
[0027]本發明的市場競爭力體現在如下部分:
1)系統精度高
動態累計誤差小于±0.125%，為商業結算提供了最佳的計量性能
2)系統運行穩定
系統運行在WindowsXP / 2000平臺上，連續工作，掉電數據不丟失
3)實時性好
數據采樣頻率高，保證高精度，快速遠傳，保證遠端電腦0.5秒接收數據一次，
實時動態顯示數據
4)動態報表設計功能
提供現場報表設計功能，自定義個性化報表
5)優良的組態功能以OPC為核心的組態系統，快捷的編輯能力，豐富的數據表達能力，可編輯出友好美觀的人機界面，提供直觀的數據統計分析功能，還可以整合第三方OPC數據
6)數據資源共享
數據遠傳采用DataSnap技術，實現數據共享，多終端同步顯示數據
7)系統提供內存數據庫，實現快速存儲，高效查詢。
[0028]8)價格優勢
本系統性價比高，是其它高精度計量系統無法比擬的。
[0029]9)CRT顯示，信息量大，內容豐富。可同時顯示多臺秤的開機時間、運行時間、零點、荷重、皮帶速度、瞬時流量、累計量、班次等運行參數.實時性強，數據每秒刷新一次。從而使管理人員對系統運行情況一目了然，保證生產正常進行。
[0030]10)做到了無人值班，自動化管理，掉電數據不丟失，且來電時自動進入實時監測狀態，數據自動存盤，超載、負載、故障等自動進行聲光報警。自動打印、存盤，可從報表模擬顯示中反映出事故發生的起始時間、終止時間，特別對超載進行了完整的跟蹤.自動生成各種報表，也可根據用戶需要制作報表.報表可模擬顯示、在線修改.定時或召喚打印，報表可連續打印，自動換頁，一次完成各種報表輸出。
[0031]11)成功地解決了小信 號長線傳輸所存在的衰減、干擾等問題.系統計量精度高，運行穩定可靠。
[0032]12)配上相應的傳感器或執行機構，可實現對皮帶秤的開停、跑偏、流量等進行控制。
[0033]13)校零功能完善:自動、手動或零點自動跟蹤三種方式任選。
[0034]14)各種運行方式獨立，互不影響，標定和運行可同時進行，并自動算標定系數和下發零點。
[0035]15)系統數據可上模擬盤實時顯示或運行.并能與計算機系統聯接，構成實時網絡。
[0036]本發明主要技術指標如下:
(1)靜態線性度:0.1% ;
(2)動態累計誤差:≤0.13% ;
(3)重復性:0.1% ；
(4)最大流量:5000t/ h ；
(5)披帶速度:0.01~5m / s ；
(6)皮帶機傾角:0~18;
(7)畫面刷新時間:1s；
(8)數據響應時間:≤1s ;
(9)信號傳輸距離:1000m；
(10)開關量輸入:32~128點；
(11)開關量輸出:24~64點；
(12)可控秤體:4~16臺；
(13)數據遠傳:RS-232C標準串口；
(14)提供OPC接口。[0037]本發明具體應用途徑很多，以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以作出若干改進，這些改進也應視為本發明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種分布式計量管理方法，其特征在于包括以下步驟: 1)每個稱重傳感器檢測皮帶秤有效稱量段上瞬時物料量W(t)，將稱重傳感器上檢測的數據轉換為脈沖信號并通過放大器、濾波器和A / D轉化器處理成為數字數據后，將數字數據發送到數據予處理單元； 同時，每個速度傳感器檢測皮帶的瞬時速度，將速度傳感器上檢測數據轉換為脈沖信號并通過濾波整形組件和計數單元處理成為數字數據后發送至數據予處理單元； 2)數據予處理單元根據公式:在時間t內輸送的物料量Q=/ Q(t)dt=/ AP(t)v(t)dt = / W(t) / L*v(t)dt 得到結果； 3)數據予處理單元將結果傳遞至監控單元，監控單元將數據上傳至數據庫服務器。
2.根據權利要求1或2所述的分布式計量管理方法，其特征在于:監控單元發現數據錯誤時停止對數據庫服務器的數據上傳和錯誤段傳感器的工作，同時發出警報。
3.—種權利要求1所述分布式計量管理方法使用的系統，其特征在于:包括數據采集單元、數據予處理單元、監測單元和數據庫服務器，其中，數據采集單元包括若干速度采集器和若干稱重采集器，稱重傳感器依次通過放大器、濾波器和A / D轉換器與數據予處理單元連接；速度傳感器依次通過濾波整形單元和計數器并與數據予處理單元連接；數據予處理單元與監控單元連接，監控單元與數據庫服務器連接。
4.根據權利要求3所述的分布式計量管理方法使用的系統，其特征在于:所述的稱重采集器采用TS系列拉式傳感器。
5.根據權利要求3所述的分布式計量管理方法使用的系統，其特征在于:所述的速度采集器為光耦傳感器。
6.根據權利要求3所述的分布式計量管理方法使用的系統，其特征在于:所述的監控單元包括主機以及連接在主機上的報警器。
7.根據權利要求6所述的分布式計量管理方法使用的系統，其特征在于:所述的監控單元主機裝有打印機并留有OPC遠傳接口。
【文檔編號】G05B19/418GK103823436SQ201410047750
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年2月8日 優先權日:2014年2月8日
【發明者】夏繼軍, 柏培文, 阮宜兵, 李德健 申請人:滁州市西控電子有限公司