一种分布式计量管理方法及其系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种分布式计量管理方法及其系统，系统包括数据采集单元、数据予处理单元、监测单元和数据库服务器，其中，数据采集单元包括若干速度采集器和若干称重采集器，称重传感器依次通过放大器、滤波器和A／D转换器与数据予处理单元连接；速度传感器依次通过滤波整形单元和计数器并与数据予处理单元连接；数据予处理单元与监控单元连接，监控单元与数据库服务器连接。方法上采用了分布式体系计量，计算机集中管理的方式，不但能节约大量投资，而且能使计量管理工作规范化、上台阶，并能实时监控设备运行状态，保证生产安全，可产生较大的经济效益和社会效益。
【专利说明】一种分布式计量管理方法及其系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及计量系统领域，具体是一种分布式计量管理方法及其系统。
【背景技术】
[0002]冶金、电力、煤炭、矿山、化工、粮食、港口等行业中，需要对皮带运输机上散状物料进行动态连续精确计量。过去的电子秤均为单台仪表，相互之间没有联系，抄表、统计、汇总、计算都由人工完成，工作量大，可信度低，更谈不上实时性，不能及时指导生产，缺少一种集中计量管理的方法和相应的系统。
【发明内容】
[0003]本发明为了解决现有技术的问题，提供了一种采用分布式体系计量，计算机集中管理的计量方法及其系统。
[0004]本发明提供的方法包括以下步骤:
1)每个称重传感器检测皮带秤有效称量段上瞬时物料量W(t)，将称重传感器上检测的数据转换为脉冲信号并通过放大器、滤波器和A / D转化器处理成为数字数据后，将数字数据发送到数据予处理单元；
同时，每个速度传感器检测皮带的瞬时速度，将速度传感器上检测数据转换为脉冲信号并通过滤波整形组件和计数单元处理成为数字数据后发送至数据予处理单元；
2)数据予处理单元根据公式:在时间t内输送的物料量Q=/ Q(t)dt=/ AP(t)v(t)dt = / W(t) / L*v(t)dt 得到结果；
3)数据予处理单元将结果传递至监控单元，监控单元将数据上传至数据库服务器。
[0005]进一步改进，监控单元发现数据错误时停止对数据库服务器的数据上传和错误段传感器的工作，同时发出警报。
[0006]本发明还提供了一种所述分布式计量管理方法使用的系统，包括数据采集单元、数据予处理单元、监测单元和数据库服务器，其中，数据采集单元包括若干速度采集器和若干称重采集器，称重传感器依次通过放大器、滤波器和A / D转换器与数据予处理单元连接；速度传感器依次通过滤波整形单元和计数器并与数据予处理单元连接；数据予处理单元与监控单元连接，监控单元与数据库服务器连接。
[0007]进一步改进，所述的称重采集器采用TS系列拉式传感器。
[0008]进一步改进，所述的速度采集器为光耦传感器。
[0009]进一步改进，所述的监控单元包括主机以及连接在主机上的报警器。
[0010]进一步改进，所述的监控单元主机装有打印机并留有OPC远传接口。
[0011]本发明有益效果在于:
1、采用了分布式体系计量，计算机集中管理的方式，不但能节约大量投资，而且能使计量管理工作规范化、上台阶，并能实时监控设备运行状态，保证生产安全，可产生较大的经济效益和社会效益。[0012]2、系统精度高，动态累计误差小于±0.125%。
[0013]3、系统运行稳定，系统运行在WindowsXP / 2000平台上，连续工作，掉电数据不丢失。
[0014]4、实时性好，数据采样频率高，保证高精度，快速远传，保证远端电脑0.5秒接收数据一次，实时动态显示数据。
[0015]5、主机通过OPC远传接口可与第三方数据进行整合。
[0016]6、通过打印机可实现现场报表设计。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本发明模块示意图；
图2为本发明系统构架。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0019]本发明提供的方法包括以下步骤:
1)每个称重传感器检测皮带秤有效称量段上瞬时物料量W(t)，将称重传感器上检测的数据转换为脉冲信号并通过放大器、滤波器和A / D转化器处理成为数字数据后，将数字数据发送到数据予处理单元；
同时，每个速度传感器检测皮带的瞬`时速度，将速度传感器上检测数据转换为脉冲信号并通过滤波整形组件和计数单元处理成为数字数据后发送至数据予处理单元；
2)数据予处理单元根据公式:在时间t内输送的物料量Q=/ Q(t)dt=/ Ap(t)v(t)dt = / W(t) / L*v(t)dt 得到结果；
3)数据予处理单元将结果传递至监控单元，监控单元将数据上传至数据库服务器。
[0020]进一步改进，监控单元发现数据错误时停止对数据库服务器的数据上传和错误段传感器的工作，同时发出警报。
[0021]其中的称量原理为:
当皮带以速度V运行时，在时间T内输送的物料量:
Q= APXVXT
Λ P——单位长度上物料重量Kg / m
V-皮带速度m / s
T-输送时间s
实际皮带上物料重量并不均匀，皮带速度也有变动故其输送物料量为:
Q = / Q(t)dt = / Δ P (t) V (t) dt = / W(t) / LXv(t)dt
式中:
Q(t)=瞬时输送的物料量(kg/s)
V(t)=皮带瞬时速度(m / s)
W(t)=有效称量段上瞬时物料量(Kg)
L =有效称量段长度(m)
称重传感器在物料重力W(t)作用下产生应变，其应变量AU正比于W(t)，即:
ff(t) = KlAU(t)其中Kl为常数。
[0022]又因皮带速度正比于速度传感器输出脉冲η 即:V (t) = K2 X n (t)
贝:Q = / W(t) / LX V(t) dt = K / AU(t)n(t)dt
其中:K = Κ1Κ2 / L为常系数
本发明提供的系统如图1所示，包括数据采集单元、数据予处理单元、监测单元和数据库服务器，其中，数据采集单元包括若干速度采集器和若干称重采集器，称重传感器依次通过放大器、滤波器和A / D转换器与数据予处理单元连接；速度传感器依次通过滤波整形单元和计数器并与数据予处理单元连接；数据予处理单元与监控单元连接，监控单元与数据库服务器连接。
[0023]I)称重传感器
称重传感器采用TS系列拉式传感器，它具有0.02%精度，线性、不重复性。滞后性均优于0.02% F.S，温度系数≤0.002% F.S°C，过载能力强。放大滤波输入A / D转换器。A /D转换器将模拟电压转换成数字信号，其转换精度优于0.024 %。为了提高A / D转换器精度和稳定性，采用专用电源给其供电。
[0024]2)速度采集器
速度采集器由光耦、滤波、整形、计数等部分组成。速度传感器信号由光耦引入，经过滤波，去除干扰，然后通过触发器整形，输入到计数器。计数器计数过程由单片机控制。
[0025]3)予处理单元及PC机部分
予处理单元包括用于工业实时控制的单片机，程序存储器、数据存储器、译码器、锁存器等电路。为提高系统的可靠性设计了 Watchdog电路和软件陷井。选用可编程通讯接口芯片8251用于和远方数据通讯，硬件采用标准RS-232C接口电路，可根据现场情况加入长线驱动器实现远程通讯。
[0026]本发明的系统构架如图2所示，数据可以直接保存到数据库服务器，也可以通过局域网或者长线通讯驱动传输，同时有OPC接口实现远程传送；在各客户端，根据需要安装数据查询客户系统，系统可以实时显示产量，也可以查询历史数据，通过对数据的计算分析，为生产提供决策。
[0027]本发明的市场竞争力体现在如下部分:
1)系统精度高
动态累计误差小于±0.125%，为商业结算提供了最佳的计量性能
2)系统运行稳定
系统运行在WindowsXP / 2000平台上，连续工作，掉电数据不丢失
3)实时性好
数据采样频率高，保证高精度，快速远传，保证远端电脑0.5秒接收数据一次，
实时动态显示数据
4)动态报表设计功能
提供现场报表设计功能，自定义个性化报表
5)优良的组态功能以OPC为核心的组态系统，快捷的编辑能力，丰富的数据表达能力，可编辑出友好美观的人机界面，提供直观的数据统计分析功能，还可以整合第三方OPC数据
6)数据资源共享
数据远传采用DataSnap技术，实现数据共享，多终端同步显示数据
7)系统提供内存数据库，实现快速存储，高效查询。
[0028]8)价格优势
本系统性价比高，是其它高精度计量系统无法比拟的。
[0029]9)CRT显示，信息量大，内容丰富。可同时显示多台秤的开机时间、运行时间、零点、荷重、皮带速度、瞬时流量、累计量、班次等运行参数.实时性强，数据每秒刷新一次。从而使管理人员对系统运行情况一目了然，保证生产正常进行。
[0030]10)做到了无人值班，自动化管理，掉电数据不丢失，且来电时自动进入实时监测状态，数据自动存盘，超载、负载、故障等自动进行声光报警。自动打印、存盘，可从报表模拟显示中反映出事故发生的起始时间、终止时间，特别对超载进行了完整的跟踪.自动生成各种报表，也可根据用户需要制作报表.报表可模拟显示、在线修改.定时或召唤打印，报表可连续打印，自动换页，一次完成各种报表输出。
[0031]11)成功地解决了小信 号长线传输所存在的衰减、干扰等问题.系统计量精度高，运行稳定可靠。
[0032]12)配上相应的传感器或执行机构，可实现对皮带秤的开停、跑偏、流量等进行控制。
[0033]13)校零功能完善:自动、手动或零点自动跟踪三种方式任选。
[0034]14)各种运行方式独立，互不影响，标定和运行可同时进行，并自动算标定系数和下发零点。
[0035]15)系统数据可上模拟盘实时显示或运行.并能与计算机系统联接，构成实时网络。
[0036]本发明主要技术指标如下:
(1)静态线性度:0.1% ;
(2)动态累计误差:≤0.13% ;
(3)重复性:0.1% ；
(4)最大流量:5000t/ h ；
(5)披带速度:0.01~5m / s ；
(6)皮带机倾角:0~18;
(7)画面刷新时间:1s；
(8)数据响应时间:≤1s ;
(9)信号传输距离:1000m；
(10)开关量输入:32~128点；
(11)开关量输出:24~64点；
(12)可控秤体:4~16台；
(13)数据远传:RS-232C标准串口；
(14)提供OPC接口。[0037]本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种分布式计量管理方法，其特征在于包括以下步骤: 1)每个称重传感器检测皮带秤有效称量段上瞬时物料量W(t)，将称重传感器上检测的数据转换为脉冲信号并通过放大器、滤波器和A / D转化器处理成为数字数据后，将数字数据发送到数据予处理单元； 同时，每个速度传感器检测皮带的瞬时速度，将速度传感器上检测数据转换为脉冲信号并通过滤波整形组件和计数单元处理成为数字数据后发送至数据予处理单元； 2)数据予处理单元根据公式:在时间t内输送的物料量Q=/ Q(t)dt=/ AP(t)v(t)dt = / W(t) / L*v(t)dt 得到结果； 3)数据予处理单元将结果传递至监控单元，监控单元将数据上传至数据库服务器。
2.根据权利要求1或2所述的分布式计量管理方法，其特征在于:监控单元发现数据错误时停止对数据库服务器的数据上传和错误段传感器的工作，同时发出警报。
3.—种权利要求1所述分布式计量管理方法使用的系统，其特征在于:包括数据采集单元、数据予处理单元、监测单元和数据库服务器，其中，数据采集单元包括若干速度采集器和若干称重采集器，称重传感器依次通过放大器、滤波器和A / D转换器与数据予处理单元连接；速度传感器依次通过滤波整形单元和计数器并与数据予处理单元连接；数据予处理单元与监控单元连接，监控单元与数据库服务器连接。
4.根据权利要求3所述的分布式计量管理方法使用的系统，其特征在于:所述的称重采集器采用TS系列拉式传感器。
5.根据权利要求3所述的分布式计量管理方法使用的系统，其特征在于:所述的速度采集器为光耦传感器。
6.根据权利要求3所述的分布式计量管理方法使用的系统，其特征在于:所述的监控单元包括主机以及连接在主机上的报警器。
7.根据权利要求6所述的分布式计量管理方法使用的系统，其特征在于:所述的监控单元主机装有打印机并留有OPC远传接口。
【文档编号】G05B19/418GK103823436SQ201410047750
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2014年2月8日 优先权日:2014年2月8日
【发明者】夏继军, 柏培文, 阮宜兵, 李德健 申请人:滁州市西控电子有限公司