无人值守自动计量系统技术方案.docx
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无人值守自动计量系统技术方案
无人值守自动计量系统技术方案
一、项目概述3
二、项目需求分析3
1、计量模式3
2、远程无人值守计量系统的实现目标3
3、项目工作实施围5
三、系统方案设计5
1、整体方案设计说明5
2、系统设计原则5
3、系统框架设计6
4、系统布置平面图7
5、子系统设计9
1）服务器子系统9
2）计量中心子系统9
3）汽车衡终端子系统11
4）防作弊子系统14
5）监控系统14
6）收发货系统14
7）IC卡管理系统14
8）无人值守软件系统14
四、项目开发周期17
五、系统应急预案18
六、效益分析18
1、直接经济效益18
2、间接经济效益19
3、社会效益19
七、系统配置清单20
一、项目概述
某发电厂自动化管理水平居于行业领先地位，为了建设透明化生产企业，提升自动化管理水平，提高计量的信息化水平，引领行业计量管理方向，彻底堵住计量中的漏洞及不安全隐患，杜绝计量过程中出现的作弊现象给公司造成的经济损失以及人为失误给客户造成的不良影响，降低人员成本的同时改善员工的工作环境，体现了企业以人为本的管理理念，充分贯彻科学发展观的要求，因此建设远程无人值守计量系统是非常迫切的要求。
本系统平台将直接服务于今后某发电厂的计量管理工作，具有战略性、全局性、前瞻性的重要意义。
远程无人值守计量系统是将现代IT技术（信息科技）融入计量管理中，根据客户实际需求，贯穿采购、生产、销售全过程的，及时、准确、完整、可靠的计量数据管理平台，该系统实现了企业物流、生产过程中计量数据的自动收集、加工和处理，实现了现场衡器的无人值守和远程的集中监控，提高计量效率，加强上级部门对计量数据的远程网络监管。
远程集中计量监控系统能够将各物资计量点与集中计量监控中心有机联合，通过远程监控系统使各种信息及时沟通和共享，更加高效，整体提高物资计量的运行效率和服务水平。
形成信息化、智能化、无人化的新型计量数据采集系统。
二、项目需求分析
1、计量模式
目前某发电厂共设计实现4台汽车衡的无人值守自动计量。
2、远程无人值守计量系统的实现目标
远程无人值守计量系统是指汽车衡在无人干预的情况下迅速、准确、安全、稳定、可靠的完成整个称重的流程，工作人员在远程可对计量数据进行监控、查询、统计、打印等。
系统除了为某发电厂相关部门提供实时、准确的数据外，同时也满足了计量专业管理的需求。
计量管理系统也是企业运营状况、分析决策的数据来源。
该系统在设计时将充分考虑到某发电厂需求的计量设备使用方式，此系统将有集成扩展功能，对某发电厂将来对其他计量设备的融入提供了必要的准备。
远程无人值守计量系统应用后可实现如下功能：
Ø建立适某发电厂采购、销售、管理的信息化计量平台，实现计量、计量调度业务数据的规化、标准化、电子化和集成化；
Ø汽车衡无人值守自动计量系统，实现与贵公司数据系统的无缝对接，实现数据的快速交互；
Ø集中管理各个计量点，流程规，业务部门统一管理、调度，实现快速的自动计量，保证公司物流的顺畅。
Ø自动计量降低了计量人员的工作强度和技术要求，计量过程无人参与，杜绝人为串通作弊现象。
Ø计量过程实现视频实时监控，视频信息与物流信息、车辆信息一一对应，实时掌握车辆和计量的全过程，利用先进的红外探测技术确保车辆完全上秤，达到准确计量。
Ø实现计量现场无人值守，可根据业务实现自动和远程两种计量模式。
并可根据管理需求灵活设置。
Ø提高计量业务的整体作业效率，单车自助计量处理时间<20s，远程计量处理时间<30s。
Ø物资与IC卡中的仓库进行绑定，指定的物资入指定的库房，出库也必须与IC卡中的物质相一致才允许出库，保证的出入库物资的准确。
Ø实现一车一卡，计量过程实行IC卡一卡通管理，IC卡与计量业务绑定，固定车辆实行RFID卡计量模式；
Ø业务逻辑控制严密、设置灵活，各种业务实现闭环管理；每车业务从开始到结束要完成所有的操作步骤，否则无法完成本车计量。
Ø对计量业务、设备状态、视频等集中监控，对异常实时报警。
3、项目工作实施围
1）厂汽车衡2台（不含数字化改造），新上汽车衡2台
2）计量中心1套
3）收发货5个点
4）发卡中心2个点
5）控制中心3个工位
三、系统方案设计
1、整体方案设计说明
◆建立远程集中计量系统，实现汽车衡的无人值守自动计量。
利用IC卡作为信息传递的载体，建立门卫、收发货确认终端，将车辆的计量业务进行闭环控制，保证每一计量业务都能按照规定的流程和路径进行。
◆汽车衡进行磅房建设，利用GAM机实现现场的外设控制和数据传输，外设设置LED、摄像机、红外限位装置，保证计量过程的真实性和可靠性。
利用权限设置、皮重检测、传感器监测等软件技术实现系统的防作弊功能。
◆与贵公司数据系统进行数据对接，保证现有的业务流程、财务数据可以共享，达到系统的最优化配置。
2、系统设计原则
●可行性和适应性：
保证技术上的可行性和经济上的可能性，适合某发电厂的实际情况，满足主要业务需求。
●前瞻性和实用性：
充分考虑系统今后的延伸，形成与合作伙伴紧密连接的高效信息系统，应始终贯彻面向应用，注重实效的方针。
●先进性和成熟性：
要采用包含了先进的管理理念及方法的软件产品，要注意软件系统、硬件设备、开发工具的相对成熟。
不但能反映当今的先进水平，而且具有发展潜力，能保证在未来若干年占主导地位，并能顺利地过渡到下一代技术。
●完整性和集成性：
全面考虑企业部各业务部门、与上下游合作伙伴、与外部市场和客户之间的信息传递和业务往来，实现各环节业务运作在信息系统中的全面集成。
●开放性和标准性：
考虑未来的发展，应具备全面集成是实施项目考虑的重要容。
因此，必须充分考虑其开放性和标准性。
也就是要考虑到各系统间数据传递和接口开发的可实现性。
●可靠性和稳定性：
在考虑技术先进性和开放性的同时，还应从系统结构、技术措施、设备性能、系统管理、厂商技术支持及维修能力等方面着手，确保系统运行的可靠性和稳定性，达到最大的平均无故障时间。
●安全性和性：
既考虑信息资源的充分共享，更要注重信息的保护和隔离，因此系统应分别针对不同的应用和不同的网络通信环境，采取不同的措施，包括系统安全机制、数据存取的权限控制等。
●可扩展性和易维护性：
为了适应未来的业务拓展和项目的变化要求，必须充分考虑以最简便的方法、最低的投资，实现软件系统的扩展和维护。
●提供无人值守自动计量系统的所有设备是全新的、标准的、完整的、技术上是先进的，性能上是成熟的。
3、系统框架设计
某发电厂无人值守系统设计如下模块：
Ø服务器系统
Ø计量中心子系统
Ø汽车衡终端子系统
Ø防作弊子系统
Ø监控子系统
Ø收发货子系统
Ø发卡中心子系统
Ø无人值守软件系统
4、系统布置平面图
5、子系统设计
1）服务器子系统
计量系统所需的客户信息、财务信息、订单信息等从ERP服务器上进行数据同步，在计量系统中建立相应的功能模块。
ERP系统所需要的相关计量数据，根据定义格式与计量服务器进行数据更新。
2）计量中心子系统
计量中心是整个系统的核心部分，由服务器、电视墙、计量终端等几部分构成。
设置一台服务器，可同时配置不间断电源。
服务器设置在现有的服务器机房中，能够保证很好的工作环境，从而保证系统运行的稳定性和可靠性。
电视墙由4台42寸液晶电视组成，监视4台汽车衡计量过程，车牌、车后、司机、票据。
3）汽车衡终端子系统
GAM机的优势和特点：
●采用高端工控主机，具有低功耗、高可靠性、高稳定性的特点，同时采用嵌入式操作系统，多任务、多线程，保证系统的强实时性。
●所有元器件仅采用工业级，保证系统在工业环境、恶劣环境下的可靠性和抗干扰、抗冲击能力。
●集成自定义端口，通过软件设置端口形式：
RS232/RS422/RS485，自动识别通讯协议进行匹配，大大方便安装调试。
●纯钢的金属防水键盘设计，寿命高达200万次。
●集成冗余的工业交换机，光网络接口，高速稳定的进行数据交换，同时可以对端口、IP地址、速率等进行控制，配置网络到最优化状态。
●智能照明控制功能，通过部集成的定时器和控制器，按照时间和照度进行照明控制，同时通过输出也可实时控制照明系统的开关设置。
●智能化的仪表状态和传感器实时监测、控制功能，通过远程系统监测计量仪表的工作状态，各个传感器的数值和状态，可进行远程清零和仪表控制。
●智能打印控制，采用热转印的工业打印机，自动定位，自动切纸，纸预警，同时设置一台备用打印机，提高运行的可靠性。
系统实时监控打印状态，如果打印机返回故障状态，系统再尝试一次打印，并通过返回的错误代码进行错误分析，如果错误不能系统修复，则启用备用打印机，并同时通知控制中心，进行报警。
●嵌入式的智能读卡功能，通过嵌入式的智能读卡器，可以快速的读写IC卡，卡片嵌入到读卡器中，防止写信息时候移动卡发生故障，设置应急按钮，保证IC卡正常抽取。
写完卡后系统进行快速验证，保证写卡的正确性和完整性。
●RFID智能标签读取，在车辆的右上角贴RFID标签，标签中的ID号为唯一标号，标号与车号为一一绑定，对于厂车队的车辆，可以实行RFID卡管理，达到快速、高效的物流运行。
●交通指挥控制功能，通过控制单元控制红绿灯，通过红绿灯进行车辆通行指示。
可以按照用户的不同功能要求进行设置，可以设置绿灯表示衡器正常，车辆可以上秤计量，计量时为红灯，提示后面的车辆，衡器正在使用请等待。
也可以用来提示司机上秤后的停车指示，判断到车辆上磅，红外没有遮挡，重量正常，显示红灯停，计量完成后显示绿灯，司机可以下磅。
●智能LED显示屏控制，通过LED屏显示计量信息，包括车号、物料信息、重量值、磅号等，通过后台的操作界面，可以随时进行显示信息的调整。
●强大的数控功能，具有数据采集功能，可以采集开关量、模拟量，亦可以输出开关量、模拟量的控制，达到设备的实时监视与管理。
4）防作弊子系统
Ø每台汽车衡配置两对红外对射装置，判断车辆是否完全上秤，防止车辆压边作弊；
Ø计量时抓拍车辆的前、后、司机面部图像，二次计量时系统自动调出一次抓拍的图片，进行比对；
Ø设置车辆的皮重超差围，超过设置值系统自动报警。
5）监控系统
Ø每台汽车衡设置4台摄像机，外围配置2台，监控车头、车尾；设置1台人像摄像机，抓拍人像；设计一台票据摄像机，监控GAM机部环境；
Ø视频图像在无人值守终端进行视频存储，同时将模拟信号转成数字信号上传到控制中心。
Ø汽车衡配置2盏照明灯，实现夜间的灯光补偿。
6）收发货系统
Ø在收货点设置收货终端，实现自动收货。
Ø发货后写IC卡的发货标记位。
7）IC卡管理系统
Ø设置2台制卡控制终端，进行IC卡的发卡操作。
ØIC卡采用非接触式的M1卡。
ØIC卡表面采用彩色印刷，并喷码编号。
8）无人值守软件系统
Ø计量模式管理：
自动计量和远程计量运行及切换。
Ø基础信息管理功能：
管理员可以添加衡器包括衡器名称、吨位、类型、长度、精度、厂家、型号、区域、IP地址、硬盘录像机IP地址、登陆名等信息；对客户进行基本信息维护包括公司名称、地址、联系人、公司代码、公司简码、信用等级等。
Ø业务管理功能：
厂倒运业务的计划录入、计划启用、订单关闭。
Ø权限管理功能：
计量业务权限管理、报表查询权限管理、异常处理权限管理、系统管理权限管理。
Ø操作日志记录功能：
计量点的系统操作日志和服务器端的操作日志管理。
ØIC卡管理功能：
通过IC模块对IC卡进行维护，包括发卡、写卡、挂失操作，设置IC卡中的各个字段和标记位。
Ø车辆信息管理功能：
车牌号、单位、皮重、信用等级、业务类型等。
Ø报表管理功能：
可以生成各种功能报表，并可以进行自定义条件查询。
Ø设备监控功能：
称重仪表、打印机缺纸、网络状态等。
Ø数据接口功能：
与ERP及其他系统数据接口。
销售业务流程设计
Ø客户订单启用后给车辆发IC卡，可以预先发也可以在进厂时发。
进门时门卫进行IC卡查验，对IC卡信息进行打标，计量皮重时进行图片抓拍，仓库装完货后对IC卡进行发货打标，计毛时系统自动判断净重是否超量，根据需要打印票据，出门时门卫对IC卡进行查验。
采购业务流程设计
Ø客户采购订单启用后给车辆发临时IC卡，进门时门卫进行IC卡查验，对IC卡信息进行打标，计量毛重时进行图片抓拍，仓库卸完货后对IC卡进行收货打标，计皮时系统根据需要打印票据，出门时门卫对IC卡进行查验，并收回IC卡。
倒运业务
Ø倒运业务主要针对矿石的倒运，车辆基本固定，装完矿石后，进行发货确认，计完毛重卸货后进行收货确认，回皮后根据需要打印票据。
如果不下车计量，则每一辆车安装RFID电子标签，实现不下车的自动计量。
四、项目开发周期
计划容
工期规划
项目的前期准备
1周
计量中心安装
2周
系统详细设计
2周
设备订货
3周
系统程序代码编写
6周
汽车衡称重系统设备安装、调试和运行
4周
项目开发周期：
2个月
五、系统应急预案
单机设备故障
如果系统的相关外设出现故障，系统监视模块会立刻报警，如果确认故障存在，操作人员可以通过设备管理模块对此故障模块进行功能注销，取消此功能，让计量业务继续执行，通知系统维护人员检测现场设备并进行相应维修。
IC卡损坏
刷卡时IC卡损坏，司机通过计量终端的呼叫按钮，通知远程计量人员，计量人员与司机进行语音交互，司机告诉计量人员车号、物资种类，计量人员在远端调用相应的计量业务信息，进行远程计量。
秤点网络故障
计量点网络故障，系统则自动将此计量点从计量组网中隔离，其他计量点从新进行均衡匹配和业务调度，系统维护人员立即到现场进行维修。
同时也可以使用IC卡备份信息对此计量点进行就地脱机的人工计量，但需要两次计量均要在本计量点过磅。
主网络故障
如果主网络故障，各个业务节点不能进行相互的信息传递，此时计量员到计量现场进行单机的就地计量。
通过手工计量，打印单据，计量车辆必须从同一计量点进行皮重、毛重计量。
系统维护人员上报业务主管，进行紧急抢修。
系统恢复后，相关的计量业务信息自动上传至服务器，通过后台对相关数据进行维护
稳定性试车
为保证系统稳定上线，在调试运行期间采用双线并行的方式运转，将仪表的数据通过串口接入两个系统，计量时一个采用原有系统，一个采用自动计量系统，将两个系统的数据进行比较，同时模拟突发状况，建立优化的系统预案。
六、效益分析
1、直接经济效益
1）降低人力及管理成本
目前计划汽车衡4台，如果采用老式计量模式需司磅员26名，实行无人值守自动计量后，按二班制现在仅需6名，节省计量员20名，计量员工资3万元/年，年直接节约开支20人×3万元=60万元。
2）运行费用
磅房水电、纸质耗材等年节约费用约20万元。
直接经济效益：
节约人力成本+运行成本=80万元
2、间接经济效益
1）提高工作效率，计量时间由以前的一辆车3-5分钟时间，缩短为半分钟-1分钟时间，效率大大提高。
2）便于公司领导层透明化管理，数据及时共享，随时掌握生产和销售情况，生产促进销售，销售指导生产，实时、准确、高效传输对提高财务核算、物流控制、销售管理有着重要的意义，为生产调度和领导决策提供及时、强大的统计分析和报表功能，为领导决策提供可靠的数据支持。
3）堵住了计量中的管理漏洞，杜绝了种种作弊现象，提高了企业的经济效益。
3、社会效益
1）降低劳动强度，提高工作效率，生产产能加大，可以创造更多的就业岗位。
2）改善工作环境，以人为本，符合科学发展观的要求。
3）各个环节更加透明、公开，将会增强企业与客户的信任程度。
4）计量管理水平、企业信息化管理水平大大提高，以此为亮点，提升企业形象，为创立明星、标杆企业做好坚实的基础。
七、系统配置清单及报价
序号
项目
分项模块
数量
单位
1
监控中心
服务器系统
1
台
网络通讯模块
1
套
机柜控制系统
1
套
人机交互系统
1
套
电视墙系统
1
套
票据打印机
1
台
线材及辅件
1
批
2
汽车衡外围配置
无人值守终端柜体
4
台
嵌入式主板
4
块
人机交互系统
4
套
图像防作弊系统
4
套
数采及扩展模块
4
套
数据读取及打印模块
4
套
网络通讯模块
4
套
照明及维护系统
4
套
语音对讲模块
4
套
电气及信号控制模块
4
套
红外防作弊系统
4
套
交通指挥及控制系统
4
套
LED显示模块
4
套
线材及辅件
4
批
3
制卡中心
操作终端系统
2
套
网络通讯模块
2
套
4
门岗
操作终端系统
2
套
网络通讯模块
2
套
网络机柜
2
台
5
仓库
操作终端系统
5
套
通讯配件
5
套
网络通讯模块
5
套
6
软件
无人值守防作弊软件系统
1
套
数据库软件
1
套
服务器操作系统
1
套
7
施工辅材
施工辅材
1
批
升级会员 