CN108007542A - 一种天车无线称重控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种天车无线称重控制系统及方法，该系统包括：称重传感器，用于采集天车的称重数据；天车双向混和信号无线传输设备，与称重传感器电连接，用于将称重数据通过模拟量信号输入信号通道发射出去；地面双向混合信号无线传输设备，与天车双向混合信号无线传输设备信号连接，用于接受并发射天车双向混合信号无线传输设备发射的模拟量信号；地面PLC，与地面双向混合信号无线传输设备电连接，用于接收地面双向混合信号无线传输设备发射的模拟量信号，对称重数据进行数据计算及校验。本申请提供的控制系统及方法基于信号无线传输、地面编程控制，通过天车、地面双向混合信号无线传输设备实现了天车秤重系统的远程操作校准及数据采集功能。

Description

一种天车无线称重控制系统及方法

技术领域

本申请涉及自动控制技术领域，尤其涉及一种天车无线称重控制系统及方法。

背景技术

在金属冶炼工业生产过程中，天车已经成为不可替代的重要运输工具。在天车上添加称重仪表设备，对天车上的悬挂物料重量进行适时动态监控，既节省生产环节，加快生产节奏，又能让生产者对物料重量及时监控追踪，保证生产过程中产品数据的可控性。

根据冶金工艺需求，冶金厂区多台天车秤需要集中操作监控及数据采集，现有技术方案一般是增加无线传输电台设备，将无线传输电台设备连接天车称重二次仪表，天车称重仪表用于采集称重数据，并将称重数据传输至无线传输电台，无线传输电台再将称重数据无线传输至地面服务器，从而实现天车商物料重量的数据采集及动态监控。

但是，该方案只能实现天车称重数据采集，而无法实现天车秤远程操作功能，工作人员只能登上天车进行操作。若需实现天车秤远程操作功能，需要定制无线称重仪表，而无线称重仪表价格昂贵，且每部天车都需要安装一套无线称重仪表，大大增加了生产成本。

发明内容

本申请提供了一种天车无线称重控制系统及方法，以解决目前天车秤重系统无法实现远程操作功能的技术问题。

为了解决上述技术问题，本申请实施例公开了如下技术方案：

第一方面，本申请实施例公开了一种天车无线称重控制系统，包括：

称重传感器，用于采集天车的称重数据；

天车双向混合信号无线传输设备，与所述称重传感器电连接，用于将所述称重数据通过模拟量信号输入信号通道发射出去；

地面双向混合信号无线传输设备，与所述天车双向混合信号无线传输设备信号连接，用于接收并发射所述天车双向混合信号无线输出设备发射的模拟量信号；

地面PLC，与所述地面双向混合信号无线传输设备电连接，用于接收所述地面双向混合信号无线传输设备发射的模拟量信号，对所述称重数据进行数据计算及校验。

可选的，所述系统还包括称重信号转换器，所述称重传感器与天车双向混合信号无线传输设备分别与所述称重信号转换器电连接，用于将所述称重数据的毫伏信号转换为毫安信号，并将所述毫安信号传输至所述天车双向混合信号无线传输设备。

可选的，所述系统还包括接线盒，所述称重传感器与称重信号转换器分别与所述接线盒电连接，用于对所述称重数据进行信号求和平均，并将平均信号传输至所述称重信号转换器。

可选的，所述系统还包括大屏幕，所述大屏幕与所述天车双向混合信号无线传输设备电连接，用于实时显示所述地面PLC发射并通过所述地面双向混合信号无线传输设备与天车双向混合信号无线传输设备传输的称量现场显示数据。

第二方面，本申请实施例公开了一种天车无线称重控制方法，所述方法包括：

称重传感器采集天车的称重数据，并将所述称重数据传输至天车双向混合信号无线传输设备；

所述天车双向混合信号无线传输设备接收所述称重数据，并通过模拟量输入信号通道将所述称重数据传输至地面双向混合信号无线传输设备；

所述地面双向混合信号无线传输设备接收所述天车双向混合信号无线传输设备传输的模拟量信号，并通过模拟量输出信号通道将所述模拟量信号传输至地面PLC；

所述地面PLC接收所述地面双向混合信号无线传输设备传输的模拟量信号，并根据所述模拟量信号对所述称重数据进行数据计算及校验。

可选的，所述称重传感器采集天车的称重数据，之后包括：

所述称重传感器将采集到的所述称重数据传输至称重信号转换器；

所述称重信号转换器将所述称重数据的毫伏信号转换为毫安信号，并将所述毫安信号传输至所述天车双向混合信号无线传输设备。

可选的，所述称重传感器将采集到的所述称重数据传输至称重信号转换器，包括：

所述称重传感器将采集到的所述称重数据传输至接线盒；

所述接线盒对接收到的所述称重数据进行信号求和平均，并将平均信号传输至所述称重信号转换器。

可选的，所述方法还包括：

所述地面PLC将称量现场显示数据通过模拟量输入信号通道传输至地面双向混合信号无线传输设备；

所述地面双向混合信号无线传输设备将模拟量信号传输至所述天车双向混合信号无线传输设备；

所述天车双向混合信号无线传输设备接收所述模拟量信号，并将所述模拟量信号传输至大屏幕，所述大屏幕实时显示所述称量现场显示数据。

与现有技术相比，本申请的有益效果为：

本申请实施例提供了一种天车无线称重控制系统及方法，该系统包括称重传感器，用于采集天车的称重数据；天车双向混合信号无线传输设备，与称重传感器电连接，用于将称重数据通过模拟量信号输入信号通道发射出去；地面双向混合信号无线传输设备，与天车双向混合信号无线传输设备信号连接，用于接收并发射天车双向混合信号无线传输设备发射的模拟量信号；地面PLC，与地面双向混合信号无线传输设备电连接，用于接收地面双向混合信号无线传输设备发射的模拟量信号，对称重数据进行数据计算及校验。本申请提供的天车无线称重控制系统基于信号无线传输、地面编程控制，无需定制无线称重仪表，通过天车双向混合信号无线传输设备、地面双向混合信号无线传输设备实现天车秤重系统的远程操作校准及数据采集功能，从而可以大大提高冶金物料数据采集效率；同时多台天车称重集中操作及校验，可以提高天车物料计量工作效率，从而降低操作及称重仪表维护劳动强度。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种天车无线称重控制系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的天车称重远程操作界面；

图3为本发明实施例提供的一种天车无线称重控制方法的流程图；

图4为本发明实施例提供的一种天车无线称重控制方法中大屏幕现场显示称量数据方法的流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

参见图1，为本发明实施例提供的一种天车无线称重控制系统的结构示意图。

如图1所示，本发明实施例提供的天车无线称重控制系统包括：

称重传感器1，其安装于行车卷筒下面，用于实时采集天车的称重数据，并将采集到的称重数据传输出去；

天车双向混合信号无线传输设备4，其输入端与称重传感器1的输出端电连接，用于将称重数据通过模拟量信号输入信号通道发射出去。

在称重传感器1采集到称重数据后，还需要将称重数据传输至接线盒2进行数据处理。接线盒2的输入端与称重传感器1的输出端电连接，用于接收称重传感器1采集到的称重数据，并对称重数据进行信号求和平均；由于现场传感器一般为4台，所有的称重传感器采集到的称重数据都需要通过补偿接线盒进行求和平均，防止单个传感器受力不均，影响最终的天车重量数据。

在接线盒2对称重数据进行求和平均计算，获得平均信号后，还需要将平均信号传输至称重信号转换器3。称重信号转换器3的输入端与接线盒2的输出端电连接，用于接收接线盒2输出的平均信号，并对平均信号进行处理。因称重数据经接线盒2求和平均计算后，平均信号为毫伏信号，而毫伏信号远距离传输易受干扰(电压信号在导线本身具有电阻的情况下会分压，容易导致测量不精准，而电流信号不受导线电阻的影响)，且PLC系统接入电流信号比较方便，容易实现，因此，称重平均信号一般都由二次仪表将电压信号转换为电流信号，之后再接入PLC。综上，称重信号转换器3采用精密运算放大器、精密电源和精密电阻等元件将平均信号的毫伏信号放大并转换为标准毫安信号输出。

本申请实施例中，称重传感器1的激励电压是由称重信号转换器3提供给接线盒2的，因此，无需额外添加电源，节省了生产成本。

因称重传感器1采集到称重数据后，称重数据需要依次经过接线盒2与称重信号转换器3的处理后才能输入天车双向混合信号无线传输设备4，因此，天车双向混合信号无线传输设备4的输入端与称重信号转换器3的输出端电连接，用于接收称重信号转换器3输出的标准毫安信号。

天车双向混合信号无线传输设备4中的混合信号指的是模拟量信号与开关量信号混合，在具体实施过程中，处理后的标准毫安信号接入天车双向混合信号无线传输设备4的模拟量输入信号通道，将标准毫安信号转换为模拟量信号进行传输。

在时间上或数值上都是连续的物理量称为模拟量，模拟量是连续的量，反映的是电量测量数值(如电流、电压)。

天车双向混合信号无线传输设备是工业级无线信号传输装置，生产厂家例如西安达泰等，设备通过无线发射端、接收端代替导线，发射端有4-20mA输入端子，输出端有4-20mA输出端子对应，传输距离可达3公里。

地面双向混合信号无线传输设备5，与天车双向混合信号无线传输设备4信号连接，用于接收天车双向混合信号无线传输设备4发射的模拟量信号，并将模拟量信号发射出去。地面双向混合信号无线传输设备5同样具有无线发射端与接收端，其无线接收端接收天车双向混合信号无线传输设备4的无线发射端发射的模拟量信号，接收到信号后，地面双向混合信号无线传输设备5的无线发射端将信号通过模拟量输出信号通道发射出去。

为方便信号无线传输，天车双向混合信号无线传输设备4的模拟量输入信号通道与地面双向混合信号无线传输设备5的模拟量输出信号通道一一对应。

地面PLC6，与地面双向混合信号无线传输设备5电连接，用于接收地面双向混合信号无线传输设备5发射的模拟量信号，具体地，地面双向混合信号无线传输设备5的无线发射端将接收到的模拟量信号通过模拟量信号输出信号通道发射至地面PLC6。

地面PLC6模拟称重二次仪表的方式和功能，根据天车称重模拟量信号输入实现天车称量数据的计算及采集功能，并在集中监控上位机(值班室远程维护8与生产监控9)建立行车秤远程操作界面及称重历史趋势记录，从而实现了天车秤远程操作及数据采集功能，同时还可以为天车物流其他功能开发预留编程接口。

地面PLC系统编程实现称量数据计算、校验，模拟量输入与称量数据呈线性关系，通过网络交换机7实现地面PLC6与值班室远程维护8、生产监控9之间的信号传输，值班室远程维护8与生产监控9上的PLC软件均可以通过变量记录实现采集功能。

如图2所示，为本申请实施例提供的天车秤远程操作界面。该远程操作界面位于值班室远程维护8与生产监控9上的监控上位机上，可以在操作界面上远程进行天车秤去皮、清零、校验等操作，避免了工作人员上天车现场操作天车秤仪表进行。

本申请提供的天车无线称重控制系统还包括大屏幕10，其与天车双向混合信号无线传输设备4电连接，用于实时显示地面PLC6发射的、并通过地面双向混合信号无线传输设备5与天车双向混合信号无线传输设备4传输的称量现场显示数据。

具体地，地面PLC6根据模拟量信号对称量传感器1采集的称量数据进行计算，获得称量现场显示数据，地面PLC6通过模拟量输出信号通道将称量现场显示数据传输至地面双向混合信号无线传输设备5，地面双向混合信号无线传输设备5将模拟量信号通过模拟量输入信号通道传输至天车双向混合信号无线传输设备4，天车双向混合信号无线传输设备4将模拟量信号传输至天车大屏幕10，天车大屏幕10接收到模拟量信号后，实时显示其对应的称量现场显示数据，供地面人员观察。

根据本申请实施例提供的天车无线称重系统可以进行两种模式的操作，一种是称重模式，即通过天车上的称重传感器采集天车称重数据，然后将天秤称重数据依次经由天车双向混合信号无线传输设备、地面双向混合信号无线传输设备等传输至地面PLC，地面PLC对称重数据进行计算，获得天车上物料重量数据，并将其实时显示在天车大屏幕上；另一种是校称模式，即天车吊起已知重量的砝码，称量传感器采集到的称重数据在天车与地面监控上位机(值班室远程维护、生产监控)同步显示，如果称量数据与砝码有偏差，可在地面监控上位机上进行校正修改，从而减小称量偏差。

基于本申请实施例提供的天车无线称重控制系统，本申请实施例还提供了一种天车无线称重控制方法，如图3所示，该方法包括：

S100：称重传感器采集天车的称重数据，并将称重数据传输至天车双向混合信号无线传输设备。

具体地，为增加称重数据信号传输距离，在将称重数据传输至天车双向混合信号无线传输设备之前，需要对称重数据进行一系列处理，即多个称重传感器将采集到的称重数据传输至接线盒，接线盒对称重数据信号进行信号求和平均，获得平均信号，防止单个传感器受力不均；平均信号传输至称重信号转换器中，称重信号转换器将称重传感器输出的毫伏信号放大并转换为标准毫安信号输出，增加了信号的传输距离。输出的标准毫安信号传输至天车双向混合信号无线传输设备。

S200：天车双向混合信号无线传输设备接收称重数据，并通过模拟量输入信号通道将称重数据传输至地面双向混合信号无线传输设备。

处理后的标准毫安信号接入天车双向混合信号无线传输设备的模拟量输入信号通道，转换为模拟量信号，并传输至地面双向混合信号无线传输设备。

S300：地面双向混合信号无线传输设备接收天车双向混合信号无线传输设备传输的模拟量信号，并通过模拟量输出信号通道将模拟量信号传输至地面PLC。

地面双向混合信号无线传输设备的模拟量输出信号通道与天车双向混合信号无线传输设备的模拟量输入信号通道一一对应，实现称量数据与模拟量信号一一对应，避免称量数据与最终的计算结果不对应。

S400：地面PLC接收地面双向混合信号无线传输设备传输的模拟量信号，并根据模拟量信号对称重数据进行数据计算及校验。

地面PLC接收到模拟量信号后，PLC系统模拟称重二次仪表的方式和功能，根据天车称重模拟量信号输入实现天车称量数据计算、校验及采集功能，并在集中监控上位机建立行车秤远程操作界面，以实现天车秤远程操作功能。

如图4所示，本申请提供的天车无线称重控制方法还包括：

S500：地面PLC将称量现场显示数据通过模拟量输入信号通道传输至地面双向混合信号无线传输设备。

地面PLC对称重数据进行计算处理后，获得称重现场显示数据，并通过地面双向混合信号无线传输设备的模拟量输入信号通道将称重现场显示数据传输至地面双向混合信号无线传输设备。

S600：地面双向混合信号无线传输设备将模拟量信号传输至天车双向混合信号无线传输设备。

地面双向混合信号无线传输设备接收到称重现场显示数据对应的模拟量信号后，通过天车双向混合信号无线传输设备的模拟量输出信号通道将模拟量信号无线传输至天车双向混合信号无线传输设备，地面双向混合信号无线传输设备的模拟量输入信号通道与天车双向混合信号无线传输设备的模拟量输出信号通道一一对应。

S700:天车双向混合信号无线传输设备接收模拟量信号，并将模拟量信号传输至大屏幕，大屏幕实时显示称量现场显示数据。

天车双向混合信号无线传输设备接收模拟量信号，并将模拟量信号传输至天车大屏幕上，大屏幕根据接收到的模拟量信号，实时显示模拟量信号对应的称量现场显示数据，以方便工作人员实时获知天车上物料重量。

本申请提供一种天车无线称重控制系统及方法，该天车无线称重控制方法是基于天车无线称重控制系统，该天车无线称重控制系统包括称重传感器，用于实时采集并传输天车的称重数据；天车双向混合信号无线传输设备，与称重传感器电连接，用于将称重数据通过模拟量信号输入通道发射出去；地面双向混合信号无线传输设备，与天车双向混合信号无线传输设备信号连接，用于接收并发射天车双向混合信号无线传输设备发射的模拟量信号；地面PLC，与地面双向混合信号无线传输设备电连接，用于接收地面双向混合信号无线传输设备发射的模拟量信号，并根据模拟量数据对称重数据进行数据计算机校验；大屏幕，与天车双向混合信号无线传输设备电连接，用于实时显示地面PLC发射的、通过地面双向混合信号无线传输设备与天车双向混合信号无线传输设备传输的称量现场显示数据，实现天车现场显示。本申请提供的天车无线称重系统及方法基于信号无线传输、地面编程控制，方法新颖、简单可靠，实现了冶金厂区多台天车秤集中操作监控及数据采集功能，大大提高了冶金物料数据采集效率；同时，多台天车称重集中操作及校验，提高了天车物料计量工作效率，降低了操作及称重仪表维护劳动强度。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的公开后，将容易想到本申请的其他实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由权利要求的内容指出。

以上所述的本申请实施方式并不构成对本申请保护范围的限定。

Claims (8)

1.一种天车无线称重控制系统，其特征在于，包括：

称重传感器，用于采集天车的称重数据；

天车双向混合信号无线传输设备，与所述称重传感器电连接，用于将所述称重数据通过模拟量信号输入信号通道发射出去；

地面双向混合信号无线传输设备，与所述天车双向混合信号无线传输设备信号连接，用于接收并发射所述天车双向混合信号无线输出设备发射的模拟量信号；

地面PLC，与所述地面双向混合信号无线传输设备电连接，用于接收所述地面双向混合信号无线传输设备发射的模拟量信号，对所述称重数据进行数据计算及校验。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括称重信号转换器，所述称重传感器与天车双向混合信号无线传输设备分别与所述称重信号转换器电连接，用于将所述称重数据的毫伏信号转换为毫安信号，并将所述毫安信号传输至所述天车双向混合信号无线传输设备。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括接线盒，所述称重传感器与称重信号转换器分别与所述接线盒电连接，用于对所述称重数据进行信号求和平均，并将平均信号传输至所述称重信号转换器。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括大屏幕，所述大屏幕与所述天车双向混合信号无线传输设备电连接，用于实时显示所述地面PLC发射并通过所述地面双向混合信号无线传输设备与天车双向混合信号无线传输设备传输的称量现场显示数据。

5.一种天车无线称重控制方法，其特征在于，所述方法包括：

称重传感器采集天车的称重数据，并将所述称重数据传输至天车双向混合信号无线传输设备；

所述天车双向混合信号无线传输设备接收所述称重数据，并通过模拟量输入信号通道将所述称重数据传输至地面双向混合信号无线传输设备；

所述地面双向混合信号无线传输设备接收所述天车双向混合信号无线传输设备传输的模拟量信号，并通过模拟量输出信号通道将所述模拟量信号传输至地面PLC；

所述地面PLC接收所述地面双向混合信号无线传输设备传输的模拟量信号，并根据所述模拟量信号对所述称重数据进行数据计算及校验。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述称重传感器采集天车的称重数据，之后包括：

所述称重传感器将采集到的所述称重数据传输至称重信号转换器；

所述称重信号转换器将所述称重数据的毫伏信号转换为毫安信号，并将所述毫安信号传输至所述天车双向混合信号无线传输设备。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述称重传感器将采集到的所述称重数据传输至称重信号转换器，包括：

所述称重传感器将采集到的所述称重数据传输至接线盒；

所述接线盒对接收到的所述称重数据进行信号求和平均，并将平均信号传输至所述称重信号转换器。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述地面PLC将称量现场显示数据通过模拟量输入信号通道传输至地面双向混合信号无线传输设备；

所述地面双向混合信号无线传输设备将模拟量信号传输至所述天车双向混合信号无线传输设备；

所述天车双向混合信号无线传输设备接收所述模拟量信号，并将所述模拟量信号传输至大屏幕，所述大屏幕实时显示所述称量现场显示数据。