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一、 引言 地衡計量是企業(yè)物資計量的主要手段之一。但在實(shí)際工作中，地衡計量中的作弊現象相當普遍，且較復雜，危害不可低估。 1、人工開(kāi)票漏洞多。 大多數企業(yè)依然沿用人工開(kāi)票，由于人工記數的隨意性很大，根本無(wú)從約束，有些企業(yè)的個(gè)別司秤人員甚至把秤碼結算單和簽章帶回家，在家里開(kāi)票簽章。 2、車(chē)體定位和動(dòng)態(tài)稱(chēng)重計量問(wèn)題。 現在的工業(yè)地衡都以靜態(tài)稱(chēng)重為基礎進(jìn)行計量，買(mǎi)主或賣(mài)主往往串通司秤人員，待貨車(chē)慢速通過(guò)秤體臺面，僅有前輪或者后輪處在秤體臺面時(shí)，按下打印按鈕，開(kāi)始打印計量票據。這樣秤重數值往往達數噸之多。 3、重復過(guò)秤作弊。 由于缺乏有效的技術(shù)控制，買(mǎi)主或賣(mài)主往往通過(guò)買(mǎi)通司秤人員和庫管人員，對同一輛貨車(chē)重復計量，重復打印秤碼單，庫管人員照樣簽收。 4、換車(chē)回皮過(guò)秤作弊。 有些企業(yè)采取的技術(shù)控制措施存在一定的漏洞，司秤人員就采取同一車(chē)號，大車(chē)過(guò)秤，小車(chē)回皮，或者小車(chē)過(guò)秤，大車(chē)回皮來(lái)達到作弊的目的。 要想有效的限制克服地衡計量員的工作，則需要有比較全面的技術(shù)控制措施和健全的管理制度約束。而技術(shù)控制措施又是建立管理制度的基礎，在這樣的情況下，流量計計量系統發(fā)揮了強大的優(yōu)勢，收到了良好的效果，給企業(yè)帶來(lái)了收益。 二、 組成結構 系統簡(jiǎn)圖如下： 采用的協(xié)議分別為： 三、 串口通訊技術(shù)簡(jiǎn)介 RS-232C和RS-485： 計算機與計算機或計算機與終端之間的數據傳送可以采用串行通訊和并行通訊二種方式。由于串行通訊方式具有使用線(xiàn)路少、成本低，特別是在遠程傳輸時(shí)，避免了多條線(xiàn)路特性的不一致而被廣泛采用。在串行通訊時(shí)，要求通訊雙方都采用一個(gè)標準接口，使不同的設備可以方便地連接起來(lái)進(jìn)行通訊。RS-232-C接口（又稱(chēng) EIA RS-232-C）是目前最常用的一種串行通訊接口。它的全名是“數據終端設備（DTE）和數據通訊設備（DCE）之間串行二進(jìn)制數據交換接口技術(shù)標準”該標準規定采用一個(gè)25個(gè)腳的 DB25連接器。 由于RS-232-C接口標準出現較早，難免有不足之處，主要有以下四個(gè)缺點(diǎn)： （1） 接口的信號電平值較高，易損壞接口電路的芯片，又因為與TTL電平不兼容故需使用電平轉換電路方能與TTL電路連接。 （2） 傳輸速率較低，通訊波特率的范圍為0～20Kbps。 （3） 接口使用一根信號線(xiàn)和一根信號返回線(xiàn)而構成共地的傳輸形式， 這種共地傳輸容易產(chǎn)生共模干擾，所以抗噪聲干擾性弱。 （4） 傳輸距離有限，最大傳輸距離標準值為50英尺，實(shí)際上也只能用在15米以?xún)取?br /> 針對RS-232-C的不足，于是就不斷出現了一些新的接口標準，RS-485就是其中之一。在要求通信距離為幾十米到上千米時(shí)，廣泛采用RS-485 串行總線(xiàn)標準。RS-485采用平衡發(fā)送和差分接收，因此具有抑制共模干擾的能力。加上總線(xiàn)收發(fā)器具有高靈敏度，能檢測低至200mV的電壓，故傳輸信號能在千米以外得到恢復。RS-485采用半雙工工作方式，任何時(shí)候只能有一點(diǎn)處于發(fā)送狀態(tài)。因此，發(fā)送電路須由使能信號加以控制。RS-485用于多點(diǎn)互連時(shí)非常方便，可以省掉許多信號線(xiàn)。應用RS-485 可以聯(lián)網(wǎng)構成分布式系統， RS-485接口的最大傳輸距離標準值為4000英尺，實(shí)際上一般可達3000米，這樣用戶(hù)可以利用單一的RS-485接口方便地建立起設備網(wǎng)絡(luò )。（如圖二） 因RS-485接口具有良好的抗噪聲干擾性，長(cháng)的傳輸距離和多站能力等上述優(yōu)點(diǎn)就使其成為首選的串行接口。RS-485接口組成的半雙工網(wǎng)絡(luò )，一般只需二根連線(xiàn)，所以RS-485接口均采用屏蔽雙絞線(xiàn)傳輸。RS-485接口連接器采用DB-9的9芯插頭座，與智能終端RS-485接口采用DB-9（孔），與鍵盤(pán)連接的鍵盤(pán)接口RS-485采用DB-9（針）。 多串口轉換卡（CI-134）： 由于目前的計算機上所采用的標準串口大多為RS-232C的接口，如果想使用RS-485進(jìn)行通訊，這就需要一個(gè)接口轉換卡來(lái)進(jìn)行數據轉換。Industio CI-134是專(zhuān)為工業(yè)環(huán)境通信應用設計的RS-422/485四串口卡。支持4個(gè)獨立的RS-422/485串口，在一對多點(diǎn)的通信應用下，最多可控制128個(gè)設備。為使RS-485 2線(xiàn)半雙工操作變得更加簡(jiǎn)單，每片CI-134卡都具有數據流向自動(dòng)控制（ADDC），不需軟件操作。因此，在Windows應用下不需額外的編碼就能控制RS-485半雙工協(xié)議。為達到工業(yè)環(huán)境對高可靠性產(chǎn)品的要求，此產(chǎn)品提供可選擇的光電隔離（2 KV）和浪涌保護（25KV ESD）功能。并且內建終端電阻，可以方便地應用在遠程通訊中。此串口卡被廣泛地應用于：多點(diǎn)數據采集；工廠(chǎng)自動(dòng)化、遠程串口設備控制、工業(yè)控制、嵌入式工業(yè)機械和SCADA 系統。 四、 功能詳解 下面本文將以中國石油大慶天然氣總公司第六分公司汽車(chē)裝車(chē)系統為例，簡(jiǎn)要說(shuō)明流量計計量系統的原理和功能。 4．1 系統原理 此流量計計量系統共包括計算機監控管理程序（力控2.0組態(tài)軟件，即ForceControl2.0）、多串口轉換卡（CI-134IS）、質(zhì)量流量計（羅斯蒙特）、自動(dòng)切斷閥（兩階段式）、控制系統（OPTOMUX B100）、急停復位按鈕，控制方式可實(shí)現全自動(dòng)化。在這個(gè)系統中，現場(chǎng)的裝車(chē)狀態(tài)采用大慶三維的組態(tài)軟件力控2.0來(lái)完成，通過(guò)多串口卡與控制系統、質(zhì)量流量計（Series 2000）和顯示屏（大慶三維制）進(jìn)行通訊。其中，控制系統連接到現場(chǎng)的快速切斷閥、急停復位按鈕和接地信號等；質(zhì)量流量計用來(lái)計算和轉換介質(zhì)在管線(xiàn)里的瞬時(shí)流量、溫度、密度、體積累積量和質(zhì)量累積量等, 由于是數字信號傳輸，避免了采用模擬或脈沖方式傳輸數據單一、脈沖累計精度偏差的問(wèn)題，保證了計量數據的準確性和可靠性；力控軟件把從質(zhì)量流量計的變送器上采集到的數據經(jīng)過(guò)處理，再下設到安裝于各裝車(chē)鶴位的專(zhuān)用顯示屏，從而現場(chǎng)的操作工和駕駛員就可以非常方便地了解裝車(chē)的進(jìn)度。 緊急情況下，現場(chǎng)操作工和控制室操作員均可以用按鈕關(guān)閉快速切斷閥，其過(guò)程為：控制系統（PLC）采集并處理由接鈕得到的開(kāi)關(guān)信號，再根據需要常鎖或復位，來(lái)控制快速切斷閥的狀態(tài)。 4．2 控制過(guò)程 為了實(shí)現在監控管理的同時(shí)，能夠對裝車(chē)數據進(jìn)行存儲、查詢(xún)和生成日、月、季、年報，在此套計量系統的上位機中，把狀態(tài)監控和數據管理分開(kāi)實(shí)現，用力控2.0通過(guò)多串口卡對現場(chǎng)數據進(jìn)行采集和發(fā)送，即上位機組態(tài)，再由ＯＤＢＣ數據源接口，將得到的裝車(chē)量和裝車(chē)鶴位號發(fā)送到用Microsoft Visual FoxPro 6.0開(kāi)發(fā)的數據庫管理模塊中，從而實(shí)現了計算機自動(dòng)打印結算票據和生成報表等功能。它們的具體功能分別為： 力控：現場(chǎng)數據的實(shí)時(shí)采集和顯示，裝車(chē)過(guò)程的控制，自動(dòng)化語(yǔ)音提示及報警，實(shí)時(shí)、歷時(shí)趨勢的顯示，網(wǎng)絡(luò )發(fā)布數據，雙機熱備等 數據庫管理（VFP）：計算預裝量，存儲裝車(chē)記錄，查詢(xún)、重調記錄，生成報表等 此流量計計量系統完整的裝車(chē)過(guò)程為： 1．進(jìn)場(chǎng)預備裝車(chē)的車(chē)輛，先在控制室做車(chē)輛管理數據記錄，由操作員錄入到數據庫管理程序中，由計算機自動(dòng)根據操作員輸入的罐體容積和介質(zhì)密度計算出預裝車(chē)量。 2．該車(chē)輛到達裝車(chē)鶴位并準備就緒后，控制室操作員給出預計裝車(chē)量傳出到LED的顯示屏上的同時(shí)快速切斷閥自動(dòng)全開(kāi)。當接近裝車(chē)目標值的95%時(shí)，控制系統將快速切斷閥調至小流量狀態(tài)（如滿(mǎn)流量的5%），并且發(fā)出聲光報警，提醒裝車(chē)人員注意。當實(shí)際裝車(chē)量達到預定的目標值時(shí)，控制系統關(guān)閉切斷閥，現場(chǎng)停止裝車(chē)。 也可以對一個(gè)裝車(chē)位在只用一臺流量計的情況下，使用一粗一細兩條管線(xiàn)加油，分別由兩臺閥來(lái)控制。當接近裝車(chē)目標值時(shí)（如95%）先關(guān)掉粗管線(xiàn)上的閥門(mén)，然后再關(guān)閉細管線(xiàn)上的閥門(mén)，來(lái)保證裝車(chē)精度。 3．控制室在發(fā)出關(guān)閥動(dòng)作的同時(shí)，將數據從監控軟件自動(dòng)傳送到數據庫管理模塊，由操作員控制打印裝車(chē)計量結算單，提供給用戶(hù)。至此，完成了整個(gè)裝車(chē)過(guò)程。 4．為了保證裝車(chē)進(jìn)度的需要，每個(gè)裝車(chē)位任何一個(gè)位置隨時(shí)都可以裝車(chē)，計算機可以滿(mǎn)足并行裝車(chē)的要求，不會(huì )產(chǎn)生沖突。 5．語(yǔ)音提示功能簡(jiǎn)介： 在現場(chǎng)裝車(chē)棧橋上安裝兩個(gè)防爆揚聲器,另外控制室內裝有一個(gè)麥克與現場(chǎng)進(jìn)行語(yǔ)音通訊。當裝車(chē)開(kāi)始時(shí)，由組態(tài)軟件觸發(fā)一個(gè)先前錄制好的聲音文件，如“第二鶴位裝車(chē)開(kāi)始”；當裝車(chē)量達到預裝量的95%時(shí)，計算機輸出到現場(chǎng)一個(gè)聲音文件，如“第二鶴裝車(chē)準備結束”；到裝車(chē)結束時(shí)，輸出另一個(gè)聲音文件，如“第二鶴裝車(chē)結束”。從而現場(chǎng)操作工可以掌握裝車(chē)的進(jìn)度，使裝車(chē)工作順利進(jìn)行。 4.3 雙機熱備 在兩臺上位機都裝有多串口轉換卡的情況下，力控軟件具有雙機熱備功能，即可以指定一臺機器為主機，另一臺作為從機，從機內容與主機內容實(shí)時(shí)同步，從機實(shí)時(shí)監視主機狀態(tài)，一旦發(fā)現主機停止響應，便接管控制。采用「雙機備份」機制還可以大幅提高系統運作的可靠性，在主機因故停機，而無(wú)法接收遠程設備的資料時(shí)，作為備用的從機會(huì )立即取代主機的地位，繼續進(jìn)行資料采集的工作，系統運作不必因此而停頓，大大減輕用戶(hù)在系統停運時(shí)的壓力，同時(shí)讓企業(yè)減少因系統停運所造成的損失。 五、 總結 多串口卡在裝車(chē)計量工作中起到了非常重要的作用，由于RS-485具有通訊穩定，抗干擾性強，通訊距離遠等特點(diǎn)，使系統增加了豐富的實(shí)用性。此系統還可以接入串口設備聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器（Nport Express）中，與其它網(wǎng)絡(luò )連接，實(shí)現資源共享，并通過(guò)力控的Web Server將生成的所有記錄和報表發(fā)布到企業(yè)的其它管理或控制網(wǎng)絡(luò )上，使公司的領(lǐng)導在自己的辦公室隨時(shí)就可以看到現場(chǎng)的裝車(chē)狀態(tài)，以及計算機內的相關(guān)報表，方便了公司的一體化管理，增加了系統的可擴展性。 此套系統已得到業(yè)界的廣泛關(guān)注和認可，并在以下項目中投入運行： 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