自动定位称重计量无线数传收发器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种自动定位称重计量无线数传收发器，是一点对多点的无线通信装置，它包括一台主站和多台分站。其中特别设计的分站是新型复合称重控制仪表，由电源、分站主机和天线构成，分站主机由机箱、称重信号采集电路、位置信号采集电路、主单片机、数传电台、键盘、显示器、输入输出接口组成，分站与称重传感器和位置传感器连接主要完成称重数据的自动定位采集、数据分组打包和报文无线传送；主站是无线接收显示控制器，由电源、主站主机和天线构成，主要完成无线接收显示各分站传送的报文并上传计算机。主站受控于上位计算机与各分站之间采用查询方式进行无线通信。本实用新型专利技术主要适用于冶金行业多部天车自动定位称重计量管理。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

Automatic positioning weighing metering wireless data transceiver

The utility model discloses an automatic positioning weighing metering wireless data transceiver, which is a point to multipoint wireless communication device. The special design of the substation is a new composite weighing control instrument is composed of a power supply, the host and the host station sub station antenna comprises a chassis, weighing signal acquisition circuit, position signal acquisition circuit, single-chip microcomputer, digital radio, keyboard, display, input and output interface form, substation and weighing sensor and position sensor connected to the main load automatic data acquisition, data packet positioning and message wireless transmitting station; wireless receiver is composed of display controller, power supply, the main site and antenna, mainly to complete the wireless receive and transmit them to the computer display messages transmitted by each substation. The main station is controlled by the upper computer and the substation to query the wireless communication. The utility model is mainly suitable for the automatic positioning, weighing and metering management of a plurality of cranes in the metallurgical industry.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种集电子秤称重技术、光电定位自动检测技术和无线数传技术为一体的能够自动定位采集传送数据信号的一点对多点的无线通信装置，主要适用于冶金行业的天车自动定位称重计量管理，它是实现炼钢数据采集和天车自动计量物流管理系统的硬件基础。
技术介绍
在炼钢厂，科学有效的生产管理和生产考核不但需要获取天车吊运物料的重量，采集混铁炉铁水的入炉量、出炉量并按班、日、月进行统计汇总，采集转炉每炉钢的入铁量、废钢放入量、产钢量，按炉号存储每炉钢的炉前温度、炉后温度、连铸到站温度、大包温度、中包温度和连铸拉速信息，按炉号存储每炉钢的吹氧时间、吹氧量、吹氩时间及吹氩量等，按炉号存储每炉钢的硅铁、硅锰等贵重金属配入量以及散装料的配料量，按炉号存储C、S分析质量信息(包括化验时间、数值)等，还需要将所有采集到的生产数据有效整合进而自动生成各种统计报表，生成现场工作模拟画面，自动与该企业的工业以太网接入以实现数据资源共享。炼钢数据采集和天车自动计量物流管理系统就是根据炼钢厂的工艺流程，借助计算机技术及网络工程技术对采集到的数据进行理解、推理、认知和自学习，然后对天车运行过程中的重量信息和位置信息，对炼钢过程中的重量信息、温度信息、压力信息，对连铸过程中的重量信息、温度信息、拉速信息等进行自动跟踪、智能分析，从而实现数据综合管理(如建立炼钢明细台帐、数据分类统计、数据查询及报表生成等)。该系统代替了抄表员的繁重工作并可杜绝因人为因素而造成的数据误报、虚报和漏报等现象，可以指导建立科学高效的生产调度指挥系统和最优化的能源消耗指标，可以加强工艺衔接提高生产效率和产品质量，为生产调度和监控管理奠定可靠的技术基础。该系统可自动接入该企业的工业以太网或企业的ERP系统，企业管理者坐在办公室里就可以从监测画面上看到现场的模拟运行图，随时了解现场工况，随时查询以往冶炼记录和有关历史数据。随着我国冶金工业的快速发展，炼钢数据采集和天车自动计量物流管理系统正成为相当多的钢铁生产企业实现炼钢自动化的必然选择。实际上，在整个炼钢生产过程中，天车作为物流的主要运载设备，它具有举足轻重的地位，天车吊运货物的位置变化和重量变化与工艺流程的设计和实施紧密关联。因此天车自动定位称重计量管理系统就成为炼钢数据采集和天车自动计量物流管理系统中的基础和核心的环节，而正确翔实的炼钢工艺流程分析和逻辑推理是实现天车自动定位称重计量管理的基本前提。通过工艺流程分析我们知道，炼钢过程是一个时效性非常强的过程，有其内在严格的规律可寻，而且其流程也是固定的铁水(来自混铁炉或倒窑站)、废钢、合金料(硅铁或锰铁等)和回炉钢(来自回炉线)等先加入转炉，经吹炼后出钢，出钢后上连铸(或模铸)，然后下连铸；其次天车也不是混用的，根据天车的作业内容和作业对象可以将天车分为向转炉兑铁水天车、向转炉加废钢天车、向混铁炉加铁水天车、连铸吊运钢水天车等；再者天车吊运物料重量变化也有其特定含义，比如向转炉加铁水天车在转炉位置，若进入该位置时“满包重”而离开该位置时“空包重”，则表明天车在该位置进行了“翻铁”操作，应记录兑入铁水量，若天车进入和离开该位置时重量无变化，则表明天车在该位置为“路过”，不作记录，等等。为此，我们将炼钢厂作业场景中与天车关联度较强且与测量有关的明晰驻在物(包括混铁炉、炼钢炉、废钢堆、回炉线、连铸机、出钢马道等)作为定位点并加装位置标识，安装有称重检测装置(即称重传感器)、位置检测装置(即光电开关组合)和分站的天车运行到这些定位点后，分站内的单片机能够自动把此时的重量数据、位置编码和分站编号等数据采集处理并打包存储，根据主站的呼叫需要，随时将数据包传送到主站。而天车运行到某定位点时到底完成某项功能与否还要根据其进出该位置的称量数据变化(即差值重量)进行逻辑判断，我们设定进入该位置天车的称量数据为入点重量，离开该位置时天车的称量数据为出点重量，二者之间的差值称之为差值重量(既差值重量＝出点重量-入点重量)。判据如下A)若差值重量＞正零重量(如1吨)则认为出点重量大于入点重量，这种情况一般为入点重量为“零”，吊起状态入点重量不为“零”，加入状态B)若差值重量＜正零重量(如1吨)则认为出点重量小于入点重量，这种情况一般为出点重量为“零”，放下状态出点重量不为“零”，倒出状态C)若差值重量＝正零重量(如1吨)则认为出点重量等于入点重量，这种情况是路过，非特殊情况一般不予考虑。基于上述，如果能够得到天车的位置信息和重量信息，再充分结合炼钢厂的工艺流程，我们就可以根据重量逻辑、位置逻辑和时序逻辑来定性定量判断天车都进行了何种作业，从而自动计量出兑入铁水量、加入废钢量、出钢量和连铸消耗等。如果借助无线数传通信技术，再充分利用计算机网络技术和数据库技术，我们不但能够实现数据无线远传、自动识别物料种类同时自动记录称量数据，还可以将生产过程中的信息进行实时采集和存储，经过处理汇总得到整个生产现场的当前状况信息和历史数据，对生产调度人员掌握整个厂区的生产状况、管理人员了解当前产耗情况都会起到非常重要的作用。当然，实现上述的天车自动定位称重计量管理系统必须具有完备的硬件基础，即所有现场中与天车关联度较强且与测量有关的明晰驻在物(即定位点)都必须安装位置标识、参与计量管理的每部天车都必须安装重量检测装置和位置检测装置、参与计量管理的每部天车都必须安装能够自动定位采集传送数据信号的分站、在现场调度室安装主站和上位计算机。然而目前大部分钢铁厂的现状和存在的问题突出表现在如下两个方面第一，现场运行的天车虽然很多已经配置了电子秤，但数据传输大多局限于有线传输，即重量传感器的输出信号经二次仪表(即称重显示器)采集处理后显示，二次仪表的RS-232接口输出称量数据传送给大屏幕显示器进行显示，所有数据处理和显示都在天车上进行，现场调度人员站在地面通过观看天车上的大屏幕显示器所显示的称重数据来指导天车工操作；有的虽然也配置了无线传输电子秤，其通常做法是重量传感器的输出信号经二次仪表(即称重显示器)采集处理后显示，二次仪表的RS-232接口输出称量数据一路传送给大屏幕显示器进行显示，另一路传送到无线发射机通过它发送称重数据，接收端仪表通过无线接收机接收显示称重数据，但是上述实施方案因为没有安装位置标识和自动定位检测装置而无法自动形成有效的重量逻辑和位置逻辑，因而也无法实时准确判断现场天车的作业内容并真实模拟现场天车作业场景，有关位置信息只能靠人工判断，人工参与程度大，管理效率十分低下。第二，转炉或电炉、连铸机基本都自成系统配置了PLC设备和上位计算机系统，实现了自动化控制，很多与炼钢或连铸有关的检测仪表也基本配置齐全，各种检测信息包括温度、压力、流量等已经采集到上位计算机，但是由于技术发展的局限性和管理者认识的不足，现场很多上位计算机基本处于各自独立状态，数据分布比较凌乱，没有形成统一的网络，数据不能共享，致使炼钢数据采集和统计还基本处于半手工状态，主要靠现场各工段记录员人工录入表格进而汇总上报，从而导致工艺控制不流畅、产耗水平低和生产管理效率不高。上述两个问题中，后者的解决因为涉及多计算机组网，现场硬件设施基本齐全，主要工作集中在软件环节，比较容易实现；前者因为目前人们的认知所限，在硬件环节还存本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动定位称重计量无线数传收发器，是一点对多点的无线通信装置，它包括一台主站和多台分站，其特征是：分站是新型复合称重控制仪表，由线性电源、分站主机和天线构成，分站主机由Ｃ８０５１　　Ｆ０２０主单片机、ＤＣ１２Ｖ电源、称重信号采集电路、位置信号采集电路、数传电台、输入输出接口电路、键盘和显示器组成并安装在密闭的铝合金机箱内，外置线性电源通过与分站主机的ＤＣ１２Ｖ电源相连接为其供电，主钩秤体称重传感器、副钩秤体称重传感器和由四路光电开关组成的位置传感器分别与分站主机的称重信号采集电路和位置信号采集电路相连接完成称重数据的自动定位采集，Ｃ８０５１　　Ｆ０２０主单片机进而将重量和位置信息等分组打包形成报文一路送往数传电台并通过天线实现报文无线传送，一路送往显示器显示，同时还将整理的数据通过输入输出接口电路与大屏幕显示器相连进行扩展显示，通过键盘可以实现分站编号设定、频点设定和时钟设定等；主站是无线接收显示控制器，由由线性电源、主站主机和天线构成，主站主机由Ｃ８０５１　　Ｆ０２０主单片机、ＤＣ１２Ｖ电源、数传电台、输入输出接口电路、键盘和显示器组成并安装在密闭的铝合金机箱内，外置线性电源通过与主站主机的ＤＣ１２Ｖ电源相连接为其供电，数传电台并通过天线无线接收各分站传送的报文给Ｃ８０５１　　Ｆ０２０主单片机经处理后送往显示器显示，同时还将处理的数据通过输入输出接口电路与上位计算机相连进行数据上传和通讯控制，通过键盘可以实现频点设定和时钟设定等；主站受控于上位计算机与各分站之间采用查询方式进行无线通信。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：高树红，
申请(专利权)人：承德市开发区科维电子有限公司，
类型：实用新型
国别省市：13[中国|河北]