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采用數字儀表實現軌道衡系統的計量與顯示，其功能相對簡單，隨著工控機可靠性提高、成本大幅下降，目前已普遍被用于計量測試系統。以工控機為平臺的軌道衡計量系統，具有豐富的軟件支持，用戶界面人性化，可以遠程聯網便于集中管理，能夠實現實時稱量、信息記錄、數據統計、信息管理和遠程監控等更加實用、完善的功能。 組態軟件提供了豐富的圖形處理、多種通信協議以及集成數據打印、報警等功能具有較高的開放性和集成能力，易用性強，為理想的開發軟件。基于組態軟件的軌道衡計量系統人機界面簡潔，能夠自動完成數據采集、數據處理、系統運行狀態判別等任務，實現系統的集成，監控人員能夠及時、全面、準確地獲得相關信息，便于進行計量過程的監視和管理。國內外現有組態軟件較多，如FIX，In-Touch，KingView，MCGS等。在軌道衡計量系統項目設計中，選用KingView 6.5進行軌道衡計量系統開發，KingView 6.5支持各種智能模塊、可編程控制器、板卡、智能儀表等，被廣泛用于工控領域，可以滿足現場的實際需求。 1 軌道衡計量系統組成 軌道衡計量系統由秤重系統、計量和網絡系統幾個部分組成，軌道衡計量系統組成如圖1所示。稱重部分主要包括秤體、橋式稱重傳感器，計量部分包括工控機、數據采集卡與KingView 6.5軟件，遠程監控中心通過以太網，基于TCP／IP網絡協議實現稱重系統的遠程監控。 軌道衡工作時，車輛重力加到計量臺面作用到稱重傳感器上，傳感器與接線盒構成測量橋路，當彈性體產生形變時，通過接線盒實現重力與電壓信號的轉換。圖2為傳感器信號電路圖，電路采用高精度、高抗干擾能力的專用供橋電源。測量模擬信號通過數據采集卡PCL-812PG輸人研華工控機，利用組態軟件進行相關處理，實現高精度計量與管理工作。 2 軌道衡計量系統的組態 采用KingView 6.5進行軌道衡計量系統設計時，首先對計量系統進行硬件組態，KingView 6.5內嵌數據采集卡驅動程序，通過選擇自動完成相應驅動程序的啟動，建立KingView 6.5與數據采集卡之間的通訊，此后進行軟件組態設計，實現系統的稱重顯示與數據管理功能。 2.1 計量系統模塊 軌道衡計量系統采用模塊化設計，系統包括主界面、參數設置、數據庫管理、報警、歷史曲線和報表處理等模塊，如圖3所示。系統運行時首先進入主界面，通過監控畫面反映了軌道衡的運行狀態，實時動態顯示計量參數，各功能模塊通過事件選擇實現。 運行界面設計直接將圖庫中合適的圖形與繪好畫面調出組合即可，同時根據實際情況定義畫面的動畫效果，使得稱量畫面顯示豐富。 KingView 6.5對外部設備的管理通過對邏輯設備名的管理來實現的，在數據詞典中建立I／O變量，定義了I／O變量后，KingView 6.5通過I／O變量便可以進行讀與寫操作，可以直接使用變量名進行軌道衡計量系統的數據顯示、記錄與分析。 2.2 稱重處理計算 在軌道衡稱量過程中，由于車輛的振動和車輛對臺面的沖擊影響，秤重傳感器輸出信號會疊加交變信號。設計中除了采用硬件濾掉高頻干擾外，還采用組態軟件對測量信號進行數據處理，提高測量精確度。測量信號的數據處理采用了單純移動平均值法，將測量信號進行平滑處理。 對于一組測量信號，i=1，2，…，n，處理的平均值y(i)為： 式中， 表示由2m+1個點組成的左右對稱的權函數，當ω(j)為1，即采用矩形權函數時，y(i)= N=2m+1，i=m+1，…，n-m，采用單純移動平均法對測量信號處理后開始進行稱重計算。 為了得到實際的重量值，需要進行工程量轉換，把已處理的有效采集數據乘以一定的系數即可。稱重過程中，由于稱重傳感器和信號放大電路會造成測量信號非線性，系統采用分段補償方法將整個稱量段分段，根據標定秤的結果，對每段非線性進行補償，在重量點之間做線性插補，將修正曲線近似成折線，從而減小誤差，提高軌道衡稱量結果的準確度。 2.3 數據管理 系統設計了數據庫查詢、歷史趨勢曲線、報表等功能。數據庫為系統提供了一個強大的數據記錄和管理的工具，KingView 6.5具有SQL訪問功能，SQL訪問管理器用來建立數據庫和KingView 6.5變量之間的聯系，在計量數據管理中，借助SQL訪問管理器，結合Access數據庫實現數據管理功能。 設計時，建立一個Access數據庫，構造測量表，添加一個名為SQL記錄，使用KingView 6.5與Acess進行數據交換時，要在KingView 6.5數據詞典里定義變量，定義變量名稱與變量類型，作為數據庫連接時的連接號。在KingView 6.5開發環境下，建立記錄體，用來連接Access數據表格的列和KingView 6.5數據詞典中的變量，SQL函數可以在KingView 6.5的任意一種命令語言中調用，如：SQL Connect(DeviceID，”dsn=SQL記錄”)。 歷史趨勢曲線用來反映數據變量隨時間的變化情況，以曲線形式形象地表示，有數據存儲和查詢功能，可以完成任何時間段的歷史數據查詢。 數據報表反映計量過程的數據、狀態，并對數據進行記錄，反映了系統實時運行情況，可以進行歷史報表和實時報表的查詢、編輯和打印。 2.4 遠程監控設置 KingView 6.5為客戶-服務器模式，支持分布式歷史數據庫和分布式報警系統，可運行在基于TCP／IP的網絡中，向操作管理人員提供遠程計量信息。 遠程監控設計時，需要把網絡站點上組態的工程設置為完全共享方式，對遠程監控計算機與現場計量工控機進行網絡連接操作，進行網絡參數連網設置，并輸入相關服務器的IP地址。 完成遠程站點的節點類型與客戶配置，計量時就可以實現系統信息的傳遞與操作。客戶端無需定義變量，組態王可以對網絡中的變量進行引用，在遠程監控端直接查看軌道衡計量信息。 3 結 語 基于KingView6.5的軌道衡計量系統開發效率高，系統易于擴展。實時計量系統界面顯示豐富，實現了計量過程的動畫、實時顯示變化趨勢，人機交互方便，可以實現連續計量、數據庫管理功能，系統調試數據顯示正常，運行穩定。 |
