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【摘要】在我国许多煤矿煤炭销售的地磅称重中还沿用着原始的人工操作。这一工作模式不但工作效率低、容易出错、不易快速统计销售量，而且也给某些不法者以可乘之机，一定程度上影响了煤矿的效益。因此提高煤矿的销煤工作效率，杜绝煤炭称重过程中的人为因素，实现称重数据采集自动化，是煤炭企业发展的一个重要方面。本文在分析煤矿企业地磅无人自动称重流程的基础上，指出传统的利用继电器控制系统在称量过程中存在的不足，提出了一种利用PLC智能控制器代替继电器控制系统对煤矿地磅称重系统改造的方案。
【关键词】PLC；煤矿地磅无人自动称重；继电器控制系统
中图分类号：TM58
1引言
在煤炭行业，越来越多的企业在地销发运中采用了无人自动称重的方式，即采用专门的计算机辅助计量信息系统，针对电子衡器计量信息进行局域网称量管理、因特网远程称量管理和智能化查询与汇总。这样的系统对提高管理水平、防止称重作弊、堵塞管理漏洞、降低消耗、有效控制成本、规范生产秩序、提高工作效率和经济效益，起到了非常积极的作用。
然而，现有煤矿地磅无人自动称重系统的硬件模块主要是传统的继电器系统，虽然其能够完成基本的任务，但是其使用的过程中存在着稳定性差、使用次数不高、过分依赖软件系统等缺点。
基于此原因，很有必要对煤矿现有地磅无人自动称重系统进行改造升级，在投入最小的情况下，利用PLC智能控制系统改造现有的功能模块，使其稳定性和使用率得到很大的提高，并且通过PLC控制系统可以实现其与煤矿中各种综合系统进行无缝的实时连接，使各个经营销售系统进行统一的管理，促进整个煤炭企业的生产和销售系统健康、稳定的发展。
2地磅无人自动称重流程分析
2.1地磅无人自动称重结构分析
现有的地磅无人自动称重系统普遍由地感线圈、起落杆、摄像头、读卡器、指示灯（指示屏）、红外线车位检测装置等外部设备构成。外部的各种设备，通过各种数据线，将采集到的各自信号传到控制台、继电器控制系统及计算机中，继电器和计算机与总控制台再做二次接口，将所有的数据统一到数据业务控制台中去。两个控制台的软件实现联网，通过网络服务器共享数据。
2.2地磅无人自动称重流程
车辆上磅之前，信号灯为绿色，允许车辆上磅。车辆压到地感线圈后，远距离读卡器自动识别车辆身份，此时计算机管理系统自动调出该车的车号及相关的预置信息（如：车牌号、皮重、材料来源等等），前起落杆抬起，车辆继续上磅，此时指示灯变为红色。待车辆完全上磅且停稳后，仪表显示稳定，摄像机同时抓拍图片并传给计算机系统，系统将称重结果及图片对应存入数据库中，打印机将这条记录的单据打印出来，语音提示车辆的车牌号及重量，并提示车辆下磅，系统所有流程完成，后起落杆抬起，信号灯变为绿色，车辆下磅。
3利用PLC对地磅无人自动称重系统的改造
3.1利用PLC对地磅无人自动称重系统改造的基本步骤
（1）分析煤矿磅房中原有继电器控制系统的功能和各个继电器元器件的作用，对各个继电器元器件的输入信号和输出信号分门别类，统计出所需要的所有I/O点数，并且根据I/O点数的多少，选择合适的PLC类型。
（2）根据煤矿磅房的实际信号接口情况，对所有的输入、输出控制对象分配对应的PLC的输入/输出地址，结合煤矿磅房具体的设备、元器件编制出输入/输出分配表，画出输入/输出端的逻辑接线图，必要时列出中间信号的地址分配情况。
（3）根据煤矿磅房称重流程，写出PLC电路图的逻辑关系式，并根据输入/输出分配表，用PLC的内部继电器区域地址代替具体电器元件符号，得到逻辑关系式，设计、编写梯形图。
（4）将程序下载到PLC，联机调试，以排除程序中的错误，可采用软件仿真或者硬件仿真的方法进行辅助调试。
（5）在PLC软硬件设计完成后，再对现场相关的设备进行改造施工，完成后就可以进行整个系统的联合调试，排除错误及系统漏洞，直至调试成功。
3.2 PLC智能控制系统的硬件实现
由于煤矿地磅房已经建立起了相关的硬件系统，所以，对磅房的改造主要通过对磅房中不合适的设备进行改造和更换即可，这样既可以节省不必要的开支，同时也能保证系统的稳定与可靠性。一般来说，对普通煤矿而言，具体改造的内容可以包含以下几个方面：
（1） 将继电器控制系统更换为PLC智能控制器
（2） 增加地感线圈
（3） 更换不匹配的起落杆
（4） 更换远程读卡器
（5） 更换不稳定的工业计算机
3.3 PLC智能控制系统的软件实现
控制系统程序设计应根据当前信号灯、起落杆、红外线检测装置以及称重仪表的技术参数，进行综合的判断，确定磅房称重系统中当前计量的准确性，明确PLC对应的输入设备/输出设备，确定PLC的I/O口分配，根据硬件方案提供的内容，编写出系统梯形图。系统程序采用西门子公司的STEP74.0软件进行编写。
4 小结
PLC的功能强大、可靠性高、使用方便，使得PLC已经成为当代工业自动化的主要设备之一。本文用PLC取代旧的继电器控制系统，在投入较小的情况下，避免了旧的继电器控制系统稳定性差、使用次数不高、过分依赖软件系统的缺点，为现有已经实现无人自动称重的煤矿企业提供了一套切实可行的磅房称重系统改造方案，有效地提高了煤矿地磅称重系统的可靠性和经济效益。
参考文献
[1]达朝平，孙万田，江蜀华，PLC在称量系统中的应用[J].青島化工学院学报，2001（3）.
[2]郭湘计，李振亮，李亚，PLC在称重式自动定量包装机上的应用[J].微计算机信息，2007（9）.
[3]王成福. PLC控制系统设计与调试[M]. 北京：人民邮电出版社，2010.
[4]冯宁，可编程控制器技术应用[M].北京：人民邮电出版社，2009.
【关键词】PLC；煤矿地磅无人自动称重；继电器控制系统
中图分类号：TM58
1引言
在煤炭行业，越来越多的企业在地销发运中采用了无人自动称重的方式，即采用专门的计算机辅助计量信息系统，针对电子衡器计量信息进行局域网称量管理、因特网远程称量管理和智能化查询与汇总。这样的系统对提高管理水平、防止称重作弊、堵塞管理漏洞、降低消耗、有效控制成本、规范生产秩序、提高工作效率和经济效益，起到了非常积极的作用。
然而，现有煤矿地磅无人自动称重系统的硬件模块主要是传统的继电器系统，虽然其能够完成基本的任务，但是其使用的过程中存在着稳定性差、使用次数不高、过分依赖软件系统等缺点。
基于此原因，很有必要对煤矿现有地磅无人自动称重系统进行改造升级，在投入最小的情况下，利用PLC智能控制系统改造现有的功能模块，使其稳定性和使用率得到很大的提高，并且通过PLC控制系统可以实现其与煤矿中各种综合系统进行无缝的实时连接，使各个经营销售系统进行统一的管理，促进整个煤炭企业的生产和销售系统健康、稳定的发展。
2地磅无人自动称重流程分析
2.1地磅无人自动称重结构分析
现有的地磅无人自动称重系统普遍由地感线圈、起落杆、摄像头、读卡器、指示灯（指示屏）、红外线车位检测装置等外部设备构成。外部的各种设备，通过各种数据线，将采集到的各自信号传到控制台、继电器控制系统及计算机中，继电器和计算机与总控制台再做二次接口，将所有的数据统一到数据业务控制台中去。两个控制台的软件实现联网，通过网络服务器共享数据。
2.2地磅无人自动称重流程
车辆上磅之前，信号灯为绿色，允许车辆上磅。车辆压到地感线圈后，远距离读卡器自动识别车辆身份，此时计算机管理系统自动调出该车的车号及相关的预置信息（如：车牌号、皮重、材料来源等等），前起落杆抬起，车辆继续上磅，此时指示灯变为红色。待车辆完全上磅且停稳后，仪表显示稳定，摄像机同时抓拍图片并传给计算机系统，系统将称重结果及图片对应存入数据库中，打印机将这条记录的单据打印出来，语音提示车辆的车牌号及重量，并提示车辆下磅，系统所有流程完成，后起落杆抬起，信号灯变为绿色，车辆下磅。
3利用PLC对地磅无人自动称重系统的改造
3.1利用PLC对地磅无人自动称重系统改造的基本步骤
（1）分析煤矿磅房中原有继电器控制系统的功能和各个继电器元器件的作用，对各个继电器元器件的输入信号和输出信号分门别类，统计出所需要的所有I/O点数，并且根据I/O点数的多少，选择合适的PLC类型。
（2）根据煤矿磅房的实际信号接口情况，对所有的输入、输出控制对象分配对应的PLC的输入/输出地址，结合煤矿磅房具体的设备、元器件编制出输入/输出分配表，画出输入/输出端的逻辑接线图，必要时列出中间信号的地址分配情况。
（3）根据煤矿磅房称重流程，写出PLC电路图的逻辑关系式，并根据输入/输出分配表，用PLC的内部继电器区域地址代替具体电器元件符号，得到逻辑关系式，设计、编写梯形图。
（4）将程序下载到PLC，联机调试，以排除程序中的错误，可采用软件仿真或者硬件仿真的方法进行辅助调试。
（5）在PLC软硬件设计完成后，再对现场相关的设备进行改造施工，完成后就可以进行整个系统的联合调试，排除错误及系统漏洞，直至调试成功。
3.2 PLC智能控制系统的硬件实现
由于煤矿地磅房已经建立起了相关的硬件系统，所以，对磅房的改造主要通过对磅房中不合适的设备进行改造和更换即可，这样既可以节省不必要的开支，同时也能保证系统的稳定与可靠性。一般来说，对普通煤矿而言，具体改造的内容可以包含以下几个方面：
（1） 将继电器控制系统更换为PLC智能控制器
（2） 增加地感线圈
（3） 更换不匹配的起落杆
（4） 更换远程读卡器
（5） 更换不稳定的工业计算机
3.3 PLC智能控制系统的软件实现
控制系统程序设计应根据当前信号灯、起落杆、红外线检测装置以及称重仪表的技术参数，进行综合的判断，确定磅房称重系统中当前计量的准确性，明确PLC对应的输入设备/输出设备，确定PLC的I/O口分配，根据硬件方案提供的内容，编写出系统梯形图。系统程序采用西门子公司的STEP74.0软件进行编写。
4 小结
PLC的功能强大、可靠性高、使用方便，使得PLC已经成为当代工业自动化的主要设备之一。本文用PLC取代旧的继电器控制系统，在投入较小的情况下，避免了旧的继电器控制系统稳定性差、使用次数不高、过分依赖软件系统的缺点，为现有已经实现无人自动称重的煤矿企业提供了一套切实可行的磅房称重系统改造方案，有效地提高了煤矿地磅称重系统的可靠性和经济效益。
参考文献
[1]达朝平，孙万田，江蜀华，PLC在称量系统中的应用[J].青島化工学院学报，2001（3）.
[2]郭湘计，李振亮，李亚，PLC在称重式自动定量包装机上的应用[J].微计算机信息，2007（9）.
[3]王成福. PLC控制系统设计与调试[M]. 北京：人民邮电出版社，2010.
[4]冯宁，可编程控制器技术应用[M].北京：人民邮电出版社，2009.