靜態(tài)軌道衡遠(yuǎn)程計(jì)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

汪加楠 馬秋彥 王旭東 劉家磊 吳 亮

（1.安陽(yáng)師范學(xué)院 軟件學(xué)院； 2.安陽(yáng)鋼鐵集團(tuán)有限責(zé)任公司）

0 前言

靜態(tài)軌道衡是一種用于稱量鐵軌貨車(chē)靜止?fàn)顟B(tài)的軌道衡器[1]，而鋼鐵企業(yè)高爐冶煉所產(chǎn)生的鐵水，一般采用鐵水罐車(chē)進(jìn)行裝運(yùn)，然后利用專用的鐵軌道路進(jìn)行生產(chǎn)運(yùn)輸，因此適合采用靜態(tài)軌道衡方式進(jìn)行稱重。傳統(tǒng)的人工鐵水計(jì)量方式為通過(guò)觀察手寫(xiě)的鐵水罐號(hào)和罐位來(lái)判斷火車(chē)停放位置是否準(zhǔn)確，然后操作員錄入罐號(hào)和確認(rèn)稱重顯示裝置提示的重量，這種方式導(dǎo)致火車(chē)過(guò)磅時(shí)間太長(zhǎng)[2]，與企業(yè)經(jīng)營(yíng)相關(guān)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)時(shí)間滯后等問(wèn)題，且無(wú)法實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)鐵水的生產(chǎn)量，不利于企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的精細(xì)化管理。而靜態(tài)軌道衡系統(tǒng)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)鐵軌上火車(chē)稱重?cái)?shù)據(jù)的自動(dòng)采集、實(shí)時(shí)顯示和存儲(chǔ)，而且可以實(shí)現(xiàn)計(jì)量報(bào)表的生成、查詢和票據(jù)打印等功能，因此，設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)一套基于C#語(yǔ)言的靜態(tài)軌道衡遠(yuǎn)程計(jì)量系統(tǒng)顯得非常必要。它不僅能夠最大限度地減少人為干預(yù)而引起的異常數(shù)據(jù)[3]，提高稱重效率，而且可以實(shí)現(xiàn)企業(yè)的精細(xì)化管理，進(jìn)而降低企業(yè)的生產(chǎn)成本。

1 靜態(tài)軌道衡

1.1 靜態(tài)軌道衡概述

靜態(tài)軌道衡是一種用于稱量鐵軌貨車(chē)靜止?fàn)顟B(tài)載重的衡器，具有偏差小、衡重?cái)?shù)據(jù)準(zhǔn)確和計(jì)量穩(wěn)定等特點(diǎn)[4,5]，在冶金、工廠和鐵路部門(mén)對(duì)貨物的稱量上應(yīng)用的非常廣泛。它分為電子式、機(jī)械式和機(jī)電結(jié)合式三類。靜態(tài)軌道衡的組成和特征見(jiàn)表1。

表1 靜態(tài)軌道衡的組成和特征

1.2 靜態(tài)軌道衡系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

靜態(tài)軌道衡遠(yuǎn)程計(jì)量系統(tǒng)由軌道衡硬件稱量系統(tǒng)（秤體、稱重傳感器、稱重儀表組成），網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)和語(yǔ)音對(duì)講系統(tǒng)四部分構(gòu)成。其中，軌道衡硬件稱量系統(tǒng)用以實(shí)時(shí)稱量火車(chē)裝載的鐵水重量，網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)用于將重量數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)傳給遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)，遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)的軌道衡軟件負(fù)責(zé)將采集到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示、存儲(chǔ)和處理，而語(yǔ)音對(duì)講系統(tǒng)則負(fù)責(zé)異常情況發(fā)生時(shí)，司機(jī)和計(jì)量員的溝通、交流。靜態(tài)軌道衡遠(yuǎn)程計(jì)量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

圖1 靜態(tài)軌道衡遠(yuǎn)程計(jì)量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

2 靜態(tài)軌道衡遠(yuǎn)程計(jì)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 靜態(tài)軌道衡軟件設(shè)計(jì)

在對(duì)靜態(tài)軌道衡遠(yuǎn)程計(jì)量系統(tǒng)從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等方面進(jìn)行可行性分析后，確定該靜態(tài)軌道衡遠(yuǎn)程計(jì)量系統(tǒng)基于C#語(yǔ)言進(jìn)行開(kāi)發(fā)[6,7]，數(shù)據(jù)庫(kù)采用MySQL 數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)對(duì)相關(guān)信息進(jìn)行存儲(chǔ)。在軟件界面方面，要求所設(shè)計(jì)的人機(jī)界面要簡(jiǎn)潔、交互性好。功能方面，不僅需要實(shí)現(xiàn)稱重?cái)?shù)據(jù)的自動(dòng)采集、實(shí)時(shí)顯示和存儲(chǔ)，而且要實(shí)現(xiàn)計(jì)量報(bào)表的生成、查詢和票據(jù)打印等功能。滿足上述要求的軌道衡軟件不僅能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程計(jì)量需要，而且能夠?yàn)槠髽I(yè)實(shí)現(xiàn)科學(xué)、精細(xì)化管理提供堅(jiān)強(qiáng)的保障。最后，依據(jù)對(duì)軌道衡軟件的業(yè)務(wù)需求分析，設(shè)計(jì)其功能框圖（如圖2 所示）。

圖2 靜態(tài)軌道衡軟件功能框

2.2 靜態(tài)軌道衡遠(yuǎn)程計(jì)量系統(tǒng)功能

軟件的業(yè)務(wù)需求通常決定了一款軟件所要實(shí)現(xiàn)的功能[8]，對(duì)靜態(tài)軌道衡遠(yuǎn)程計(jì)量系統(tǒng)的業(yè)務(wù)需求進(jìn)行分析后，采用模塊化方式進(jìn)行軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)，系統(tǒng)模塊主要包括登錄界面、主界面、查詢打印報(bào)表和幫助等。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，首先進(jìn)入登錄界面，工作人員輸入用戶名和密碼，若無(wú)誤，則登錄系統(tǒng)主界面，主界面左上方的稱重窗口實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示火車(chē)的重量。

該軟件系統(tǒng)的功能主要有：

（1）角色管理。該模塊將靜態(tài)軌道衡遠(yuǎn)程計(jì)量軟件分為三個(gè)角色——管理員、火車(chē)司機(jī)和計(jì)量員。管理員擁有為司機(jī)和計(jì)量員分配賬號(hào)、修改密碼的權(quán)限，司機(jī)負(fù)責(zé)將毛重和皮重?cái)?shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫(kù)，而計(jì)量員的職責(zé)是處理稱重?cái)?shù)據(jù)與計(jì)量業(yè)務(wù)異常，并審核票據(jù)、查詢、打印報(bào)表等業(yè)務(wù)。

（2）火車(chē)過(guò)毛重。當(dāng)火車(chē)開(kāi)到軌道衡時(shí)，待計(jì)量車(chē)輛在稱臺(tái)停穩(wěn)后，司機(jī)下車(chē)，并選擇爐次、罐號(hào)和收貨單位，然后，單擊“計(jì)量毛重”按鈕，則毛重?cái)?shù)據(jù)會(huì)存入數(shù)據(jù)庫(kù)并實(shí)時(shí)顯示在軟件系統(tǒng)主界面。

（3）火車(chē)過(guò)皮重。鐵水毛重稱量后，需要回皮，工作流程和火車(chē)過(guò)毛重一樣，區(qū)別在于此時(shí)司機(jī)僅用選擇罐號(hào)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)和毛重記錄進(jìn)行匹配，并計(jì)算、存儲(chǔ)凈重?cái)?shù)據(jù)。

（4）查詢報(bào)表功能。按發(fā)貨單位、收貨單位和日期分別作為索引或組合方式作為索引查詢相關(guān)記錄信息。查詢得到的報(bào)表信息可供分析異常數(shù)據(jù)產(chǎn)生的原因或預(yù)估鐵水產(chǎn)量。

（5）打印票據(jù)。過(guò)磅完成后，軌道衡軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)打印機(jī)打印票據(jù)功能，并等待下一次火車(chē)過(guò)磅計(jì)量。

（6）幫助模塊。幫助模塊用以展示該軟件系統(tǒng)的版本信息和用戶使用手冊(cè)，為用戶提供更好的使用體驗(yàn)。

2.3 靜態(tài)軌道衡業(yè)務(wù)流程

火車(chē)上磅后，通過(guò)語(yǔ)音對(duì)講機(jī)提示計(jì)量員軌道衡上有車(chē)，同時(shí)判斷車(chē)輛是否停穩(wěn)，如果停穩(wěn)，則語(yǔ)音提示火車(chē)司機(jī)下車(chē)計(jì)量，否則等待車(chē)輛穩(wěn)定。然后，車(chē)輛停穩(wěn)后，火車(chē)司機(jī)主動(dòng)下車(chē)，點(diǎn)擊觸摸屏，在軟件界面上選擇爐次、罐號(hào)和收貨單位，并點(diǎn)擊“計(jì)量毛重”按鈕，若業(yè)務(wù)正常，則保存毛重的重量數(shù)據(jù)，并提示司機(jī)離開(kāi)，若業(yè)務(wù)不正常，則呼叫計(jì)量員進(jìn)行人工處理。此時(shí)，載有鐵水的火車(chē)毛重?cái)?shù)據(jù)會(huì)存入軌道衡遠(yuǎn)程計(jì)量系統(tǒng)，對(duì)于皮重的數(shù)據(jù)稱量方式和毛重?cái)?shù)據(jù)的方法一致，區(qū)別僅在于回皮的時(shí)候只需要選擇罐號(hào)，而不用再選擇爐次和收貨單位。有了毛重和皮重?cái)?shù)據(jù)后，軌道衡遠(yuǎn)程計(jì)量系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)計(jì)算凈重?cái)?shù)據(jù)，并把相關(guān)信息存入MySQL 數(shù)據(jù)庫(kù)中，且同時(shí)在軟件系統(tǒng)主界面實(shí)時(shí)顯示。計(jì)量完成后，火車(chē)司機(jī)需到計(jì)量員處審核票據(jù)，如果錯(cuò)誤，計(jì)量員仍有權(quán)限修改并糾正數(shù)據(jù)。靜態(tài)軌道衡業(yè)務(wù)流程如圖3 所示。

圖3 靜態(tài)軌道衡業(yè)務(wù)流程

3 靜態(tài)軌道衡系統(tǒng)的先進(jìn)性

該靜態(tài)軌道衡遠(yuǎn)程計(jì)量系統(tǒng)人機(jī)界面交互性好，能夠減少人工操作環(huán)節(jié)，同時(shí)可以自動(dòng)采集遠(yuǎn)程計(jì)量數(shù)據(jù)，其先進(jìn)性體現(xiàn)在：（1）可以檢查IP 地址或域名是否可以使用TCP/IP 協(xié)議訪問(wèn)；（2）若發(fā)生網(wǎng)絡(luò)中斷意外情況，系統(tǒng)具有自動(dòng)連接備份數(shù)據(jù)庫(kù)的能力；（3）系統(tǒng)能夠自動(dòng)判斷當(dāng)前的稱重狀態(tài)是否處于穩(wěn)定狀態(tài)。

4 結(jié)束語(yǔ)

系統(tǒng)基于C#語(yǔ)言進(jìn)行開(kāi)發(fā)，采用MySQL 數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)存儲(chǔ)采集到的重量數(shù)據(jù)，不僅實(shí)現(xiàn)了稱重?cái)?shù)據(jù)的自動(dòng)采集、實(shí)時(shí)顯示和存儲(chǔ)，而且實(shí)現(xiàn)了計(jì)量報(bào)表的自動(dòng)生成、查詢和票據(jù)打印等功能。通過(guò)該系統(tǒng)的運(yùn)行可以有效減少人工操作而引起的異常數(shù)據(jù)，同時(shí)保證稱量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，在實(shí)現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)的科學(xué)、精細(xì)化管理的同時(shí)，能夠很好地維護(hù)和提高企業(yè)的良好形象。