基于KingView 6.5的軌道衡計量系統

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(wǎng)絡(luò )系統幾個(gè)部分組成，軌道衡計量系統組成如圖1所示。稱(chēng)重部分主要包括秤體、橋式稱(chēng)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(guò)以太網(wǎng)，基于TCP／IP網(wǎng)絡(luò )協(xié)議實(shí)現稱(chēng)重系統的遠程監控。

軌道衡工作時(shí)，車(chē)輛重力加到計量臺面作用到稱(chēng)重傳感器上，傳感器與接線(xiàn)盒構成測量橋路，當彈性體產(chǎn)生形變時(shí)，通過(guò)接線(xiàn)盒實(shí)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(zhuān)用供橋電源。測量模擬信號通過(guò)數據采集卡PCL-812PG輸人研華工控機，利用組態(tài)軟件進(jìn)行相關(guān)處理，實(shí)現高精度計量與管理工作。

2 軌道衡計量系統的組態(tài)

采用KingView 6.5進(jìn)行軌道衡計量系統設計時(shí)，首先對計量系統進(jìn)行硬件組態(tài)，KingView 6.5內嵌數據采集卡驅動(dòng)程序，通過(guò)選擇自動(dòng)完成相應驅動(dòng)程序的啟動(dòng)，建立KingView 6.5與數據采集卡之間的通訊，此后進(jìn)行軟件組態(tài)設計，實(shí)現系統的稱(chēng)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(xiàn)和報表處理等模塊，如圖3所示。系統運行時(shí)首先進(jìn)入主界面，通過(guò)監控畫(huà)面反映了軌道衡的運行狀態(tài)，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示計量參數，各功能模塊通過(guò)事件選擇實(shí)現。

運行界面設計直接將圖庫中合適的圖形與繪好畫(huà)面調出組合即可，同時(shí)根據實(shí)際情況定義畫(huà)面的動(dòng)畫(huà)效果，使得稱(chēng)量畫(huà)面顯示豐富。

KingView 6.5對外部設備的管理通過(guò)對邏輯設備名的管理來(lái)實(shí)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(guò)I／O變量便可以進(jìn)行讀與寫(xiě)操作，可以直接使用變量名進(jìn)行軌道衡計量系統的數據顯示、記錄與分析。

2.2 稱(chēng)重處理計算

在軌道衡稱(chēng)量過(guò)程中，由于車(chē)輛的振動(dòng)和車(chē)輛對臺面的沖擊影響，秤重傳感器輸出信號會(huì )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(tài)軟件對測量信號進(jìn)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(dòng)平均值法，將測量信號進(jìn)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(gè)點(diǎn)組成的左右對稱(chēng)的權函數，當ω(j)為1，即采用矩形權函數時(shí)，y(i)= ，N=2m+1，i=m+1，…，n-m，采用單純移動(dòng)平均法對測量信號處理后開(kāi)始進(jìn)行稱(chēng)重計算。

為了得到實(shí)際的重量值，需要進(jìn)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(chēng)重過(guò)程中，由于稱(chēng)重傳感器和信號放大電路會(huì )造成測量信號非線(xiàn)性，系統采用分段補償方法將整個(gè)稱(chēng)量段分段，根據標定秤的結果，對每段非線(xiàn)性進(jìn)行補償，在重量點(diǎn)之間做線(xiàn)性插補，將修正曲線(xiàn)近似成折線(xiàn)，從而減小誤差，提高軌道衡稱(chēng)量結果的準確度。

2.3 數據管理

系統設計了數據庫查詢(xún)、歷史趨勢曲線(xiàn)、報表等功能。數據庫為系統提供了一個(gè)強大的數據記錄和管理的工具，KingView 6.5具有SQL訪(fǎng)問(wèn)功能，SQL訪(fǎng)問(wèn)管理器用來(lái)建立數據庫和KingView 6.5變量之間的聯(lián)系，在計量數據管理中，借助SQL訪(fǎng)問(wèn)管理器，結合Access數據庫實(shí)現數據管理功能。

設計時(shí)，建立一個(gè)Access數據庫，構造測量表，添加一個(gè)名為SQL記錄，使用KingView 6.5與Acess進(jìn)行數據交換時(shí)，要在KingView 6.5數據詞典里定義變量，定義變量名稱(chēng)與變量類(lèi)型，作為數據庫連接時(shí)的連接號。在KingView 6.5開(kāi)發(fā)環(huán)境下，建立記錄體，用來(lái)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(yǔ)言中調用，如：SQL Connect(DeviceID，”dsn=SQL記錄”)。

歷史趨勢曲線(xiàn)用來(lái)反映數據變量隨時(shí)間的變化情況，以曲線(xiàn)形式形象地表示，有數據存儲和查詢(xún)功能，可以完成任何時(shí)間段的歷史數據查詢(xún)。

數據報表反映計量過(guò)程的數據、狀態(tài)，并對數據進(jìn)行記錄，反映了系統實(shí)時(shí)運行情況，可以進(jìn)行歷史報表和實(shí)時(shí)報表的查詢(xún)、編輯和打印。

2.4 遠程監控設置

KingView 6.5為客戶(hù)-服務(wù)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(wǎng)絡(luò )中，向操作管理人員提供遠程計量信息。

遠程監控設計時(shí)，需要把網(wǎng)絡(luò )站點(diǎn)上組態(tài)的工程設置為完全共享方式，對遠程監控計算機與現場(chǎng)計量工控機進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )連接操作，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )參數連網(wǎng)設置，并輸入相關(guān)服務(wù)器的IP地址。

完成遠程站點(diǎn)的節點(diǎn)類(lèi)型與客戶(hù)配置，計量時(shí)就可以實(shí)現系統信息的傳遞與操作?？蛻?hù)端無(wú)需定義變量，組態(tài)王可以對網(wǎng)絡(luò )中的變量進(jìn)行引用，在遠程監控端直接查看軌道衡計量信息。

3 結 語(yǔ)

基于KingView 6.5的軌道衡計量系統開(kāi)發(fā)效率高，系統易于擴展。實(shí)時(shí)計量系統界面顯示豐富，實(shí)現了計量過(guò)程的動(dòng)畫(huà)、實(shí)時(shí)顯示變化趨勢，人機交互方便，可以實(shí)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。