垃圾焚烧发电厂地磅称重自动控制系统升级研究及应用

垃圾焚烧发电厂地磅称重自动控制系统升级研究及应用

黄望锋

广州环投云山环保能源有限公司  510410

摘要：地磅是一种较为常用的大型计量器具，其俗称为汽车衡。地磅广泛应用于垃圾焚烧发电厂，通常安装在户外进行使用，作为物料进出称重的关口表，涉及贸易结算，相关称重数据接入监管平台实时监管，故地磅称重系统稳定性和数据准确性对垃圾电厂运营管理至关重要。同时随着无人值守智能电子地磅应用的推广，地磅值班人员配置越来越少，当完全实行无人值守时，一旦地磅称重控制系统未对所有可能存在的硬件因素、环境因素、人为因素进行相应的硬件和软件升级，将会直接导致地磅称重数据出现异常。所以要求地磅控制系统对异常情况判断和控制的能力越来越高。本研究对地磅称重过程中的各个环节可能存在的异常情况进行了研究，对地磅的工作原理、异常成因进行了探讨，并提出了一些有效的控制方法，使地磅自动控制更加完善，抵抗外界干扰性强，实现地磅无人值守。

关键词：垃圾焚烧发电厂；汽车衡；地磅称重系统；无人值守

以某一垃圾焚烧发电厂地磅设置为研究对象，该厂地磅采用梅特勒-托利多公司设备，共设置4台地磅。主要用于称量进厂垃圾、物料，同时也用于称量出厂炉渣、飞灰固化块、旁通废弃物及不可处理的废弃物。车辆进出地磅主要通过车辆上预安装的IC卡识别现场读卡器通行和数据上传。4台地磅并列安装于厂区入口，磅于磅间的距离非常近，加上原有系统功能设置比较单一，极易发生车辆窜卡、未读卡入磅的情况。加上现场设备故障率多，容易造成了车辆无法过磅，车辆排成了长队的情况，严重影响车辆进出秩序，甚至可能造成司机的投诉。因此大部分情况下采用人工操作、检查的模式时，存在不可控性，极易发生错误，花费了大量人工进行核查。这些问题不解决不仅直接影响到工作效率，而且可能给企业带来巨大经济损失。因此，如何减少地磅值班员工作量，完善自动化控制系统，确保称重数据的准确性和规范过磅过程，一直是困扰电厂稳定运营的重要问题。

1. 地磅称重数据常见异常现象
   1. 车辆未完全上磅，系统自动保存了称重数据

通过对地磅运行过程中遇到的异常现象进行分析，垃圾车进厂过程过中，车辆未完全上到磅体，系统提前保存了称重数据。这种现象出现的是车辆上磅过程中车速缓慢，或者车辆发生故障停在时，系统判定为“称重完成”。

1.2.车辆上磅后，车辆没停稳，系统自动保存了称重数据

由于地磅系统对于车辆是否停稳，称重是否完成的判定条件不够完善，当称重数据变化率较低时，系统提前保存了称重数据。

1.3.车辆进出厂时发生窜卡现象，系统保存了其他车辆的称重数据

由于4台地磅相邻距离较近，车辆进出地磅时，垃圾车IC卡容易被其他车道的读卡器识别，导致其他车道有车辆再进厂时，产生了该车两个进厂称重数据。或者由于司机更换了多个地磅车道，该车量IC卡同时去刷了多个车道的IC卡，也会造车辆称重数据保存异常。

由于系统抵抗外界干扰因素的功能不完善，容易出现异常情况，为保证数据准确，需要大量人员进行进行实时键盘，对数据进行核准，工作量巨大。

2. 地磅称重系统自动控制升级方案
   1. 原有地磅称重自动控制系统流程

车辆到达道闸入口——地磅外道闸读卡器识别车辆IC——系统判断车辆准运有效期——外道闸开闸通行——上地磅称重——系统判断车辆称重数据保存条件——进厂称重重量保存上传——内道闸开闸通行、红绿灯亮绿灯、LED屏显示车辆称重重量信息——车辆下磅进厂——手动关闭内道闸、内道闸亮红灯——车辆卸料完成——车辆出厂到达内道闸——地磅内道闸读卡器识别车辆IC——内道闸开闸通行——上地磅称重——系统判断车辆称重数据保存条件——出厂称重重量保存上传——外道闸开闸通行、红绿灯亮绿灯、（内闸）LED屏显示车辆称重重量信息——车辆离开下地磅——手动关闭外道闸、外道闸亮红灯。

2.2.原有地磅称重自动控制系统流程存在的问题分析

相邻磅体距离较近，仅依靠读卡器读卡通行，单一判断易发生窜卡；

由于红绿灯均设置于道闸内测，与道闸的开关联动（道闸开为绿灯、道闸关为红灯），指引作用有限，而磅体入口位置无通行指引，车辆无法准确判断哪台地磅为进厂，哪台地磅为出厂，容易混乱；

由于缺少车辆是否完全上磅的检测装置，易发生车辆未完全上磅保存数据的情况；

地磅称重是否完成具备保存条件是根据重量变化曲线进行判定，当一段时间内重量稳定，变化不超过20kg则保存称重数据，系统判断稳定设定的延时时长较短，车速过慢时易误保存；

系统对于车辆称重数据无异常判断功能，当出现数据失真，如保存的重量低于自身车重等情况；

道闸无自动关闭功能；

2.3.地磅地磅称重自动控制系统升级方案

将红绿灯旋转180°，朝向车辆上磅方向，将原来的红绿灯自动控制切换为手动控制，用“红灯”表示地磅禁止通行，用“绿灯”表示允许通行，定期切换地磅进出方式时，相应的手动切换红绿灯状态，避免车辆司机不清楚进出口方向的情况；

地磅内外道闸入口增加车牌识别摄像头，与读卡器识别功能进行双重确认，两种识别方式均支持自定义启用/停用功能，特殊天气情况下，可关闭车牌识别功能，正常情况下开启双重确认，极大避免了窜卡情况；

地磅磅体两端增加红外检测装置，用于检测车辆是否完全上到磅体，杜绝车辆未完全上磅称重现象；

延长地磅称重系统对称重稳定判定的时长，当称重数据8S内重量变化不超过20kg，则触发数据保存指令，避免车速过慢时数据保存情况；

补充车辆自重、最大载重等基础信息，并在系统中增加异常数据判断功能，低于自身车重或者大于最大载重数据过多，则进行报警提示，数据不进行保存，避免产生失真数据的情况；

增加短时间内相同车辆的多个进厂或出厂数据的判断、预警功能，短时间内出现两条入厂记录，则无法正常保存第二条入厂数据，降低窜卡、或误输入相同车牌的情况；

增加出厂记录与进厂记录相差较短功能，如设置进厂3分钟后，才允许进行出厂称重；

增加语音播报功能，每台地磅增加一个音柱，播报车辆识别情况、称重数据、通行指引等，如“读卡成功、请稍后”“请上磅”“称重完成，重量**吨，请驶离”等；

地磅内、外闸增加LED显示屏，用于称重完成时，显示称重重量，便于司机直接观看重量，避免存在司机下车去到地磅值班室询问等情况发生；

称重系统增加车流量控制功能，如设置实时在厂内卸料的车辆最大为6辆，当超过设定值时，读卡成功时通过语音提示司机进行等候，直到有车辆出厂后再进行进厂流程，避免厂内拥堵情况；

更换地磅内外道闸，具备红外检测功能，当车辆通过后，进行自动关闸，避免人工操作。

2.4.地磅称重自动控制系统升级后工艺流程图（单台举例说明）

2.5.地磅称重自动控制系统升级后控制逻辑

3. 地磅称重系统自动控制升级后效果

由通过对地磅称重自动控制系统升级后，对车辆IC卡窜卡问题、车流量控制问题、称重数据异常问题能够很好的解决，同时通过增加LED显示、语音播报及调整红绿灯等措施，对称重过程各环节进行智能指引，基本实现地磅称重系统自动运行，具备地磅无人值守功能。

参考文献：
[1]唐国茹. 杨军. 郭华. 无人值守地磅自动称重系统在某矿山的应用[J]. 现代矿业, 2021

[2]马玲, 李炳福. 地磅无人值守自动称重系统的应用及效果[J]. 中国水泥, 2015

[3]张子越.杨静.生活垃圾焚烧发电厂垃圾收运系统分析[J]. 商业2.0(经济管理), 2021

[4]张柏松, 杨静. 一种具有全方位立体识别功能的无人值守地磅称重系统:, CN109870222A[P]. 2019