本文介紹幾種秤架結構在進行掛碼校秤時的計算方法。
    一、概述
    任何一個企業的管理層，均應該準確地掌握生產設備的生產能力、設備運行效率等原始數據，從而依據這些原始數據，科學、合理的調控生產。作為電解鋁生產企業，其最基本的設備就是電解槽，最初級的產品就是原鋁，電解槽運行期間，單個電解槽的出鋁量是直接反映生產效率的主要技術指標。管理人員也通過調整單槽的出鋁量來保持鋁電解槽在生產過程中的能量平衡、物料平衡及物理場平衡。但由於工藝條件限製，長期以來，卻始終無法準確地掌握單槽原鋁日產量。目前的出鋁生產管理，大部分采用人工計數、結合鑄造車間稱量抬包總重，來統計單個電解槽和單個鋁包的出鋁量。受生產現場電磁場幹擾和人工操作的影響，無法準確控製單槽出鋁精度，單個電解槽的吸出數量與吸出精度始終是鋁電解生產管理中的一個盲區，導致管理人員無法根據出鋁量得到電解槽運行狀態。對鋁電解槽的均衡穩定生產帶來不利影響。
    本係統在用於鋁電解車間出鋁（TAP） 係統的監測與控製，包括監測空包重量、TAP 作業的出鋁開始時刻、出鋁結束時刻、單槽淨出鋁量、每一抬包的總重和淨重、出鋁指示量等。在動態監測單槽出鋁量的同時，根據出鋁指導值控製出鋁完成動作，最終達到控製並報告單槽出鋁量的功能，從而為生產管理提供準確的原始數據。本改造采用計算機集中監控，通過無線數傳技術和手工U 盤導數技術實現TAP 現場測控裝置與監控微機的資料互傳，利用數據庫技術實現上傳數據的存儲和管理；通過應用軟件實時顯示、記錄單槽的TAP 作業資料，可以根據生產管理部門設置的計劃出鋁量，對單個電解槽進行實際出鋁量計量、出鋁精度控製、數據統計與報表等；還可以通過計算機網絡，實現將出鋁指示量等生產數據經過整理，接入全廠ERP 係統，實現生產信息共享。
    二、係統方案
    1. 傳統單槽原鋁日產量計量過程及不足
    目前很多公司都是由出鋁工依據出鋁計劃任務單掌握電解槽原鋁日產量，每三或四槽為一計量台包，再將台包通過鑄造車間吊秤進行計量。由於是三或四槽原鋁統一計量，依據出鋁計劃任務量來分配單槽原鋁產量。如301、302、303 槽出鋁量為一個計量台包，假如該台包淨重為4.720t，出鋁計劃任務分別為301 槽1.600t、302槽1.600t、303 槽1.600t，按如下公式計算單槽原鋁產量。
    單槽產量=該槽計劃出鋁量/計劃出鋁量總和×計量台包淨重
    依據上述公式可計算出上例中單槽原鋁的產量分別為：1.573t，1.573t，1.574t。
    在這個計量過程中，存在如下缺陷：
    1） 出鋁工在工作時，雖然能掌握單槽原鋁產量，但該計量數據並不被記錄，隻是作為控製出鋁量的一個參考數據。
    2） 如果出鋁工不能嚴格按照計劃任務量控製出鋁量，那麽按公式分配的單槽原鋁產量並不準確，也就失去了參考意義。
    3） 分配的單槽原鋁產量還須手動錄入計算機進行數據處理，費時費力。
    由於傳統單槽原鋁日產量的計量存在上述的不完整性，故我們提出如下計量係統。
    2. 機械改造方案
    把原有的吊鉤組件去掉，根據現場的尺寸做一個新的吊耳，下麵直接懸掛ORS 吊鉤秤。當吊鉤秤吊起貨物時，此時所稱重量為貨物的淨重量。由於該產品技術成熟，計量精度高，且在強磁場環境中工作性能穩定，故此方案為最佳方案。
    通過以上機械部分的改造，可以完成鋁水包的重量數據采集，為後續的計算處理提供依據。
    3. 電氣控製方案
    本係統采用即將成為工業現場控製係統核心的工業平板電腦作為中央控製器，主要完成原始計量數據的采集、包號槽號的采集、遙控器的接收與發送、無線數據的接收與發送、大屏幕的顯示與控製、風機的控製、數據的存儲等。該款平板電腦具備智能儀表的功能，接口豐富，功能完善，穩定可靠，是非常適合電解鋁精確出鋁控製係統設計開發的一款專用平板電腦。
    1） 原始計量數據采集
    數據采集采用工業平板電腦，該產品主要針對工業現場控製，技術先進，穩定性可靠性高，適合工業現場的惡劣環境。帶有安裝支架，可置於現場駕駛室，便於與地麵控製調度中心的聯係，同時可拖動大屏幕顯示器、無線數傳發射機；在稱重控製器和大屏幕顯示數據的同時，稱重數據經由編碼無線發射；管理站（調度室）放置管理微機，無線數傳接收機接收稱重數據並解碼後，輸入微機，根據用戶需求進行稱重數據的集中管理、打印等。同時配有多個輸入輸出控製口，如超載報警、聲光報警、切斷電源等。
    2） 包號槽號的采集
    包號的識別采用無線射頻卡，在每個鋁水包的合適位置固定一個射頻卡，當鋁水包掛上行車之後，行車上的無線射頻卡讀入器偵測到該鋁水包的射頻卡編號，就會將該編號發送給工業平板電腦。為了避免多個鋁水包在一起出現包號讀入錯誤的情況，每個鋁水包的射頻卡編號是唯一不變的，並且隻能在一定的距離內讀取，同時具有多種判斷方式，防止包號誤讀情況的發生。槽號的識別與包號的識別不同，槽號的識別采用紅外編碼的方式，通過事先對每個鋁水槽進行編號，並在每個鋁水槽的邊上安裝位置編碼板WZB- 06，在天車上安裝位置識別器WZQ- 06。當天車停靠在每個鋁水槽旁邊時，位置識別器WZQ- 06 可以準確識別出位置編碼板WZB- 06 的編號，位置識別器WZQ- 06 將識別出來的編號也發送給工業平板電腦。這樣，就可以完成對包號、槽號的識別。
    3） 遙控器的接收與發送
    遙控器的接收與發送考慮到現場使用的要求，我們采用成熟的紅外遙控技術，主要完成包號、槽號的查詢、確認及手動輸入，出鋁任務單的查詢，開/ 關風的控製，單次出鋁重量、鋁水包總重的查詢等。
    4） 無線數據的接收與發送
    無線數據的接收與發送，采用無線定位數傳發射機采集到的信號，進行放大、濾波、模數轉換變換為數字信號，再經過編碼，以無線電波的方式發送出去。管理站放置無線定位數傳接收機，通過無線方式接收信號並經過解碼、運算處理，送給控製計算機。
    5） 大屏幕的顯示與控製
    漢顯中文大屏幕與微機同步、實時顯示，可實現256 級灰度脫機工作。亦可與微機脫離，直接顯示存儲內容，工作時不占用微機資源。通過大屏幕方便出鋁工控製出鋁量。
    6） 風機的控製
    工業平板電腦同時具有輸入輸出控製通道，通過電磁閥和控製線來控製關風開風，當采用自動出鋁時，係統會根據算法計算提前“關風”時刻，達到“關風”時刻係統自動停止出鋁。7） 數據的存儲
    係統在正常工作情況下，數據通過無線數傳機保存在管理計算機上，工業平板電腦內隻保存當天或幾天內的數據。當係統的通信出現異常，數據都保存在儀表內，將出鋁數據至少保存一個月，在係統通信修複之前，可以采用人工U 盤導入和導出數據，係統修複後，自動上傳保存數據。
    4. 係統工作原理及過程
    根據現場工作示意圖，簡述該係統的工作原理及過程如下：
    首先根據電解槽的運行情況，在（控製室）工業控製機上設置好各槽（槽號）出鋁指示量及出鋁天車號，然後由計算機將下達的出鋁任務單通過無線數傳機發送到指定天車的工業平板電腦中，工業平板電腦再將此任務單在中文顯示大屏上顯示出來，出鋁工根據出鋁任務單開始出鋁。出鋁工首先將天車移動到相應的電解槽上方，對應的槽號是否正確可以通過觀察天車上的信號指示燈，信號燈為綠色則表示槽號正確，紅色表示位置不正確。在天車的移動過程中，包號識別器就可以將包號識別出來。在天車到達正確位置後，中文顯示大屏上就將識別出來的槽號包號分別顯示出來，出鋁工可以觀察並判定包號槽號是否正確，如果不正確，出鋁工可以通過操作遙控器手工輸入槽號、包號、出鋁指示量等。如果都正確並且準備就緒後，出鋁工通過操作遙控器“啟動”出鋁作業，係統根據算法計算提前“關風”時刻，達到“關風”時刻係統自動停止出鋁；實際出鋁量、出鋁時間、槽號、包號、空包重量等信息通過大屏幕顯示並存入工業平板電腦，同時通過無線數傳機發送至（控製室）工業控製機中，由工控機的數據庫係統自動生成統計報表，實現出鋁過程的自動化實時管理。本係統同時具備U 盤導入導出功能，若無線設備不能正常工作時，可通過U 盤導入導出來實現數據的傳遞。
    5. 上位機管理軟件係統
    上位機管理軟件采用Microsoft Visual C++6.0編寫，後台數據庫為Microsoft SQL Server 或ORACLE，該數據庫為開放式，非常方便第三方應用軟件調用、瀏覽數據，便於實現數據共享。
三、係統的主要功能及性能指標通過在煉鋁車間安裝完本套係統後，可以達到以下主要性能：
    1. 控製係統穩定性
    整個TAP 精準出鋁控製係統能夠適應鋁電解生產的惡劣環境，安全穩定可靠，具有抗震動、抗強電磁幹擾，可在高粉塵環境中長期工作。
2. 控製係統精度
    單槽出鋁精度誤差控製在設定值+20KG/- 20KG的範圍內。並且該係統能實現按預先設定的出鋁指示量進行自動控製出鋁，以減小出鋁工勞動強度。
    3. 控製係統設備
    現場出鋁操作具有線傳輸操作手柄和無線遙控器兩種方式，兩種方式互為冗餘，該操作手柄和遙控器大小適中、美觀耐用。
    1） 操作手柄和遙控器能夠適應現場生產的惡劣環境，操作要穩定可靠。
    2） 操作手柄和遙控器能夠防強磁場、防高溫、防灰塵、防水以及防摔打。
    3） 操作手柄和遙控器能夠輸入台包號、槽號、出鋁指示值以及操作時的確認鍵和數據查詢等功能。
    4） 操作手柄和遙控器同時具有自動出鋁/ 人工出鋁方式的選擇。
    5） 無線傳輸操作盒的電池經久耐用。
    現場中文大屏幕能夠適應現場生產的惡劣環境，顯示穩定可靠、清晰明亮，沒有亂碼和抖動的情況出現。
    1） 每個字符的顯示尺寸可以根據現場情況定。
    2） 能即時顯示出鋁槽號、出鋁包號、計劃出鋁量、本槽出鋁實際量和本台包累計出鋁量。各種設備不需要電池（遙控器除外）供電，交流220V 供電方式。同時係統具有自動檢驗顯示故障及提示，具有安全報警等功能。具有防停電數據丟失功能。
    4. 控製係統格式顯示
    1） 單槽出鋁數據格式有惟一ID 標誌。能識別年、月、日、時、分、秒，台包號、槽號、出鋁指示量、實際出鋁量。
    2） 有單個台包的一次出鋁量的累計值。
    3） 出鋁數據能夠保存較長時間（一個月）。
    4） 出鋁數據能夠用U 盤自動導入與導出（具有選擇性的數據輸入和輸出，例如，可根據日期進行數據導出），帶自動數據校驗和操作過程提示功能。數據導入是指將計算機上單槽出鋁指示量成批地導入稱重控製儀表，數據導出是將稱重儀表上保存的出鋁數據導出到計算機上。
    5. 出鋁控製裝置
    具有現場出鋁過程監控、出鋁過程自動控製等功能，本係統選擇人工出鋁方式時，無需出鋁指示量，完成出鋁數據記錄。選擇自動出鋁方式時，需出鋁指示量指導下出鋁，完成出鋁控製。當電解槽出鋁過程中出現陽極效應或堵管等特殊情況需要中斷出鋁，具有手動停止出鋁，係統會自動計量未出鋁數據，在需要繼續完成電解槽出鋁時可以按照上次未出鋁數量自動操作，防止電解槽出鋁數據的錯亂和丟失，確保正確出鋁。具有防止由於各種原因的停電、空壓風斷風（由於空壓機跳閘等造成）等突發事故緊急處理的安全措施。
    四、係統故障自我診斷及應急方案
    1. 當稱重係統出現問題，計算機顯示信息並報警。
    2. 當計算機出現問題，稱重係統顯示信息並報警。
    3. 當無線通訊出現問題，稱重控製器和計算機都顯示信息並報警。
    4. 當秤出現問題，稱重控製器和計算機都顯示信息並報警。
    5. 當計算機或無線通訊出現問題，稱重控製器進行報警，但係統仍自動運行，計量信息自動儲存在稱重控製器中，問題解決後，自動把信息上傳到微機中。

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