本文介绍几种秤架结构在进行挂码校秤时的计算方法。
    一、概述
    任何一个企业的管理层，均应该准确地掌握生产设备的生产能力、设备运行效率等原始数据，从而依据这些原始数据，科学、合理的调控生产。作为电解铝生产企业，其最基本的设备就是电解槽，最初级的产品就是原铝，电解槽运行期间，单个电解槽的出铝量是直接反映生产效率的主要技术指标。管理人员也通过调整单槽的出铝量来保持铝电解槽在生产过程中的能量平衡、物料平衡及物理场平衡。但由于工艺条件限制，长期以来，却始终无法准确地掌握单槽原铝日产量。目前的出铝生产管理，大部分采用人工计数、结合铸造车间称量抬包总重，来统计单个电解槽和单个铝包的出铝量。受生产现场电磁场干扰和人工操作的影响，无法准确控制单槽出铝精度，单个电解槽的吸出数量与吸出精度始终是铝电解生产管理中的一个盲区，导致管理人员无法根据出铝量得到电解槽运行状态。对铝电解槽的均衡稳定生产带来不利影响。
    本系统在用于铝电解车间出铝（TAP） 系统的监测与控制，包括监测空包重量、TAP 作业的出铝开始时刻、出铝结束时刻、单槽净出铝量、每一抬包的总重和净重、出铝指示量等。在动态监测单槽出铝量的同时，根据出铝指导值控制出铝完成动作，最终达到控制并报告单槽出铝量的功能，从而为生产管理提供准确的原始数据。本改造采用计算机集中监控，通过无线数传技术和手工U 盘导数技术实现TAP 现场测控装置与监控微机的资料互传，利用数据库技术实现上传数据的存储和管理；通过应用软件实时显示、记录单槽的TAP 作业资料，可以根据生产管理部门设置的计划出铝量，对单个电解槽进行实际出铝量计量、出铝精度控制、数据统计与报表等；还可以通过计算机网络，实现将出铝指示量等生产数据经过整理，接入全厂ERP 系统，实现生产信息共享。
    二、系统方案
    1. 传统单槽原铝日产量计量过程及不足
    目前很多公司都是由出铝工依据出铝计划任务单掌握电解槽原铝日产量，每三或四槽为一计量台包，再将台包通过铸造车间吊秤进行计量。由于是三或四槽原铝统一计量，依据出铝计划任务量来分配单槽原铝产量。如301、302、303 槽出铝量为一个计量台包，假如该台包净重为4.720t，出铝计划任务分别为301 槽1.600t、302槽1.600t、303 槽1.600t，按如下公式计算单槽原铝产量。
    单槽产量=该槽计划出铝量/计划出铝量总和×计量台包净重
    依据上述公式可计算出上例中单槽原铝的产量分别为：1.573t，1.573t，1.574t。
    在这个计量过程中，存在如下缺陷：
    1） 出铝工在工作时，虽然能掌握单槽原铝产量，但该计量数据并不被记录，只是作为控制出铝量的一个参考数据。
    2） 如果出铝工不能严格按照计划任务量控制出铝量，那么按公式分配的单槽原铝产量并不准确，也就失去了参考意义。
    3） 分配的单槽原铝产量还须手动录入计算机进行数据处理，费时费力。
    由于传统单槽原铝日产量的计量存在上述的不完整性，故我们提出如下计量系统。
    2. 机械改造方案
    把原有的吊钩组件去掉，根据现场的尺寸做一个新的吊耳，下面直接悬挂ORS 吊钩秤。当吊钩秤吊起货物时，此时所称重量为货物的净重量。由于该产品技术成熟，计量精度高，且在强磁场环境中工作性能稳定，故此方案为最佳方案。
    通过以上机械部分的改造，可以完成铝水包的重量数据采集，为后续的计算处理提供依据。
    3. 电气控制方案
    本系统采用即将成为工业现场控制系统核心的工业平板电脑作为中央控制器，主要完成原始计量数据的采集、包号槽号的采集、遥控器的接收与发送、无线数据的接收与发送、大屏幕的显示与控制、风机的控制、数据的存储等。该款平板电脑具备智能仪表的功能，接口丰富，功能完善，稳定可靠，是非常适合电解铝精确出铝控制系统设计开发的一款专用平板电脑。
    1） 原始计量数据采集
    数据采集采用工业平板电脑，该产品主要针对工业现场控制，技术先进，稳定性可靠性高，适合工业现场的恶劣环境。带有安装支架，可置于现场驾驶室，便于与地面控制调度中心的联系，同时可拖动大屏幕显示器、无线数传发射机；在称重控制器和大屏幕显示数据的同时，称重数据经由编码无线发射；管理站（调度室）放置管理微机，无线数传接收机接收称重数据并解码后，输入微机，根据用户需求进行称重数据的集中管理、打印等。同时配有多个输入输出控制口，如超载报警、声光报警、切断电源等。
    2） 包号槽号的采集
    包号的识别采用无线射频卡，在每个铝水包的合适位置固定一个射频卡，当铝水包挂上行车之后，行车上的无线射频卡读入器侦测到该铝水包的射频卡编号，就会将该编号发送给工业平板电脑。为了避免多个铝水包在一起出现包号读入错误的情况，每个铝水包的射频卡编号是唯一不变的，并且只能在一定的距离内读取，同时具有多种判断方式，防止包号误读情况的发生。槽号的识别与包号的识别不同，槽号的识别采用红外编码的方式，通过事先对每个铝水槽进行编号，并在每个铝水槽的边上安装位置编码板WZB- 06，在天车上安装位置识别器WZQ- 06。当天车停靠在每个铝水槽旁边时，位置识别器WZQ- 06 可以准确识别出位置编码板WZB- 06 的编号，位置识别器WZQ- 06 将识别出来的编号也发送给工业平板电脑。这样，就可以完成对包号、槽号的识别。
    3） 遥控器的接收与发送
    遥控器的接收与发送考虑到现场使用的要求，我们采用成熟的红外遥控技术，主要完成包号、槽号的查询、确认及手动输入，出铝任务单的查询，开/ 关风的控制，单次出铝重量、铝水包总重的查询等。
    4） 无线数据的接收与发送
    无线数据的接收与发送，采用无线定位数传发射机采集到的信号，进行放大、滤波、模数转换变换为数字信号，再经过编码，以无线电波的方式发送出去。管理站放置无线定位数传接收机，通过无线方式接收信号并经过解码、运算处理，送给控制计算机。
    5） 大屏幕的显示与控制
    汉显中文大屏幕与微机同步、实时显示，可实现256 级灰度脱机工作。亦可与微机脱离，直接显示存储内容，工作时不占用微机资源。通过大屏幕方便出铝工控制出铝量。
    6） 风机的控制
    工业平板电脑同时具有输入输出控制通道，通过电磁阀和控制线来控制关风开风，当采用自动出铝时，系统会根据算法计算提前“关风”时刻，达到“关风”时刻系统自动停止出铝。7） 数据的存储
    系统在正常工作情况下，数据通过无线数传机保存在管理计算机上，工业平板电脑内只保存当天或几天内的数据。当系统的通信出现异常，数据都保存在仪表内，将出铝数据至少保存一个月，在系统通信修复之前，可以采用人工U 盘导入和导出数据，系统修复后，自动上传保存数据。
    4. 系统工作原理及过程
    根据现场工作示意图，简述该系统的工作原理及过程如下：
    首先根据电解槽的运行情况，在（控制室）工业控制机上设置好各槽（槽号）出铝指示量及出铝天车号，然后由计算机将下达的出铝任务单通过无线数传机发送到指定天车的工业平板电脑中，工业平板电脑再将此任务单在中文显示大屏上显示出来，出铝工根据出铝任务单开始出铝。出铝工首先将天车移动到相应的电解槽上方，对应的槽号是否正确可以通过观察天车上的信号指示灯，信号灯为绿色则表示槽号正确，红色表示位置不正确。在天车的移动过程中，包号识别器就可以将包号识别出来。在天车到达正确位置后，中文显示大屏上就将识别出来的槽号包号分别显示出来，出铝工可以观察并判定包号槽号是否正确，如果不正确，出铝工可以通过操作遥控器手工输入槽号、包号、出铝指示量等。如果都正确并且准备就绪后，出铝工通过操作遥控器“启动”出铝作业，系统根据算法计算提前“关风”时刻，达到“关风”时刻系统自动停止出铝；实际出铝量、出铝时间、槽号、包号、空包重量等信息通过大屏幕显示并存入工业平板电脑，同时通过无线数传机发送至（控制室）工业控制机中，由工控机的数据库系统自动生成统计报表，实现出铝过程的自动化实时管理。本系统同时具备U 盘导入导出功能，若无线设备不能正常工作时，可通过U 盘导入导出来实现数据的传递。
    5. 上位机管理软件系统
    上位机管理软件采用Microsoft Visual C++6.0编写，后台数据库为Microsoft SQL Server 或ORACLE，该数据库为开放式，非常方便第三方应用软件调用、浏览数据，便于实现数据共享。
三、系统的主要功能及性能指标通过在炼铝车间安装完本套系统后，可以达到以下主要性能：
    1. 控制系统稳定性
    整个TAP 精准出铝控制系统能够适应铝电解生产的恶劣环境，安全稳定可靠，具有抗震动、抗强电磁干扰，可在高粉尘环境中长期工作。
2. 控制系统精度
    单槽出铝精度误差控制在设定值+20KG/- 20KG的范围内。并且该系统能实现按预先设定的出铝指示量进行自动控制出铝，以减小出铝工劳动强度。
    3. 控制系统设备
    现场出铝操作具有线传输操作手柄和无线遥控器两种方式，两种方式互为冗余，该操作手柄和遥控器大小适中、美观耐用。
    1） 操作手柄和遥控器能够适应现场生产的恶劣环境，操作要稳定可靠。
    2） 操作手柄和遥控器能够防强磁场、防高温、防灰尘、防水以及防摔打。
    3） 操作手柄和遥控器能够输入台包号、槽号、出铝指示值以及操作时的确认键和数据查询等功能。
    4） 操作手柄和遥控器同时具有自动出铝/ 人工出铝方式的选择。
    5） 无线传输操作盒的电池经久耐用。
    现场中文大屏幕能够适应现场生产的恶劣环境，显示稳定可靠、清晰明亮，没有乱码和抖动的情况出现。
    1） 每个字符的显示尺寸可以根据现场情况定。
    2） 能即时显示出铝槽号、出铝包号、计划出铝量、本槽出铝实际量和本台包累计出铝量。各种设备不需要电池（遥控器除外）供电，交流220V 供电方式。同时系统具有自动检验显示故障及提示，具有安全报警等功能。具有防停电数据丢失功能。
    4. 控制系统格式显示
    1） 单槽出铝数据格式有惟一ID 标志。能识别年、月、日、时、分、秒，台包号、槽号、出铝指示量、实际出铝量。
    2） 有单个台包的一次出铝量的累计值。
    3） 出铝数据能够保存较长时间（一个月）。
    4） 出铝数据能够用U 盘自动导入与导出（具有选择性的数据输入和输出，例如，可根据日期进行数据导出），带自动数据校验和操作过程提示功能。数据导入是指将计算机上单槽出铝指示量成批地导入称重控制仪表，数据导出是将称重仪表上保存的出铝数据导出到计算机上。
    5. 出铝控制装置
    具有现场出铝过程监控、出铝过程自动控制等功能，本系统选择人工出铝方式时，无需出铝指示量，完成出铝数据记录。选择自动出铝方式时，需出铝指示量指导下出铝，完成出铝控制。当电解槽出铝过程中出现阳极效应或堵管等特殊情况需要中断出铝，具有手动停止出铝，系统会自动计量未出铝数据，在需要继续完成电解槽出铝时可以按照上次未出铝数量自动操作，防止电解槽出铝数据的错乱和丢失，确保正确出铝。具有防止由于各种原因的停电、空压风断风（由于空压机跳闸等造成）等突发事故紧急处理的安全措施。
    四、系统故障自我诊断及应急方案
    1. 当称重系统出现问题，计算机显示信息并报警。
    2. 当计算机出现问题，称重系统显示信息并报警。
    3. 当无线通讯出现问题，称重控制器和计算机都显示信息并报警。
    4. 当秤出现问题，称重控制器和计算机都显示信息并报警。
    5. 当计算机或无线通讯出现问题，称重控制器进行报警，但系统仍自动运行，计量信息自动储存在称重控制器中，问题解决后，自动把信息上传到微机中。

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