0 引言
江蘇永鋼集團隨著科技的發展, 生產能力日漸增強, 日生產鋼坯達一萬多噸, 公司現有的2 台汽車衡承擔著企業鋼坯稱重任務。隨著集團信息化生產管理水平不斷提高, 對生產計量數據的完整性、及時性和準確性要求也在不斷提高, 但采用人工稱重的作業方式使得稱重自動化程度較低, 達不到高效和準確稱重的目的, 並且浪費很多的人力和物力, 效率低、誤差大, 造成不必要的損失。
針對這種現狀, 運用計算機、網絡通信等先進技術, 設計無人值守稱重係統, 把汽車衡稱重過程與微機結合, 實現汽車衡稱重數據的自動采集和管理 , 為企業鋼坯生產計量提供可靠的數據。
1 係統結構
係統采用客戶/服務器( C /S)模式, C /S結構主要是指將一個數據庫應用係統分解成前台的客戶(或稱前端) 應用程序和後台的服務器部分, 充分利用兩端硬件環境的優勢, 將任務合理分配到客戶端和服務器端來實現, 降低了係統的通信開銷。這種結構的核心是客戶端應用程序發送數據至服務器端, 遠程服務器端是稱重計量中心, 接收並存儲從各個稱重分點客戶端發送過來的稱重數據, 並對客戶端提供數據查詢分析等功能, 完成客戶端提交的請求, 最後將結果返回客戶端應用程序。客戶端可以根據用戶的配置要求, 實現對不同汽車衡稱重客戶端按需進行個性化設置, 采集稱重數據並使用統一的日誌格式將稱重數據上報至遠程服務器端, 客戶端具有數據報送失敗時自動存儲到本地客戶端曆史文件夾中的功能。
2 係統實現
考慮到軟件係統是遠程工作且無人值守, 而且有可能多部門使用, 因此穩定性、可靠性、靈活性是重中之重, 將客戶端應用係統設計為四個可獨立運行的子係統則能更好地滿足企業需求。
2. 1 發卡子係統
由於鋼坯運輸車是固定的, 我們還給每輛車配置一個無線射頻卡, 卡中的信息包括卡號、車號、姓名、發貨單位、收貨單位、規格、產品名稱等。其在係統中定義的結構如下:
CZXX= record
 KH: string; / /卡號
 CH: string; / /車號
 PZ: s tring; / /皮重
end;
在發卡時, 發卡子係統根據係統配置的信息, 將卡號、車號、皮重等基本信息寫入射頻卡中, 同時將卡中的信息存儲至客戶端及服務器端數據庫中, 以便在稱重過程中使用卡號對車輛信息進行關聯。
上位機與射頻卡讀卡器之間的通信是發卡子係統實現的關鍵, 我們采用RS485串口通信。RS485串口主動傳送卡號, 程序中隻需要監測是否有卡號傳入即可。當有卡號傳入後檢測卡號是否合法, 如果合法則打開後道閘, 允許上秤, 否則語音提示卡號不能識別。
當射頻卡中的信息被讀入到讀寫器中, PLC自動讀取其中的數據, 並把數據輸入到上位機。上位機根據唯一的射頻卡卡號訪問數據庫, 查找該車相關信息。通信除了硬件電路外, 還需統一兩者的通信協議。由於RS485是一種半雙工通信協議, 發送數據和接收數據共用同一物理通道, 在任意時刻隻允許一台網絡終端設備處於工作狀態, 若有一台以上的設備同時發送數據, 則會產生總線衝突, 使整個係統通信癱瘓。在發卡子係統中安裝射頻卡讀卡器和相應讀卡器驅動, 發卡子係統通過RS485串口按一定周期循檢兩個射頻卡讀卡器。若有車輛刷卡, 檢測卡號是否合法。若為合法卡, 讀出卡號, 並從客戶端本地數據庫中讀取射頻卡中的車號等其他信息, 並將這些數據提交給稱重子係統以便使用車號關聯本地數據庫中的質保書編碼, 再由計算機發送命令至道路門閘控製儀, 打開道閘, 進入汽車衡稱量流程, 同時不再檢測讀卡器, 直到當前自動稱量流程結束; 否則語音提示卡號不能識別。在手動稱重模式下, 由工作人員完成整個稱重過程, 本係統不產生作用。
2. 2 稱重子係統
稱重子係統的主要功能是與儀表通信, 並采集計量數據。通過數據輸入輸出卡獲得光電檢測器的狀態, 判斷汽車衡稱重狀態並顯示信息, 完成汽車衡稱重數據采集, 並將稱重相關的數據寫到本地數據庫臨時表中, 為數據上報子係統提供上報數據。稱重子係統主要實現稱重數據的采集, 係統開始以間隔500毫秒的速度對稱重儀表進行連續通信。若采集到重量數據且不為零即表明車輛已進入稱重位置, 則關閉後道路門閘, 係統開始以間隔1秒的速度對稱重儀表進行連續通信。對連續5次采集到稱重數據作對比, 根據所采集的量值是否超越最小保留值、是否達到穩定次數判斷是否處於穩態。如穩態, 則取穩定值中相同值次數最多的值寫入數據庫, 結束此次重車稱重過程, 然後進入下一輛車稱重狀態; 否則啟動自動報警。本文采用De lph i開發環境, 借助於微軟的M SComm 控件編寫事件驅動代碼, 使用RS232串口實現汽車衡稱重儀器與微機通信。MSComm 控件提供了標準的事件處理函數和過程,通過編程來設置串行通信的參數 (端口、波特率、校驗等) , 語句如下:
DBCom In fo= record
 sC ommNo: In teger; / /端口
 sBt:l string; / /波特率
 sS jw: string; / /數據位
 sJojy: s tring; / /奇偶校驗
 sT zw: string; / /停止位
 sS jqs:f string; / /數據信息起始符
 sSJCD: integer; / /數據信息長度
 sData_B: Integer; / /數據開始位置
 sData_E: Integer; / /數據結束位置
 sWD_B: In teger; / /穩定值開始位置
 sWD_E: In teger; / /穩定值結束位置
 sWD_Va lue: string; / /穩定值
end;
2. 3 數據上報子係統
數據上報子係統從本地數據庫臨時表中讀取需要上報的數據, 由係統自動生成可執行的SQL語句並用XM 標準組織封裝。根據係統配置指定的地址和端口, 采用TCP /IP協議將數據上報至遠程服務器端執行, 最終把此次車輛鋼坯稱重信息寫入到遠程數據庫中。
數據上報子係統采用的關鍵技術有:
1) 數據緩存采用數據緩存存放上報數據, 同時為數據上報子係統提供獲得需要報送的XM L數據和刪除報送成功數據的方法, 為大量數據的快速處理提供了可靠的保障, 避開係統內存數據處理的瓶頸。
2) XML技術 使用XML作為數據傳輸的格式, 將采集到的數據包以子節點的形式存放於XML文檔, 組織傳輸數據,減少了網絡傳輸的數據K8凯发登录入口。
主要實現過程: 用封裝了So ckets 2的connec t函數與遠程服務器端建立連接; 取得需要報送的XML 數據包; 用封裝了Sockets 2的send函數報送XM L數據包。上報數據的過程要注意當監聽網絡連接失敗或者數據報送成功時通知數據上報子係統對數據進行相應處理; 當監聽網絡連接成功或者數據報送成功時通知數據上報子係統可以報送數據並且刪除報送成功的數據。當網絡出現故障無法上報數據時, 將數據保存到本地客戶端; 當網絡恢複時上傳曆史數據。服務器端接收上報的XML數據包並執行其中的SQL語句, 根據質保書編碼找到對應的記錄並將數據插入到數據庫中。
2. 4 數據管理子係統
數據管理子係統采用C /S 模式下基於連接的網絡通信模式。該通信模式首先在客戶端和服務器之間定義一套通信協議, 並創建So cket類, 利用這個類在服務器和數據管理子係統客戶端創建一條可靠的鏈接進行數據傳輸; 客戶端發出請求, 服務器監聽來自客戶機的請求, 並為客戶機提供響應服務; 最終通過網絡實現從遠程服務器端數據庫中取得需要的數據。在C /S多層結構和大規模網絡化應用中, 效率瓶頸往往在數據庫, 因此在設計數據庫時, 我們將數據管理子係統中存儲過程和觸發器完成的工作作為業務邏輯部署到服務器上, 從而提高了數據管理子係統的處理效率。係統主要包括數據查詢、數據統計和數據打印等模塊, 實現了數據查詢、數據統計、數據打印等功能。
數據查詢模塊主要提供以下方式的數據查詢功能:
1) 係統可以隨時提供查詢當天、當月、當年到此時的稱重數據, 以便工作人員進行跟蹤管理;
2) 係統可以隨時提供查詢當天、當月、當年到此時鋼坯出廠總的噸數;
3) 係統可以隨時提供查詢某天、某月、某年車輛裝載的鋼坯的詳細記錄及其質保書等信息, 有利於對車輛進行有序的管理和控製。
數據統計模塊: 根據稱重日期、發貨單位、收貨單位、品名將指定時間段內稱重數據分類統計出來。
數據打印模塊: 主要完成計量單據打印、統計報表生成的功能。根據管理統計的需要分為單車打印、多車打印、同時打印等模塊。
3 係統應用
該係統操作簡單、實用, 可實現計量、打印、數據保存、傳輸等多項功能, 並可根據用戶的實際要求設置、修改報表格式和操作權限; 通過與局域網的連接, 可聯網稱重; 而且生產控製終端可隨時監控過秤操作和采集稱重數據。計量過程及結果由計算機自動操作和計算得出, 減小了人為因素對計量結果的影響, 計量數據準確、可靠、真實。
目前, 該係統成功應用於江蘇永鋼集團鋼坯稱重計量, 為鋼坯計量和管理提供實時數據。永鋼集團年產鋼量近400 萬噸,因稱重計量不準確帶來的損失就可達500萬元。自從使用無人值守稱重係統後, 將稱量誤差率控製在指標範圍內, 給企業帶來了直接的經濟效益, 實現了企業計量中心對鋼坯重量的無人值守計量, 為企業領導掌握連鑄車間鋼坯生產情況提供實時數據,從而合理地組織、安排生產活動, 為製定計劃和作出經營決策提供可靠數據, 提高了生產效率和經濟效益。
4 結束語
本文實現的無人值守稱重係統於2007年3月投入企業鋼坯稱量, 經過一年多的使用和考察, 效果很好。係統以其計量準確、快速、功能完備、操作簡單、可靠性高等特點, 滿足了目前企業自動化信息快速發展的需要。當然, 隨著企業自動化係統和現場設備的不斷更新, 可以在本係統的基礎上進行功能擴展, 更好地滿足企業自動化稱重的要求。

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