适用于中小型企业的自动称重系统的研制

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摘要：论文摘要：本文对研制适用于中小型企业的自动称重系统的背景和意义进行了阐述，然后对国内外研究现状进行了描述，之后给出了研究内容和技术关键，最后给出了技术方案、技术路线及可行性分析。 论文关键词：自动控制,称重,中小型企业 一、背景和意义 随着我国

　　论文摘要：本文对研制适用于中小型企业的自动称重系统的背景和意义进行了阐述，然后对国内外研究现状进行了描述，之后给出了研究内容和技术关键，最后给出了技术方案、技术路线及可行性分析。

　　论文关键词：自动控制,称重,中小型企业

　　一、背景和意义

　　随着我国经济的飞速发展，一大批如湖南省沅江市通威饲料公司的中小企业业务量急剧攀升，与此同时产能不能够及时满足市场需求的矛盾也体现出来。这一矛盾的结果，是企业市场大量丧失，企业利益极大损失。在笔者的实际工作中遇到的产能不足多是多种因素综合而引起的，如设备老化、人员经验不足、管理效率低下等。在这些因素中，就包括企业在原料入库及产品出库上所遇到的瓶颈。

　　由于中小型企业多沿用了八十年代以前的设备，因此在原料入库及产品出库这一环节中仍较多的采用了人工称重的办法。如在沅江市通威饲料公司在进行原料入库这一工作时，称重人员首先要记录运输原料车辆的牌号、原料提供商名字及代号、时间，称重结果（毛重）等数据，在入库完毕后还需要记录车辆号、称重结果（皮重），最后计算出净重。在这一过程由于采用人工操作，填写凭证的时间相对较长，从而导致工作效率较低。另外，在填写凭证的过程由于人员疏忽或精神疲惫容易出现失误，出现失误后查找失误原因也很困难，往往出现称重人员、原料入库人员、产品出库人员之间互相推卸责任的情况，这就使原本就较低的工作效率变得更低。

　　采用自动称重系统可有效的解决以上问题。由于采用基于PC的硬软件系统进行有关数据的收集，可达到简化操作人员工作步骤、节省操作时间的目的；数据库的引用使数据查询方便快捷，便于操作人员查找出失误原因；报表系统的引用使企业可根据需要随时产生所需要的报表，极大的方便了企业经营业务结算。

　　自动称重系统的使用可有效的提高中小型企业在原料入库和产品出库环节上工作人员的工作效率，缩短企业生产周期，从而能更好的适应市场需要。

　　二、国内外研究现状

　　在自动称重系统的硬件设备方面，在90年代前多采用了“计算机+数据采集卡+压电传感器”的方式进行数据的采集，但数据采集卡所采得的数据往往失真较大，而且价格昂贵；随着计算机技术的飞速发展，电子秤在设计上已逐步成熟，而且在其内部已有多种措施保证所采集的数据真实可靠，因此在90年代后期起国内外已逐步采用了“计算机+电子秤+压电传感器”的硬件系统。在大型企业中计算机多采用昂贵的工控机，在与电子秤的通信接口中多采用RS485串行口。这一系统成熟、稳定，但价格昂贵。在一些企业中也采用了RS232串行口，也取得了较好的效果。

　　在自动称重系统的软件开发方面，在80年代前多采用汇编语言进行计算机编程；80年代初起随着DOS操作系统的广泛应用，国内外开始采用BASIC或C语言进行软件的开发，也开始逐步应用模块化的编程模式；90年代末，随着Windows的应用，国内外开始采用VB、VC、DELPHI等编程语言进行开发，并开始重视软件工程的应用，提出了原型法、瀑布法等多种软件开发模型。

　　98年后软件技术又有了长足的进步。国外开始对多种软件模型进行整合，提出了UML即统一软件模型语言，面向对象的软件开发模型有了实质上的工业级的标准。随着Rational公司提出UML，其所倡导的RUP软件过程模型也逐渐受到重视。但RUP软件过程模型比较复杂，因此在实际应用中又出现了简单实用的Synergy软件过程模型。

　　三、研究内容、技术关键

　　1、研究内容

　　本项目旨在研发具有自主知识产权的适用于中小型企业的自动称重系统。为此，要进行如下分项目的研究：

　　（1）硬件配置及其匹配性的研究。硬件配置应在完成自动称重的任务的前提下，价格尽可能低廉；所采用硬件在机械性能、电性能、测量范围、数据传输速度等方面应匹配，测量精度应能满足用户要求。

　　（2）PC与电子秤之间串行口通信研究。对所采用的电子秤的串行口通信协议进行研究，确定PC和电子秤之间的硬件设置和软件设置，保证串行口通信正常。

　　（3）Synergy软件过程模型研究。研究如何将Synergy软件过程模型应用于开发自动称重系统的软件部分，降低软件开发风险。

　　（4）UML和面向对象软件设计研究。研究如何根据UML这一标准构建自动称重系统软件的软件模型，使软件开发标准化，便于教学和后续开发。

　　（5）数据库系统设计研究。研究如何设计适用于自动称重系统的数据库系统，保存对企业而言至关重要的数据。

　　（6）报表系统设计研究。研究如何设计适用于自动称重系统的报表系统，以适应企业进行数据查询的需要。

　　（7）故障诊断及可靠性研究。研究如何确定系统故障，并指导工作人员修复故障；研究如何提高设备可靠性。

　　2、技术关键及创新点

　　（1）Synergy软件过程模型研究。这一简单实用的软件过程模型使开发小组在开发过程中，能及时做出调整以适应技术、工具、人员以及组织模式的变化，包含进度、经费、项目软硬件复杂度、软件模型等多方面的工作内容的安排。

　　（2）自动称重系统的系统匹配性。系统存在多种因系统不匹配而导致的数据失真情况，如串行口通信不匹配会出现无法连接或出错的情况，压电传感器量程不够会导致数据严重失真等，系统匹配是自动称重系统的技术关键。

　　（3）障诊断及可靠性研究。系统运行过程中，可能遇到一些突发事件，如压电传感器损坏、串行口接头脱落等情况，在这些情况出现后，需要进行故障的诊断并给出相应的提示以便于工作人员解决问题。当出现计算机不能工作的突发事件，如断电、系统死机等情况下，需要保证系统数据的完整性。在短时间无法恢复正常的情况下，系统应可在没有电子秤及压电传感器的情况下工作，在人工的协助下使数据完整的进入数据库。

　　四、研究方案，技术路线及可行性分析

　　自动称重系统硬件组成包括压电传感器、电子秤和计算机等。

　　图1自动称重系统硬件原理图

　　压电传感器将重量转化为电压信号传给电子秤，电子秤对其处理后将通过RS232串行口将数字信号传输给计算机。操作人员使用自动称重系统软件进行简单的操作即可实现将数据自动记录至数据库。

　　系统研制的技术路线如下：

　　（1）制定研制计划，建立系统的Synergy软件过程模型；

　　（2）调研企业需求情况；

　　（3）选择所需要的硬件。在电子秤和压电传感器的选购上，将优先选用市面上成熟的产品。计算机选购性能稳定、价格低廉的产品。着重注意各产品的各项性能参数的匹配，并在正式应用前事先进行各项指标的匹配；

　　（4）软件系统设计、数据库设计；

　　（5）编程；

　　（6）赴厂家调试；

　　（7）调试完成后的系统应用及售后服务。

　　系统中所采用的硬件成熟可靠；软件开发采用简单实用的Synergy软件过程模型，降低了软件开发的风险；由于采用UML这一实质的工业级软件模型标准，使软件开发标准化，软件开发风险进一步降低。

　　对系统的匹配将采取严格控制接口的措施，使所选择的硬件在机械性能、电性能、测量范围、数据传输速度等均能保持良好的匹配，并在正式应用前做各方面的考核。

　　在软件开发过程中将充分考虑数据的完整性，使自动记录数据的时间尽量短、过程尽可能少，并采用简单可靠、使用广泛的ACCESS数据。在软件设计中考虑尽可能多的故障情况，并且在软件中增加故障情况下人机交互的环节，使在维修人员对软件进行修复之前操作人员仍可以进行工作。

　　参考文献

　　1 宛延闿. 面向对象分析和设计[M]. 清华大学出版社,2001

　　2 Paul R.Reed, Jr. 使用Visual Basic和UML开发应用程序. 清华大学出版社,2002

　　3 武昌俊. 自动检测技术及应用[M]. 机械工业出版社,2005

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