适用于中小型企业的自动称重系统的研制

2017-08-04

  1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。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。
  2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。
  3研究内容、技术关键
  3.1 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。②PC与电子秤之间串行口通信研究。③Synergy软件过程模型研究。④UML和面向对象软件设计研究。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。⑦故障诊断及可靠性研究。
  3.2 技术关键及创新点①Synergy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故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。
  4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,见图1。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,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。