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適用于中小型企業(yè)的自動(dòng)稱重系統(tǒng)的研制論文
摘要：本文對(duì)研制適用于中小型企業(yè)的自動(dòng)稱重系統(tǒng)的背景和意義進(jìn)行了闡述，然后對(duì)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行了描述，之后給出了研究?jī)?nèi)容和技術(shù)關(guān)鍵，最后給出了技術(shù)方案、技術(shù)路線及可行性分析。
關(guān)鍵詞：自動(dòng)控制,稱重,中小型企業(yè)
一、背景和意義
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，一大批如湖南省沅江市通威飼料公司的中小企業(yè)業(yè)務(wù)量急劇攀升，與此同時(shí)產(chǎn)能不能夠及時(shí)滿足市場(chǎng)需求的矛盾也體現(xiàn)出來。這一矛盾的結(jié)果，是企業(yè)市場(chǎng)大量喪失，企業(yè)利益極大損失。在筆者的實(shí)際工作中遇到的產(chǎn)能不足多是多種因素綜合而引起的，如設(shè)備老化、人員經(jīng)驗(yàn)不足、管理效率低下等。在這些因素中，就包括企業(yè)在原料入庫及產(chǎn)品出庫上所遇到的瓶頸。
由于中小型企業(yè)多沿用了八十年代以前的設(shè)備，因此在原料入庫及產(chǎn)品出庫這一環(huán)節(jié)中仍較多的采用了人工稱重的辦法。如在沅江市通威飼料公司在進(jìn)行原料入庫這一工作時(shí)，稱重人員首先要記錄運(yùn)輸原料車輛的牌號(hào)、原料提供商名字及代號(hào)、時(shí)間，稱重結(jié)果（毛重）等數(shù)據(jù)，在入庫完畢后還需要記錄車輛號(hào)、稱重結(jié)果（皮重），最后計(jì)算出凈重。在這一過程由于采用人工操作，填寫憑證的時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，從而導(dǎo)致工作效率較低。另外，在填寫憑證的過程由于人員疏忽或精神疲憊容易出現(xiàn)失誤，出現(xiàn)失誤后查找失誤原因也很困難，往往出現(xiàn)稱重人員、原料入庫人員、產(chǎn)品出庫人員之間互相推卸責(zé)任的情況，這就使原本就較低的工作效率變得更低。
采用自動(dòng)稱重系統(tǒng)可有效的解決以上問題。由于采用基于PC的硬軟件系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)的收集，可達(dá)到簡(jiǎn)化操作人員工作步驟、節(jié)省操作時(shí)間的目的；數(shù)據(jù)庫的引用使數(shù)據(jù)查詢方便快捷，便于操作人員查找出失誤原因；報(bào)表系統(tǒng)的引用使企業(yè)可根據(jù)需要隨時(shí)產(chǎn)生所需要的報(bào)表，極大的方便了企業(yè)經(jīng)營(yíng)業(yè)務(wù)結(jié)算。
自動(dòng)稱重系統(tǒng)的使用可有效的提高中小型企業(yè)在原料入庫和產(chǎn)品出庫環(huán)節(jié)上工作人員的工作效率，縮短企業(yè)生產(chǎn)周期，從而能更好的適應(yīng)市場(chǎng)需要。
二、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
在自動(dòng)稱重系統(tǒng)的硬件設(shè)備方面，在90年代前多采用了“計(jì)算機(jī)+數(shù)據(jù)采集卡+壓電傳感器”的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集，但數(shù)據(jù)采集卡所采得的數(shù)據(jù)往往失真較大，而且價(jià)格昂貴；隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，電子秤在設(shè)計(jì)上已逐步成熟，而且在其內(nèi)部已有多種措施保證所采集的數(shù)據(jù)真實(shí)可靠，因此在90年代后期起國(guó)內(nèi)外已逐步采用了“計(jì)算機(jī)+電子秤+壓電傳感器”的硬件系統(tǒng)。在大型企業(yè)中計(jì)算機(jī)多采用昂貴的工控機(jī)，在與電子秤的通信接口中多采用RS485串行口。這一系統(tǒng)成熟、穩(wěn)定，但價(jià)格昂貴。在一些企業(yè)中也采用了RS232串行口，也取得了較好的效果。
在自動(dòng)稱重系統(tǒng)的軟件開發(fā)方面，在80年代前多采用匯編語言進(jìn)行計(jì)算機(jī)編程；80年代初起隨著DOS操作系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，國(guó)內(nèi)外開始采用BASIC或C語言進(jìn)行軟件的開發(fā)，也開始逐步應(yīng)用模塊化的編程模式；90年代末，隨著Windows的應(yīng)用，國(guó)內(nèi)外開始采用VB、VC、DELPHI等編程語言進(jìn)行開發(fā)，并開始重視軟件工程的應(yīng)用，提出了原型法、瀑布法等多種軟件開發(fā)模型。
98年后軟件技術(shù)又有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。國(guó)外開始對(duì)多種軟件模型進(jìn)行整合，提出了UML即統(tǒng)一軟件模型語言，面向?qū)ο蟮能浖_發(fā)模型有了實(shí)質(zhì)上的工業(yè)級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)。隨著Rational公司提出UML，其所倡導(dǎo)的RUP軟件過程模型也逐漸受到重視。但RUP軟件過程模型比較復(fù)雜，因此在實(shí)際應(yīng)用中又出現(xiàn)了簡(jiǎn)單實(shí)用的Synergy軟件過程模型。
三、研究?jī)?nèi)容、技術(shù)關(guān)鍵
1、研究?jī)?nèi)容
本項(xiàng)目旨在研發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的適用于中小型企業(yè)的自動(dòng)稱重系統(tǒng)。為此，要進(jìn)行如下分項(xiàng)目的研究：
�。�1）硬件配置及其匹配性的研究。硬件配置應(yīng)在完成自動(dòng)稱重的任務(wù)的前提下，價(jià)格盡可能低廉；所采用硬件在機(jī)械性能、電性能、測(cè)量范圍、數(shù)據(jù)傳輸速度等方面應(yīng)匹配，測(cè)量精度應(yīng)能滿足用戶要求。
�。�2）PC與電子秤之間串行口通信研究。對(duì)所采用的電子秤的串行口通信協(xié)議進(jìn)行研究，確定PC和電子秤之間的硬件設(shè)置和軟件設(shè)置，保證串行口通信正常。
�。�3）Synergy軟件過程模型研究。研究如何將Synergy軟件過程模型應(yīng)用于開發(fā)自動(dòng)稱重系統(tǒng)的軟件部分，降低軟件開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)。
�。�4）UML和面向?qū)ο筌浖O(shè)計(jì)研究。研究如何根據(jù)UML這一標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建自動(dòng)稱重系統(tǒng)軟件的軟件模型，使軟件開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)化，便于教學(xué)和后續(xù)開發(fā)。
�。�5）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究。研究如何設(shè)計(jì)適用于自動(dòng)稱重系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，保存對(duì)企業(yè)而言至關(guān)重要的數(shù)據(jù)。
�。�6）報(bào)表系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究。研究如何設(shè)計(jì)適用于自動(dòng)稱重系統(tǒng)的報(bào)表系統(tǒng)，以適應(yīng)企業(yè)進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢的需要。
�。�7）故障診斷及可靠性研究。研究如何確定系統(tǒng)故障，并指導(dǎo)工作人員修復(fù)故障；研究如何提高設(shè)備可靠性。
2、技術(shù)關(guān)鍵及創(chuàng)新點(diǎn)
�。�1）Synergy軟件過程模型研究。這一簡(jiǎn)單實(shí)用的軟件過程模型使開發(fā)小組在開發(fā)過程中，能及時(shí)做出調(diào)整以適應(yīng)技術(shù)、工具、人員以及組織模式的變化，包含進(jìn)度、經(jīng)費(fèi)、項(xiàng)目軟硬件復(fù)雜度、軟件模型等多方面的工作內(nèi)容的安排。
�。�2）自動(dòng)稱重系統(tǒng)的系統(tǒng)匹配性。系統(tǒng)存在多種因系統(tǒng)不匹配而導(dǎo)致的數(shù)據(jù)失真情況，如串行口通信不匹配會(huì)出現(xiàn)無法連接或出錯(cuò)的情況，壓電傳感器量程不夠會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)嚴(yán)重失真等，系統(tǒng)匹配是自動(dòng)稱重系統(tǒng)的技術(shù)關(guān)鍵。四、研究方案，技術(shù)路線及可行性分析
自動(dòng)稱重系統(tǒng)硬件組成包括壓電傳感器、電子秤和計(jì)算機(jī)等，見圖1。
圖1自動(dòng)稱重系統(tǒng)硬件原理圖
壓電傳感器將重量轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)傳給電子秤，電子秤對(duì)其處理后將通過RS232串行口將數(shù)字信號(hào)傳輸給計(jì)算機(jī)。操作人員使用自動(dòng)稱重系統(tǒng)軟件進(jìn)行簡(jiǎn)單的操作即可實(shí)現(xiàn)將數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄至數(shù)據(jù)庫。
系統(tǒng)研制的技術(shù)路線如下：
（1）制定研制計(jì)劃，建立系統(tǒng)的Synergy軟件過程模型；
�。�2）調(diào)研企業(yè)需求情況；
�。�3）選擇所需要的硬件。在電子秤和壓電傳感器的選購上，將優(yōu)先選用市面上成熟的產(chǎn)品。計(jì)算機(jī)選購性能穩(wěn)定、價(jià)格低廉的產(chǎn)品。著重注意各產(chǎn)品的各項(xiàng)性能參數(shù)的匹配，并在正式應(yīng)用前事先進(jìn)行各項(xiàng)指標(biāo)的匹配；
�。�4）軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)；
�。�5）編程；
�。�6）赴廠家調(diào)試；
（7）調(diào)試完成后的系統(tǒng)應(yīng)用及售后服務(wù)。
系統(tǒng)中所采用的硬件成熟可靠；軟件開發(fā)采用簡(jiǎn)單實(shí)用的Synergy軟件過程模型，降低了軟件開發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)；由于采用UML這一實(shí)質(zhì)的工業(yè)級(jí)軟件模型標(biāo)準(zhǔn)，使軟件開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)化，軟件開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)一步降低。
對(duì)系統(tǒng)的匹配將采取嚴(yán)格控制接口的措施，使所選擇的硬件在機(jī)械性能、電性能、測(cè)量范圍、數(shù)據(jù)傳輸速度等均能保持良好的匹配，并在正式應(yīng)用前做各方面的考核。
在軟件開發(fā)過程中將充分考慮數(shù)據(jù)的完整性，使自動(dòng)記錄數(shù)據(jù)的時(shí)間盡量短、過程盡可能少，并采用簡(jiǎn)單可靠、使用廣泛的ACCESS數(shù)據(jù)。在軟件設(shè)計(jì)中考慮盡可能多的故障情況，并且在軟件中增加故障情況下人機(jī)交互的環(huán)節(jié)，使在維修人員對(duì)軟件進(jìn)行修復(fù)之前操作人員仍可以進(jìn)行工作。
參考文獻(xiàn)
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2 Paul R.Reed, Jr. 使用Visual Basic和UML開發(fā)應(yīng)用程序. 清華大學(xué)出版社,2002
3 武昌俊. 自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)及應(yīng)用[M]. 機(jī)械工業(yè)出版社,2005
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