適用於中小型企業的自動稱重系統的研製論文

摘要：本文對研製適用於中小型企業的自動稱重系統的背景和意義進行了闡述，然後對國內外研究現狀進行了描述，之後給出了研究內容和技術關鍵，最後給出了技術方案、技術路線及可行性分析。

關鍵詞：自動控制,稱重,中小型企業

一、背景和意義

隨著我國經濟的飛速發展，一大批如湖南省沅江市通威飼料公司的中小企業業務量急劇攀升，與此同時產能不能夠及時滿足市場需求的矛盾也體現出來。這一矛盾的結果，是企業市場大量喪失，企業利益極大損失。在筆者的實際工作中遇到的產能不足多是多種因素綜合而引起的，如裝置老化、人員經驗不足、管理效率低下等。在這些因素中，就包括企業在原料入庫及產品出庫上所遇到的瓶頸。

由於中小型企業多沿用了八十年代以前的裝置，因此在原料入庫及產品出庫這一環節中仍較多的採用了人工稱重的辦法。如在沅江市通威飼料公司在進行原料入庫這一工作時，稱重人員首先要記錄運輸原料車輛的牌號、原料提供商名字及代號、時間，稱重結果（毛重）等資料，在入庫完畢後還需要記錄車輛號、稱重結果（皮重），最後計算出淨重。在這一過程由於採用人工操作，填寫憑證的時間相對較長，從而導致工作效率較低。另外，在填寫憑證的過程由於人員疏忽或精神疲憊容易出現失誤，出現失誤後查詢失誤原因也很困難，往往出現稱重人員、原料入庫人員、產品出庫人員之間互相推卸責任的情況，這就使原本就較低的工作效率變得更低。

採用自動稱重系統可有效的解決以上問題。由於採用基於PC的硬軟體系統進行有關資料的收集，可達到簡化操作人員工作步驟、節省操作時間的目的；資料庫的引用使資料查詢方便快捷，便於操作人員查找出失誤原因；報表系統的引用使企業可根據需要隨時產生所需要的報表，極大的方便了企業經營業務結算。

自動稱重系統的使用可有效的提高中小型企業在原料入庫和產品出庫環節上工作人員的工作效率，縮短企業生產週期，從而能更好的適應市場需要。

二、國內外研究現狀

在自動稱重系統的硬體裝置方面，在90年代前多采用了“計算機+資料採集卡+壓電感測器”的方式進行資料的採集，但資料採集卡所採得的資料往往失真較大，而且價格昂貴；隨著計算機技術的飛速發展，電子秤在設計上已逐步成熟，而且在其內部已有多種措施保證所採集的資料真實可靠，因此在90年代後期起國內外已逐步採用了“計算機+電子秤+壓電感測器”的硬體系統。在大型企業中計算機多采用昂貴的工控機，在與電子秤的通訊介面中多采用RS485序列口。這一系統成熟、穩定，但價格昂貴。在一些企業中也採用了RS232序列口，也取得了較好的效果。

在自動稱重系統的軟體開發方面，在80年代前多采用匯編語言進行計算機程式設計；80年代初起隨著DOS作業系統的廣泛應用，國內外開始採用BASIC或C語言進行軟體的開發，也開始逐步應用模組化的程式設計模式；90年代末，隨著Windows的應用，國內外開始採用VB、VC、DELPHI等程式語言進行開發，並開始重視軟體工程的應用，提出了原型法、瀑布法等多種軟體開發模型。

98年後軟體技術又有了長足的進步。國外開始對多種軟體模型進行整合，提出了UML即統一軟體模型語言，物件導向的軟體開發模型有了實質上的工業級的標準。隨著Rational公司提出UML，其所倡導的RUP軟體過程模型也逐漸受到重視。但RUP軟體過程模型比較複雜，因此在實際應用中又出現了簡單實用的Synergy軟體過程模型。

三、研究內容、技術關鍵

1、研究內容

本專案旨在研發具有自主智慧財產權的適用於中小型企業的自動稱重系統。為此，要進行如下分專案的研究：

（1）硬體配置及其匹配性的研究。硬體配置應在完成自動稱重的任務的前提下，價格儘可能低廉；所採用硬體在機械效能、電效能、測量範圍、資料傳輸速度等方面應匹配，測量精度應能滿足使用者要求。

（2）PC與電子秤之間序列口通訊研究。對所採用的電子秤的序列口通訊協議進行研究，確定PC和電子秤之間的硬體設定和軟體設定，保證序列口通訊正常。

（3）Synergy軟體過程模型研究。研究如何將Synergy軟體過程模型應用於開發自動稱重系統的軟體部分，降低軟體開發風險。

（4）UML和物件導向軟體設計研究。研究如何根據UML這一標準構建自動稱重系統軟體的軟體模型，使軟體開發標準化，便於教學和後續開發。

（5）資料庫系統設計研究。研究如何設計適用於自動稱重系統的資料庫系統，儲存對企業而言至關重要的資料。

（6）報表系統設計研究。研究如何設計適用於自動稱重系統的報表系統，以適應企業進行資料查詢的需要。

（7）故障診斷及可靠性研究。研究如何確定系統故障，並指導工作人員修復故障；研究如何提高裝置可靠性。

2、技術關鍵及創新點

（1）Synergy軟體過程模型研究。這一簡單實用的軟體過程模型使開發小組在開發過程中，能及時做出調整以適應技術、工具、人員以及組織模式的變化，包含進度、經費、專案軟硬體複雜度、軟體模型等多方面的工作內容的安排。

（2）自動稱重系統的系統匹配性。系統存在多種因系統不匹配而導致的資料失真情況，如序列口通訊不匹配會出現無法連線或出錯的情況，壓電感測器量程不夠會導致資料嚴重失真等，系統匹配是自動稱重系統的技術關鍵。四、研究方案，技術路線及可行性分析

自動稱重系統硬體組成包括壓電感測器、電子秤和計算機等，見圖1。

圖1自動稱重系統硬體原理圖

壓電感測器將重量轉化為電壓訊號傳給電子秤，電子秤對其處理後將通過RS232序列口將數字訊號傳輸給計算機。操作人員使用自動稱重系統軟體進行簡單的操作即可實現將資料自動記錄至資料庫。

系統研製的`技術路線如下：

（1）制定研製計劃，建立系統的Synergy軟體過程模型；

（2）調研企業需求情況；

（3）選擇所需要的硬體。在電子秤和壓電感測器的選購上，將優先選用市面上成熟的產品。計算機選購效能穩定、價格低廉的產品。著重注意各產品的各項效能引數的匹配，並在正式應用前事先進行各項指標的匹配；

（4）軟體系統設計、資料庫設計；

（5）程式設計；

（6）赴廠家除錯；

（7）除錯完成後的系統應用及售後服務。

系統中所採用的硬體成熟可靠；軟體開發採用簡單實用的Synergy軟體過程模型，降低了軟體開發的風險；由於採用UML這一實質的工業級軟體模型標準，使軟體開發標準化，軟體開發風險進一步降低。

對系統的匹配將採取嚴格控制介面的措施，使所選擇的硬體在機械效能、電效能、測量範圍、資料傳輸速度等均能保持良好的匹配，並在正式應用前做各方面的考核。

在軟體開發過程中將充分考慮資料的完整性，使自動記錄資料的時間儘量短、過程儘可能少，並採用簡單可靠、使用廣泛的ACCESS資料。在軟體設計會考慮儘可能多的故障情況，並且在軟體中增加故障情況下人機互動的環節，使在維修人員對軟體進行修復之前操作人員仍可以進行工作。

參考文獻

1 宛延闓. 物件導向分析和設計[M]. 清華大學出版社,2001

2 Paul , Jr. 使用Visual Basic和UML開發應用程式. 清華大學出版社,2002

3 武昌俊. 自動檢測技術及應用[M]. 機械工業出版社,2005