針對現(xiàn)場電子稱數(shù)據(jù)無實(shí)時自動記錄的現(xiàn)狀，以RS-485通訊協(xié)議對電子秤的皮重、毛重等數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，基于C#語 言開發(fā)了一套數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)，從而達(dá)到出廠產(chǎn)品凈重一致、產(chǎn)品信息標(biāo)識自動打印、形成加工產(chǎn)品質(zhì)量可追溯的目的。

湖北煙草金葉復(fù)烤有限責(zé)任公司襄陽復(fù)烤廠打葉復(fù)烤線打 包段，配有兩條成品煙葉裝箱線，在自動預(yù)稱裝箱后，并線進(jìn)行 人工復(fù)稱、捆扎。預(yù)稱、復(fù)稱均采用動態(tài)電子秤 (IND560稱重顯示控制器），煙箱的皮重值為人工在稱重顯示控 制器中輸入定值，在生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)，同批次煙箱中每個煙箱的 重量都有差別，最大相差1kg。為了滿足產(chǎn)品質(zhì)量均質(zhì)化要求， 產(chǎn)品質(zhì)量可追溯，對現(xiàn)有設(shè)備及操作方法進(jìn)行了改進(jìn)，編制了電 子稱數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)，從而達(dá)到出廠煙箱凈重一致、產(chǎn)品信息 標(biāo)識自動打印、形成加工產(chǎn)品質(zhì)量可追溯的目的。

1.系統(tǒng)介紹

該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖，見圖1。主要由電子秤、現(xiàn)場監(jiān)控計(jì)算機(jī)、標(biāo) 簽打印機(jī)等組成。通過將預(yù)稱的1號、2號電子秤自動稱出的當(dāng)前 煙箱皮重值，按先進(jìn)先出的方式傳輸給現(xiàn)場監(jiān)控計(jì)算機(jī)，當(dāng)煙葉預(yù) 裝箱完成后，進(jìn)入復(fù)稱環(huán)節(jié)后，現(xiàn)場監(jiān)控計(jì)算機(jī)將存儲的煙箱皮重 值做為3號秤皮重的標(biāo)準(zhǔn)值，人工進(jìn)行煙葉的增減，確保所有出廠 成品的凈重值相同，并自動對出廠產(chǎn)品的皮重值、凈重值、箱號等 信息進(jìn)行保存，同時打印出當(dāng)前煙箱的產(chǎn)品信息標(biāo)識。

2.系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

2.1電子秤的設(shè)置

稱重顯示控制器IND560自帶一個標(biāo)準(zhǔn)串行端口 COM1, 提供RS-232、RS-422和RS-485接口。出于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行考慮，本 系統(tǒng)采用RS-485協(xié)議進(jìn)行通訊。在顯示控制器上進(jìn)行了自動 去皮功能、C〇M 口通訊設(shè)置。

自動去皮功能：按設(shè)置功能鍵進(jìn)入主菜單Scale (秤的參 數(shù)）Ta「e (皮重）Auto Tare (自動去皮），設(shè)置 Ta「e Threshold Wt(自動去皮閾值）=10kg、Rest Threshold Weight(皮重復(fù)位 閾值）=5kg、Motion Check(動態(tài)檢查）=Enabled。煙箱的重量 一般為13kg~16kg，當(dāng)煙箱進(jìn)入秤臺后，重量超過自動去皮閾 值10kg且穩(wěn)定時，儀表顯示凈重零，被捕獲的穩(wěn)定重量作為皮 重值被保存后進(jìn)行裝箱，預(yù)裝箱完成輸送出秤臺后，電子稱稱重 重量低于皮重復(fù)位閾值3kg時，自動去皮功能被再次激活。

通訊設(shè)置：按設(shè)置功能鍵進(jìn)入主菜單Communication(通 訊)Seria丨（串 口 )C〇M1，設(shè)置 Baud(波特率)=9600、Data 巳its (數(shù)據(jù)位）=8、Parity (校驗(yàn)位）=None、Flow control (流控制）= None、Interface(接 口）=RS485C

按設(shè)置功能鍵進(jìn)入主菜單Communication (通訊)Con- nection (連接)設(shè)置 Port (端 口 ) =C〇M1、Assignment (任務(wù))= Continuous 〇utput、checksum(校驗(yàn)和）=Disabled。

2.2通訊線的連接

在現(xiàn)場監(jiān)控計(jì)算機(jī)上加裝M0XA公司的多串口卡CP- 114EL，并進(jìn)行硬件跳線SW1=〇FF、SW2-1=〇N、SW2-2 = 〇FF、SW2-3=〇N、SW2-4=〇FF。通訊線采用屏蔽雙絞線，將 CP-114EL的9芯D形插頭分別與三臺電子稱中的C0M1接 線端子條進(jìn)行連接。硬件連接如圖2:

2.3系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)

稱重顯示控制器IND560采用標(biāo)準(zhǔn)的連續(xù)輸出模式向現(xiàn)場 監(jiān)控計(jì)算機(jī)傳數(shù)據(jù)。具體如圖3:

連續(xù)輸出格式說明：

1)數(shù)據(jù)輸出以十六進(jìn)制02開始；

2)狀態(tài)字；

3)重量顯示值，六位字節(jié)，沒有符號和小數(shù)點(diǎn)。前導(dǎo)零用空 格代替；

4)皮重，六位字節(jié)，沒有小數(shù)點(diǎn)；

5)ASCII 回車字符  (0D hex)；

6)校驗(yàn)和，僅設(shè)置為有效時進(jìn)行傳輸，校驗(yàn)和用于檢查傳輸 數(shù)據(jù)中的錯誤。

該系統(tǒng)采用RS-485串口通信技術(shù)，以Framework3.5為 開發(fā)環(huán)境，通過Microsoft公司提供的C#中的SerlalPorl類，完 成電子稱與現(xiàn)場監(jiān)控計(jì)算機(jī)的串口通信，編制出了電子稱數(shù)據(jù) 采集控制系統(tǒng)可視化軟件。

2.3.1RS-485串行通信接口

RS-485是目前最常用的一種串行通信接口，具有良好的 抗噪聲干擾性，長的傳輸距離和多站能力等，最大傳輸距離在 1200m左右，數(shù)據(jù)最高傳輸速率為10Mbps。采用RS-485串 口通信能夠滿足設(shè)計(jì)的要求。

2.3.2C#與COM 口的串口通訊

C#讀寫COM 口主要是調(diào)用Se「ialPo「t類中的函數(shù)。在初 始化波特率、數(shù)據(jù)位、停止位和奇偶校驗(yàn)的同時，將輸入輸出數(shù) 據(jù)流和該串口建立一個映射，串口的輸入輸出操作就直接反映 在輸入流和輸出流上。通過Se「ialPo「t類的W「ite()和Read()方 法取得端口的輸入流和輸出流。

2.3.3C#與串行口通訊的軟件實(shí)現(xiàn)

串口讀寫數(shù)據(jù)的流程圖如圖4所示。

串口讀寫程序如下所示：

/打開并初始化串口程序/

Se「ialPo「t po「t 1= new Se「ialPort ();//獲取通信端口 C〇M1

po「t1.BaudRate = 9600;// 波特率

port1.Pa「ity = Pa「ity.None;// 無奇偶校驗(yàn)位

po「t1.StopBits = StopBits.One;// 一個停止位

po「t1.Handshake = Handshake.RequestToSend;// 控制協(xié)議

po「t1.ReceivedBytesTh「eshold = 4;//設(shè)置 DataReceived 事件發(fā)生

前內(nèi)部輸入緩沖區(qū)中的字節(jié)數(shù)

po「t1.DataReceived += new Se「ialDataReceivedEventHandle「 (po「t1_DataReceived);

//DataReceived 事件委托 po「t1.〇pen(); // 打開串口

//向串口發(fā)送數(shù)據(jù)

byte[] W「iteBuffe「 = Encoding.ASCII.GetBytes(CommandSt「ing); po「t1.W「ite(W「iteBuffe「, 0, W「iteBuffe「.Length);

//循環(huán)接收數(shù)據(jù) while (po「t1.BytesToRead > 0)邀 cha「ch = (cha「)po「t1.ReadByte();

cu「「entline.Append(ch);

)

3.系統(tǒng)軟件的結(jié)構(gòu)、功能及界面

該系統(tǒng)主要由5個模塊組成，分別為：串口通訊模塊、數(shù)據(jù) 實(shí)時采集控制模塊、數(shù)據(jù)查詢模塊、權(quán)限管理模塊、標(biāo)簽打印模 塊組成。各模塊的功能如下：

1)串口通訊模塊。該模塊實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場監(jiān)控計(jì)算機(jī)與電子稱 的串口通訊設(shè)置，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。

2)數(shù)據(jù)實(shí)時采集控制模塊。該模塊用于將1、2號電子稱的 皮重值進(jìn)行排序并做為3號稱的皮重值進(jìn)行復(fù)稱，記錄產(chǎn)品的 箱號、裝箱時間、生產(chǎn)班次、等級、皮重、凈重、毛重、生產(chǎn)廠家、委 托廠家、質(zhì)檢人員等數(shù)據(jù)。其中皮重、凈重是通過串口自動接收 數(shù)據(jù)，不需人工記錄。同時將記錄的實(shí)時數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)庫中用 于產(chǎn)品的追溯。

3)數(shù)據(jù)查詢模塊。該模塊可按時間、班次、箱號、委托廠家等 查詢條件進(jìn)行查詢所記錄的產(chǎn)品生產(chǎn)加工信息。

4)權(quán)限管理模塊。該模塊實(shí)現(xiàn)不同的管理人員對系統(tǒng)操作 的不同權(quán)限，其中管理員可添加或更改操作員，實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的任 何操作、修改，而操作員只有記錄數(shù)據(jù)的權(quán)限。

5)標(biāo)簽打印模塊。該模塊用于實(shí)時打印產(chǎn)品的稱重相關(guān)信 息，并可根據(jù)不同的標(biāo)簽格式要求，進(jìn)行格式修改。

電子稱數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)的軟件界面如圖5所示。

4.結(jié)束語

以C#語言為系統(tǒng)軟件平臺，通過RS-485通信方式實(shí)現(xiàn) 了對多臺電子稱的實(shí)時數(shù)據(jù)采集與控制，實(shí)現(xiàn)了達(dá)到出廠產(chǎn)品 凈重一致、產(chǎn)品信息標(biāo)識自動打印、形成加工產(chǎn)品質(zhì)量可追溯的 目的。