制造业称重计量网控系统设计研究

姜仲秋

（淮安信息职业技术学院，淮安 223003）

0 引言

在现代工业生产和贸易流通中有一个非常重要的环节就是物料的称重和计量，而这个物料的称重又和计量工具有着非常紧密的联系，故同时也使得用于计量的工具成为制造业中不可或缺的一个组成部分。随着时代的变迁与发展，大量的商品导致流通的需求在逐步地增大，过去沿用下来机械杠、杆秤等已经不能适应现代化的管理和流水线的操作，故对衡量器的设计也提出了进一步的要求，一直发展到了六十年代以后，由于传感器技术和电子技术的出现，成就了一种电子称重的技术，并迅速发展起来，直至微机电子技术的出现就形成了现今的电子称重技术，这种加入微处理机的称重技术使得称重的时间缩短，称重的效果明显、淮确，且操作人员操作起来也十分地方便，消除了许多不必要的人工误差。

从称重装置的发展过程可以看出，在现代制作业进程中，称重装置已经不再是一种简单提供某一个物品的重量数据的工具，更是现代制造行业控制系统中一个不可或缺的商业管理系统组成部分，但是从市面上流通和使用的称重工具可以看出，整个行业中间还是各自作业，没有完全地实现信息化的共享，已经不符合国民经济各领域的发展进行，针对这个情况，本文提出了一种网络控制称重计量的系统，通过实验数值显示该研究能够改善现有称重装置，形成一种功能齐全的自动称重系统，帮助制造业降低作业的时间，提高整个作业的工作环境，减低能源地消耗，十分有利地提升了产品的质量和企业的利润，最终推进了工业生产的自动化和管理的现代化。

1 电子称重计量系统

现今的称重装置应用己遍及到每一个经济领域，而称重装置的类型也是相当多，在每一个领域中称重装置都显示出自己独特的经济地位，帮助整个生产流程提高了效益，在本文中主要介绍一种现今比较常用的装置，叫做电子称重装置，这种装置主要由承载器、称重传感器和称重仪表三部分组成，每一个部分都起着各自非常关键地作用。

其中称重传感器是电子称重的主要核心部件，它的工作原理就是要实现重力与电压信号的转化，现今主要的两种实现方式分别电阻应变式数字称重传感器和新型数字式称重传感器，而近几年的数字化发展使得称重传感器实现了数字量化地直接输出，提高了整个传输过程中的抗干扰能力，保证了数字的准确性。而称重仪就是表现物料的重量，是电子衡器的一种，能够自动地实现称重控制和贸易计量，由于它是呈现物料重要的最主要依据，故其涉及到许多方面的技术要求，一般包含低漂移高增益放大器、高分辨率A/D转换器、单片微型机、电可擦存储器(EEPROM)、非易失性随机存储器(NOVRAM)，Σ-Δ(积分的增量)调制型模数转换器和印刷电路板的表面安装技术(SMT)等等，且灵敏度要保证在0.2V/d之上，A/D转换速度要保持在10～30次/秒，从而用于动态称重可以达到100次/秒以上。同时现代称重仪表都配有各种输出的串并联接口，更加方便了与计算机之间的数据通信。而承载器是一种承载重力的机械结构，原则上采用的是CAD来进行设计，同时还要兼顾力的传递，使得称重传感器能够感受得到。

以上就是一个电子称重工具的主要组成部分及各自的功能，通过这个装置就能很精确地描述一个物料的重量来帮助这个制作行业上的生产。

2 网络控制制造业的称重计量系统

从上面的产生胡可以看到称重计量工作关系到这个制造业中各方面的经济利益，但是一个简单的称重工具并不能够帮助一个制作行业提升的工作高效性与准确性，故针对这个现象，在本文中提出了使用网络来对称重计量工作进行管理从而实现零误差的流水线生产。本文提出的整个系统设计的原理如图1所示，其工作过程就是将串行口读到的数据存放到下位机的存储空间内，然后存储空间再将数据存放到服务其中，服务器接着再将数据送到上位机中，从图1的结构中可以看出这个过程要设计到四个组成部分，分别是数据采集系统、数据通讯系统、下位机运算系统和网络管理系统。

图1 称重原理结构图

其基本的实现流程如下：第一步先进行数据的采集，也就是通过电子称重系统上面装有的标准的通讯端口来统计这些称重系统称量出的数据，这些所得的数据进行一个汇总与保存。第二步就是进行通讯，也就是说根据称重设备采集保存汇总的数据进行分类，根据不同的数据特征与系统的需求进行相对应的通讯，在做这个工作之前要确保进入系统的数据都是准确无误的数据，故先采用循环检测的方式来进行串口的检测，一旦有数据送达之后，就会先进入临时数据库进行校验比对，在确定准确无误之后就能给正式的服务器一个正确的信号，从而开始准备接收下一个数据，一直到所以的数据都接收完成，才发送一个结束的信号。同时，在这个过程中会涉及到两个方面，一个是下位机与通讯系统的端口联系，在这里我们采用到了电话拨号的方式，也就是不经过转化就能实现数据的采集与传输，从而实现与网络的连接，在这个过程中，通过拨号来选择下位机的服务器端口，从而在两者之间建立起一条链路，在这条链路上面，假如存在一个没有进行传输的应答数据信号，就会发送一个请求信号给服务器，服务器在接收到这个信号之后就会反射出一个应答信号传递给下机位，下机位根据这个数据独有的格式进行传输，同时在传输完成之后，就是在服务器中反射出一个已经传送完成的状态，按照这种方式来实现所有的数据传输，等这些数据传输完成之后，就会断开链路，释放资源，这种方式就会充分地保障资源的合理性和传递的安全性与准确性，实现点到点的通讯。另外一个是上位机与服务器之间的传输，在这个过程中会形成一个局域网络，在这个局域网络中采用的是sever2003的操作系统，同时搭建成虚拟的数据库，接着通过这个网络中的操纵系统来进行远程的操作和控制，分析数据的传输，从整体上管理局域网中的资源，包括每一个称重工具中的数据，在有限地行使权范围内来对服务器进行访问与管理，进而就可以实现在短时间内的资源共享。第三步就是优化管理，在获取上述数据之后，经过分析就可以通过上位机对各种称重数据进行优化式的操作，从而实现资源的最优。

根据上述要求，我们也可以搭建相对应的实验平台，在本系统中所采用的标准通讯端口都是RS-232，同时设定好传输的数据为7为数据位，其中两位分别为起始位和停止位，传输的波特率为9600。随即的抽取一组数据进入这个如图1原理所搭建的工作台，最后得到的数据与原来的实验数据相一致，且用时时间短、运行稳定，数据可靠，能够满足各个方面的设计要求，对于今后的实践生产有着科学的实验依据。

3 结束语

现代制造业的快速发展，带动了称重系统的各方面地进步，现今提高自动称重系统的准确性，同时显示网络共享的功能是今后称重技术的发展和研究重点，本文正是从这个理念出发，设计出了一种利用网络来对称重系统进行控制，这种系统设计电路十分地简便，在低成本下面能够获取准确的称重量信息，同时又实现了自动存储和显示的功能，可谓是保证了每一个客户和企业的利用，这种诚信的称重技术在市场上有着价值很高的推广面。

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