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適用于中小型企業的自動稱重系統的研制論文
摘要：本文對研制適用于中小型企業的自動稱重系統的背景和意義進行了闡述，然后對國內外研究現狀進行了描述，之后給出了研究內容和技術關鍵，最后給出了技術方案、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，如設備老化、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。
由于中小型企業多沿用了八十年代以前的設備，因此在原料入庫及產品出庫這一環節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）等數據，在入庫完畢后還需要記錄車輛號、稱重結果（皮重），最后計算出凈重。在這一過程由于采用人工操作，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于人員疏忽或精神疲憊容易出現失誤，出現失誤后查找失誤原因也很困難，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。
采用自動稱重系統可有效的解決以上問題。由于采用基于PC的硬軟件系統進行有關數據的收集，可達到簡化操作人員工作步驟、節省操作時間的目的；數據庫的引用使數據查詢方便快捷，便于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，縮短企業生產周期，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件設備方面，在90年代前多采用了“計算機+數據采集卡+壓電傳感器”的方式進行數據的采集，但數據采集卡所采得的數據往往失真較大，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采集的數據真實可靠，因此在90年代后期起國內外已逐步采用了“計算機+電子秤+壓電傳感器”的硬件系統。在大型企業中計算機多采用昂貴的工控機，在與電子秤的通信接口中多采用RS485串行口。這一系統成熟、穩定，但價格昂貴。在一些企業中也采用了RS232串行口，也取得了較好的效果。
在自動稱重系統的軟件開發方面，在80年代前多采用匯編語言進行計算機編程；80年代初起隨著DOS操作系統的廣泛應用，國內外開始采用BASIC或C語言進行軟件的開發，也開始逐步應用模塊化的編程模式；90年代末，隨著Windows的應用，國內外開始采用VB、VC、DELPHI等編程語言進行開發，并開始重視軟件工程的應用，提出了原型法、瀑布法等多種軟件開發模型。
98年后軟件技術又有了長足的進步。國外開始對多種軟件模型進行整合，提出了UML即統一軟件模型語言，面向對象的軟件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軟件過程模型也逐漸受到重視。但RUP軟件過程模型比較復雜，因此在實際應用中又出現了簡單實用的Synergy軟件過程模型。
三、研究內容、技術關鍵
1、研究內容
本項目旨在研發具有自主知識產權的適用于中小型企業的自動稱重系統。為此，要進行如下分項目的研究：
（1）硬件配置及其匹配性的研究。硬件配置應在完成自動稱重的任務的前提下，價格盡可能低廉；所采用硬件在機械性能、電性能、測量范圍、數據傳輸速度等方面應匹配，測量精度應能滿足用戶要求。
（2）PC與電子秤之間串行口通信研究。對所采用的電子秤的串行口通信協議進行研究，確定PC和電子秤之間的硬件設置和軟件設置，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軟件過程模型應用于開發自動稱重系統的軟件部分，降低軟件開發風險。
（4）UML和面向對象軟件設計研究。研究如何根據UML這一標準構建自動稱重系統軟件的軟件模型，使軟件開發標準化，便于教學和后續開發。
（5）數據庫系統設計研究。研究如何設計適用于自動稱重系統的數據庫系統，保存對企業而言至關重要的數據。
（6）報表系統設計研究。研究如何設計適用于自動稱重系統的報表系統，以適應企業進行數據查詢的需要。
（7）故障診斷及可靠性研究。研究如何確定系統故障，并指導工作人員修復故障；研究如何提高設備可靠性。
2、技術關鍵及創新點
（1）Synergy軟件過程模型研究。這一簡單實用的軟件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、項目軟硬件復雜度、軟件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數據失真情況，如串行口通信不匹配會出現無法連接或出錯的情況，壓電傳感器量程不夠會導致數據嚴重失真等，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
自動稱重系統硬件組成包括壓電傳感器、電子秤和計算機等，見圖1。
圖1自動稱重系統硬件原理圖
壓電傳感器將重量轉化為電壓信號傳給電子秤，電子秤對其處理后將通過RS232串行口將數字信號傳輸給計算機。操作人員使用自動稱重系統軟件進行簡單的操作即可實現將數據自動記錄至數據庫。
系統研制的技術路線如下：
（1）制定研制計劃，建立系統的Synergy軟件過程模型；
（2）調研企業需求情況；
（3）選擇所需要的硬件。在電子秤和壓電傳感器的選購上，將優先選用市面上成熟的產品。計算機選購性能穩定、價格低廉的產品。著重注意各產品的各項性能參數的匹配，并在正式應用前事先進行各項指標的匹配；
（4）軟件系統設計、數據庫設計；
（5）編程；
（6）赴廠家調試；
（7）調試完成后的系統應用及售后服務。
系統中所采用的硬件成熟可靠；軟件開發采用簡單實用的Synergy軟件過程模型，降低了軟件開發的風險；由于采用UML這一實質的工業級軟件模型標準，使軟件開發標準化，軟件開發風險進一步降低。
對系統的匹配將采取嚴格控制接口的措施，使所選擇的硬件在機械性能、電性能、測量范圍、數據傳輸速度等均能保持良好的匹配，并在正式應用前做各方面的考核。
在軟件開發過程中將充分考慮數據的完整性，使自動記錄數據的時間盡量短、過程盡可能少，并采用簡單可靠、使用廣泛的ACCESS數據。在軟件設計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交互的環節，使在維修人員對軟件進行修復之前操作人員仍可以進行工作。
參考文獻
1 宛延闿. 面向對象分析和設計[M]. 清華大學出版社,2001
2 Paul R.Reed, Jr. 使用Visual Basic和UML開發應用程序. 清華大學出版社,2002
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