計(jì)算機(jī)論文范文計(jì)算機(jī)論文國(guó)外計(jì)算機(jī)論文筒并捻車間計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)系

1、計(jì)算機(jī)論文范文計(jì)算機(jī)論文國(guó)外計(jì)算機(jī)論文: 筒并捻車間計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)摘要：為實(shí)現(xiàn)筒并捻車間生產(chǎn)管理的信息化,更好地推動(dòng)紡織企業(yè)的發(fā)展,對(duì)車間的實(shí)際需求進(jìn)行深入分析,構(gòu)建了C/S模式的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),提出一種基于多Agent的車間生產(chǎn)管理模型,利用多線程技術(shù)、STL技術(shù)以及數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)對(duì)基于多線程的數(shù)據(jù)采集技術(shù)、系統(tǒng)數(shù)據(jù)的整合方法進(jìn)行研究,并介紹了系統(tǒng)的管理功能、數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及軟件設(shè)計(jì)過(guò)程中的技術(shù)難點(diǎn)。應(yīng)用表明,該系統(tǒng)可滿足車間生產(chǎn)管理的需要,并實(shí)現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)管理的網(wǎng)絡(luò)化。關(guān)鍵詞：監(jiān)測(cè)系統(tǒng);筒并捻車間;通信;多線程; C/S紡織工廠生產(chǎn)信息監(jiān)測(cè)和管理系統(tǒng)是指利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行企業(yè)內(nèi)部事務(wù)和生

2、產(chǎn)信息的管理1。對(duì)有些紡織企業(yè)的筒并捻車間而言,要實(shí)施生產(chǎn)管理的信息化和網(wǎng)絡(luò)化,難度相對(duì)較大,因?yàn)槠涠嘬囬g、多品種、多機(jī)型和車間地理位置分散的特點(diǎn)給車間的布線和維護(hù)帶來(lái)了很大困難,導(dǎo)致生產(chǎn)管理信息化很長(zhǎng)時(shí)間不能得以實(shí)現(xiàn),使生產(chǎn)管理的方式仍停留在人工管理的傳統(tǒng)模式,更使許多生產(chǎn)信息、設(shè)備信息無(wú)法及時(shí)準(zhǔn)確地反饋到企業(yè)生產(chǎn)管理者的手中,給管理者的決策帶來(lái)了不便,而且,經(jīng)調(diào)研發(fā)現(xiàn),目前針對(duì)筒并捻車間而開(kāi)發(fā)的生產(chǎn)信息監(jiān)測(cè)和控制系統(tǒng)相對(duì)較少,甚至在實(shí)際中沒(méi)有成功應(yīng)用的案例。為此,為了適應(yīng)企業(yè)現(xiàn)代化生產(chǎn)管理的要求,根據(jù)筒并捻車間在生產(chǎn)管理方面的實(shí)際需求,本文提出了一個(gè)多Agent的生產(chǎn)過(guò)程執(zhí)行模型,開(kāi)發(fā)了相

3、應(yīng)的計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。1系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),鑒于筒并捻車間多機(jī)型、車間地理位置分布不規(guī)則的現(xiàn)狀,按照布線方便、通信安全可靠、簡(jiǎn)單易維護(hù)的原則,利用并聯(lián)的方式將多種機(jī)型連接在同一條總線上,采取自定義多協(xié)議通用數(shù)據(jù)幀的通信方法,構(gòu)建了主從式的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),如圖1所示。該結(jié)構(gòu)由上位機(jī)(車間主計(jì)算機(jī))和下位機(jī)(監(jiān)測(cè)器)2部分組成,利用MAX1483標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換卡將上位機(jī)(車間主采集計(jì)算機(jī))的RS232串口轉(zhuǎn)換為RS485,通過(guò)總線將二者相連,實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離、高速的串行異步通信2。其中上位機(jī)的主要作用是與監(jiān)測(cè)器通信、實(shí)時(shí)采集、校驗(yàn)、處理、存儲(chǔ)生產(chǎn)數(shù)據(jù),然后在終端以數(shù)據(jù)列表、機(jī)臺(tái)分布圖及報(bào)表的形式為生產(chǎn)管

4、理者提供機(jī)臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)和生產(chǎn)數(shù)據(jù);其他部門(mén)的計(jì)算機(jī)通過(guò)局域網(wǎng)與上位機(jī)互聯(lián),形成可靠的客戶/服務(wù)器(C/S)結(jié)構(gòu)模式,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)參數(shù)的網(wǎng)上錄入、各類生產(chǎn)數(shù)據(jù)的查詢、統(tǒng)計(jì)、分析和報(bào)表打印,以及遠(yuǎn)程在線監(jiān)測(cè)機(jī)臺(tái)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)等功能。監(jiān)測(cè)器的主要作用是接收上位機(jī)發(fā)送的各項(xiàng)命令,進(jìn)行實(shí)時(shí)采集、存貯機(jī)臺(tái)的產(chǎn)量、停機(jī)時(shí)間和次數(shù)等,并按照通信協(xié)議回送指定命令所需的生產(chǎn)數(shù)據(jù)。2總體設(shè)計(jì)2. 1系統(tǒng)功能的劃分和設(shè)計(jì)整個(gè)系統(tǒng)的功能主要分為生產(chǎn)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)和信息管理2個(gè)部分,其中生產(chǎn)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)功能是整個(gè)系統(tǒng)的核心功能,除了對(duì)整個(gè)車間所有機(jī)臺(tái)的生產(chǎn)過(guò)程實(shí)時(shí)跟蹤外,還要為各個(gè)遠(yuǎn)程監(jiān)控的客戶端提供實(shí)時(shí)監(jiān)控的生產(chǎn)數(shù)據(jù),更要為各類報(bào)表的打印

5、、生產(chǎn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)與分析等功能提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù),其主要功能包括: 1)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集。當(dāng)系統(tǒng)正常啟動(dòng)以后,實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集模塊以輪詢的方式不間斷地對(duì)下位機(jī)進(jìn)行采集,然后將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)、計(jì)算,暫存在數(shù)據(jù)鏈表和數(shù)據(jù)庫(kù)的臨時(shí)表中。2)實(shí)時(shí)顯示功能。將暫存在數(shù)據(jù)鏈表中的數(shù)據(jù)以機(jī)臺(tái)車間分布圖、數(shù)據(jù)列表、曲線、報(bào)表的形式在終端界面顯示。3)異常報(bào)警功能。對(duì)生產(chǎn)執(zhí)行過(guò)程中出現(xiàn)的一些異常情況予以及時(shí)反饋,以便車間主任或廠級(jí)生產(chǎn)管理者做出科學(xué)決策和生產(chǎn)調(diào)度,并將這些異常記錄保存,方便日后查詢。4)多種監(jiān)測(cè)方式。為了方便用戶遠(yuǎn)程在線監(jiān)控和系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)的維護(hù),系統(tǒng)提供了分機(jī)臺(tái)、分崗位、分組、分車間、分品種的監(jiān)控方式,能

6、夠比較直觀地顯示機(jī)臺(tái)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)和生產(chǎn)數(shù)據(jù)。信息管理是對(duì)采集來(lái)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢索和綜合處理,以及對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析。其主要功能包括: 1)安全性管理。主要是針對(duì)遠(yuǎn)程在線監(jiān)控的客戶端用戶合法性的管理,從而達(dá)到保護(hù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)安全性的目的。采取的設(shè)計(jì)方案是服務(wù)器端監(jiān)控系統(tǒng)首先判斷客戶端用戶計(jì)算機(jī)IP地址的合法性,若合法,則根據(jù)用戶名和密碼來(lái)登錄系統(tǒng),若登錄成功,為其分配該賬戶所對(duì)應(yīng)的用戶功能權(quán)限,若登錄不成功,則提示錯(cuò)誤信息,同樣,如果IP地址不在用戶列表中,即不合法,則直接拒絕登錄。2)與ERP系統(tǒng)的有效集成。根據(jù)ERP系統(tǒng)提供的API數(shù)據(jù)接口,實(shí)現(xiàn)2個(gè)異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)的有效集成,其目的是從ER

7、P系統(tǒng)中讀取廠級(jí)領(lǐng)導(dǎo)為車間制定的各類生產(chǎn)指標(biāo)、工藝參數(shù)和品種生產(chǎn)計(jì)劃等。3)交接班數(shù)據(jù)的查詢與統(tǒng)計(jì)。對(duì)機(jī)臺(tái)的交接班下機(jī)產(chǎn)量、質(zhì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理,并通過(guò)查詢、統(tǒng)計(jì)、分析功能形成與產(chǎn)量、質(zhì)量相關(guān)的各類報(bào)表、曲線和分布圖,為生產(chǎn)管理者提供比較直觀、準(zhǔn)確的決策數(shù)據(jù)。4)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)維護(hù)。在局域網(wǎng)內(nèi),可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行和信息管理所需生產(chǎn)參數(shù)的統(tǒng)一編碼、錄入、更新和維護(hù)操作。5)統(tǒng)計(jì)與分析。統(tǒng)計(jì)分析功能主要包括:設(shè)備利用率數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)、歷史數(shù)據(jù)的查詢、歷史趨勢(shì)曲線的分析等,其中設(shè)備利用率主要是按年、月、日對(duì)設(shè)備利用情況的統(tǒng)計(jì);歷史數(shù)據(jù)查詢功能是一個(gè)多條件的查詢,根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果使廠級(jí)生產(chǎn)管理者可預(yù)測(cè)今后一段時(shí)間內(nèi)設(shè)備

8、的運(yùn)行情況、車間的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)情況;歷史趨勢(shì)曲線分析功能主要是針對(duì)不同用戶的不同需求,在歷史數(shù)據(jù)表中檢索與品種信息有關(guān)的各類數(shù)據(jù),然后根據(jù)分品種的原則形成用戶所需的各類統(tǒng)計(jì)結(jié)果,并以曲線的形式在終端顯示。按照上述系統(tǒng)功能的劃分原則,結(jié)合車間在生產(chǎn)管理方面的實(shí)際需求,在系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)時(shí),采用模塊化程序設(shè)計(jì)方法3,把整個(gè)系統(tǒng)功能進(jìn)行細(xì)化,使其形成系統(tǒng)管理、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)設(shè)置、生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集、產(chǎn)量質(zhì)量管理、數(shù)據(jù)錄入、統(tǒng)計(jì)分析、報(bào)表打印7個(gè)子模塊,每個(gè)子模塊完成相應(yīng)的管理功能。2. 2多Agent的生產(chǎn)管理模型設(shè)計(jì)由于生產(chǎn)管理數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性與計(jì)劃分配生產(chǎn)管理調(diào)度這一過(guò)程的各個(gè)環(huán)節(jié)息息相關(guān),相互之間是一種承上啟

9、下的關(guān)系,而不是相互獨(dú)立的,因此,在生產(chǎn)執(zhí)行過(guò)程中必須保證每個(gè)環(huán)節(jié)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的正確性,才能為企業(yè)生產(chǎn)管理者提供及時(shí)、準(zhǔn)確、可靠的數(shù)據(jù)依據(jù),從而做出科學(xué)合理的管理決策。但是,在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中,影響生產(chǎn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的因素太多,除機(jī)臺(tái)生產(chǎn)能力和人為因素外,還有品種重要程度、當(dāng)前成品、半成品的質(zhì)量、車間計(jì)劃的變動(dòng)以及一些意外情況等,所有這些因素可能會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)調(diào)度和重新安排機(jī)臺(tái)的生產(chǎn)計(jì)劃任務(wù),為此,構(gòu)建了多Agent的生產(chǎn)管理模型4,使車間的生產(chǎn)管理更加合理化。其模型如圖2所示。該模型將生產(chǎn)管理過(guò)程分為6類Agen,t即:月計(jì)劃Agen,t日計(jì)劃Agen,t監(jiān)測(cè)Agen,t資源Agen,t調(diào)度Agent和產(chǎn)

10、品Agent。首先由監(jiān)測(cè)系統(tǒng)從ERP系統(tǒng)中讀取車間的生產(chǎn)月計(jì)劃,在月初將月計(jì)劃Agent細(xì)分成日計(jì)劃Agen,t按照組崗、機(jī)臺(tái)生產(chǎn)能力分配計(jì)劃任務(wù)到機(jī)臺(tái),此時(shí)月計(jì)劃Agent自動(dòng)退出,啟動(dòng)日計(jì)劃Agen,t日計(jì)劃Agent開(kāi)始調(diào)用監(jiān)測(cè)Agent去招標(biāo),按照投標(biāo)制度5和機(jī)臺(tái)生產(chǎn)能力去申請(qǐng)資源Agen,t若成功,則開(kāi)始安排生產(chǎn)并啟用產(chǎn)品Agen;t否則,啟用調(diào)度Agen,t并上報(bào)意外情況,日計(jì)劃Agent、監(jiān)測(cè)Agent和產(chǎn)品Agent將自動(dòng)退出。對(duì)資源Agent而言, 1個(gè)資源Agent對(duì)應(yīng)1臺(tái)機(jī)臺(tái),主要存儲(chǔ)機(jī)臺(tái)信息、品種信息,當(dāng)它接到招標(biāo)書(shū)后,根據(jù)品種信息、生產(chǎn)計(jì)劃信息,判斷機(jī)臺(tái)是否具備生產(chǎn)能

11、力,若是,則進(jìn)行投標(biāo),中標(biāo)后安排生產(chǎn)并調(diào)用產(chǎn)品Agent。對(duì)產(chǎn)品Agent而言,通過(guò)建立一定的獎(jiǎng)罰制度,將生產(chǎn)數(shù)據(jù)、產(chǎn)品質(zhì)量與計(jì)劃任務(wù)指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比,形成管理決策數(shù)據(jù),在計(jì)劃生產(chǎn)監(jiān)控管理這一過(guò)程中,若發(fā)生更改計(jì)劃指標(biāo)或意外情況,將啟動(dòng)調(diào)度Agen,t由它按照資源Agent的投標(biāo)書(shū)進(jìn)行生產(chǎn)計(jì)劃的分配,并按一定的調(diào)度策略、評(píng)估值等信息來(lái)協(xié)調(diào)車間的生產(chǎn)任務(wù),實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的“實(shí)時(shí)”調(diào)度,同時(shí)將意外情況進(jìn)行記錄、反饋和協(xié)調(diào),以便領(lǐng)導(dǎo)做出管理決策,提高設(shè)備利用率。2. 3系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)2. 3. 1系統(tǒng)數(shù)據(jù)的劃分與存儲(chǔ)方法由于筒并捻車間計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)每個(gè)子系統(tǒng)包含的系統(tǒng)功能較多、工藝數(shù)據(jù)之間關(guān)系復(fù)雜、生產(chǎn)

12、數(shù)據(jù)采集量較大,為此,在系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)階段,采用數(shù)據(jù)鏈表和數(shù)據(jù)庫(kù)相結(jié)合的方法,將系統(tǒng)數(shù)據(jù)劃分為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù),對(duì)機(jī)臺(tái)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行集中管理和優(yōu)化存儲(chǔ)。其中,對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)而言,為了提高數(shù)據(jù)庫(kù)的檢索效率,緩沖服務(wù)器CPU的I/O操作和及時(shí)響應(yīng)客戶端用戶的并行操作,在數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)階段,采取了2種存儲(chǔ)方法:一是將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)暫存在預(yù)先設(shè)計(jì)好的數(shù)據(jù)鏈表中,并在內(nèi)存中開(kāi)辟一段緩沖區(qū),讓該鏈表暫存在其中,使得在服務(wù)器端的所有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的更新、查詢及統(tǒng)計(jì)操作都從鏈表中檢索數(shù)據(jù),而不直接從數(shù)據(jù)庫(kù)存取數(shù)據(jù),這種方法保證了系統(tǒng)用戶的并行操作,提高了系統(tǒng)數(shù)據(jù)的檢索效率;另一種方法是在數(shù)據(jù)庫(kù)中設(shè)計(jì)一個(gè)臨時(shí)數(shù)據(jù)表,在數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集過(guò)

13、程中,讓數(shù)據(jù)也暫存在該表中,并不斷用最新的數(shù)據(jù)對(duì)其進(jìn)行更新,該表主要為遠(yuǎn)程客戶端用戶的在線監(jiān)控提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。歷史數(shù)據(jù)表主要是用來(lái)存儲(chǔ)機(jī)臺(tái)交接班后的產(chǎn)量、質(zhì)量數(shù)據(jù),其數(shù)據(jù)量較大,保存時(shí)間較長(zhǎng)。2. 3. 2主子表結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法車間為了方便管理,最初給機(jī)臺(tái)編號(hào)時(shí)不同的機(jī)型采取相同的機(jī)臺(tái)編號(hào),這給機(jī)臺(tái)信息表的設(shè)計(jì)帶來(lái)了不便,在機(jī)臺(tái)信息表中以機(jī)臺(tái)編號(hào)為主鍵,則機(jī)臺(tái)編號(hào)重復(fù),違反了主鍵的唯一性,若以其他字段組合作為主鍵,則會(huì)降低系統(tǒng)的檢索效率,為此,在設(shè)計(jì)機(jī)臺(tái)信息表時(shí),采取了主子表結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法,將機(jī)臺(tái)信息表中的所有機(jī)臺(tái)按機(jī)型進(jìn)行分類形成子表,在主表中存儲(chǔ)機(jī)臺(tái)基本信息,在子表中存儲(chǔ)機(jī)臺(tái)編號(hào)、機(jī)型、是否監(jiān)

14、測(cè)標(biāo)志、組、崗、所屬車間、品種名稱等機(jī)臺(tái)的主要信息,主子表間通過(guò)“車間、機(jī)型”聯(lián)系建立相互關(guān)系,使其呈樹(shù)狀結(jié)構(gòu)6,如圖3所示。在此樹(shù)狀結(jié)構(gòu)中,根據(jù)機(jī)臺(tái)類型構(gòu)成了1棵有7個(gè)葉結(jié)點(diǎn)的二叉樹(shù),其有1個(gè)“機(jī)臺(tái)信息表”根節(jié)點(diǎn), 1個(gè)“分車間、機(jī)型”中間節(jié)點(diǎn)和7個(gè)葉子節(jié)點(diǎn),其中葉子節(jié)點(diǎn)代表每種機(jī)型的所有機(jī)臺(tái)對(duì)象,每種機(jī)臺(tái)對(duì)象主要包括機(jī)臺(tái)編號(hào)、機(jī)型、是否監(jiān)測(cè)標(biāo)志、組、崗、所屬車間、品種名稱、是否有效等詳細(xì)信息,主鍵為機(jī)臺(tái)編號(hào)(MachineID)。為了使車間的每個(gè)機(jī)臺(tái)具有唯一標(biāo)識(shí),在主表中引入了“機(jī)臺(tái)標(biāo)識(shí)符”字段,在樹(shù)狀結(jié)構(gòu)中,采取從根結(jié)點(diǎn)到葉結(jié)點(diǎn),從向左向右的編碼規(guī)則為其編碼,其值為“M+車間+機(jī)型編號(hào)+

15、機(jī)臺(tái)編號(hào)”,這樣保證了主表中機(jī)臺(tái)標(biāo)識(shí)符是唯一的,從根本上解決了機(jī)臺(tái)編號(hào)重復(fù)的現(xiàn)象。以標(biāo)識(shí)符字段值“M2QL08”為例,其中的“M”代表根結(jié)點(diǎn),“2”代表南車間,“QL”表示轉(zhuǎn)杯紡,“08”表示機(jī)臺(tái)的編號(hào),在錄入機(jī)臺(tái)信息時(shí),首先檢查子表中是否有轉(zhuǎn)杯紡機(jī)型對(duì)應(yīng)的機(jī)臺(tái)編號(hào),若有則為主表中的機(jī)臺(tái)標(biāo)識(shí)字段編碼,并將其值存儲(chǔ)在“機(jī)臺(tái)標(biāo)識(shí)符”字段,否則,提示錯(cuò)誤。在數(shù)據(jù)采集過(guò)程中,所有機(jī)臺(tái)以“機(jī)臺(tái)標(biāo)識(shí)符”作為主鍵將所有有效機(jī)臺(tái)信息裝入數(shù)據(jù)鏈表中,并按“機(jī)臺(tái)標(biāo)識(shí)符”的順序與下位機(jī)進(jìn)行通信。2. 4數(shù)據(jù)整合方法通過(guò)對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的分類和相互之間關(guān)系的分析,所采取的數(shù)據(jù)整合方法為: 1)在系統(tǒng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集過(guò)程中,

16、借助多Agent的生產(chǎn)管理模型,根據(jù)當(dāng)日機(jī)臺(tái)的品種生產(chǎn)計(jì)劃,對(duì)機(jī)臺(tái)的實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控,將異常的品種計(jì)劃數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)反饋,使車間領(lǐng)導(dǎo)及時(shí)做出決策,進(jìn)行生產(chǎn)過(guò)程調(diào)度,并在月初對(duì)生產(chǎn)計(jì)劃進(jìn)行修正; 2)采用.NET分層架構(gòu),將系統(tǒng)分解成UI(user interface)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、通信、實(shí)體定義以及業(yè)務(wù)邏輯等層次,使數(shù)據(jù)在高端軟件定義中以對(duì)象和消息機(jī)制來(lái)傳遞,其中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)包含數(shù)據(jù)庫(kù)的連接以及操作通信,業(yè)務(wù)邏輯包含數(shù)據(jù)處理以及協(xié)議分解等,通信層包含了與下位機(jī)監(jiān)測(cè)器串口通信管理,這樣,既能夠保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾?又能較充分地利用系統(tǒng)資源,加快數(shù)據(jù)的存取速度,有效地提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。2. 5基于多線

17、程的數(shù)據(jù)采集技術(shù)為了使接收到的數(shù)據(jù)得到及時(shí)處理和系統(tǒng)響應(yīng)其他用戶的并發(fā)操作,在系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程中利用VC +.NET的W indowsAPI串行端口通信編程技術(shù)和多線程技術(shù)7。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中,創(chuàng)建了一個(gè)工作者線程(數(shù)據(jù)采集主線程)和多個(gè)用戶界面線程,將數(shù)據(jù)采集功能寫(xiě)成了工作者線程,讓其在后臺(tái)自動(dòng)運(yùn)行,循環(huán)不間斷的采集監(jiān)測(cè)器中的生產(chǎn)數(shù)據(jù),只有應(yīng)用程序通知數(shù)據(jù)采集主線程停止的時(shí)候,它才立刻停止并退出循環(huán)采集的線程,否則一直運(yùn)行。多個(gè)用戶界面線程用來(lái)實(shí)現(xiàn)以機(jī)臺(tái)車間分布圖、數(shù)據(jù)列表、曲線的形式實(shí)時(shí)繪制、刷新生產(chǎn)數(shù)據(jù)以及其他用戶界面操作。數(shù)據(jù)采集過(guò)程為:當(dāng)系統(tǒng)正常啟動(dòng)后,首先創(chuàng)建1個(gè)機(jī)臺(tái)信息數(shù)據(jù)鏈表,然后

18、從機(jī)臺(tái)信息表中按照“機(jī)臺(tái)標(biāo)識(shí)符”的順序檢索所有有效的機(jī)臺(tái)信息,將其封裝在此鏈表中,再啟動(dòng)工作者線程,根據(jù)鏈表中的機(jī)臺(tái)信息開(kāi)始與監(jiān)測(cè)器建立通信機(jī)制。在通信過(guò)程中,上位機(jī)給監(jiān)測(cè)器群發(fā)通信指令,當(dāng)相應(yīng)監(jiān)測(cè)器收到指令后,按照指令格式回送應(yīng)答信息,而上位機(jī)按監(jiān)測(cè)器返回的應(yīng)答信息來(lái)判斷通信是否成功,如果成功,利用WriteFile()函數(shù)再發(fā)送一幀指令,正式采集監(jiān)測(cè)器中的生產(chǎn)數(shù)據(jù),監(jiān)測(cè)器收到指令后將數(shù)據(jù)信息回送到上位機(jī)串行口緩沖區(qū),上位機(jī)利用ReadFile()函數(shù)從緩沖區(qū)內(nèi)讀出數(shù)據(jù),同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn),將校驗(yàn)成功的數(shù)據(jù)存入雙向產(chǎn)量數(shù)據(jù)表中,否則,提示錯(cuò)誤。當(dāng)采集完所有機(jī)臺(tái)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)后,首先根據(jù)鏈表中的機(jī)

19、臺(tái)、品種信息和生產(chǎn)數(shù)據(jù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中臨時(shí)產(chǎn)量表中的數(shù)據(jù)執(zhí)行更新操作,然后從表尾開(kāi)始對(duì)鏈表中的數(shù)據(jù)執(zhí)行先給顯示變量賦值后清空指定位置數(shù)據(jù)的操作,直到鏈表中的數(shù)據(jù)清空為止,則完成了1次循環(huán)采集。周而復(fù)始,重復(fù)以上操作。數(shù)據(jù)采集流程如圖4所示。3雙向數(shù)據(jù)鏈表的設(shè)計(jì)上位機(jī)每次采集完監(jiān)測(cè)器中的數(shù)據(jù)后,進(jìn)行大量的計(jì)算、統(tǒng)計(jì)、處理,然后將結(jié)果存入數(shù)據(jù)庫(kù)的臨時(shí)產(chǎn)量表中,并以各種動(dòng)態(tài)的形式在終端顯示,接著指向下個(gè)節(jié)點(diǎn),重復(fù)以上操作。這種數(shù)據(jù)采集方式雖然利用多線程技術(shù)很好地解決了多用戶的并發(fā)操作,但是數(shù)據(jù)庫(kù)的更新操作過(guò)于頻繁,每采集1次數(shù)據(jù)需要對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)執(zhí)行1次更新操作,使得數(shù)據(jù)采集的大部分時(shí)間被數(shù)據(jù)庫(kù)的更新操作所占用

20、,而且多用戶同時(shí)讀寫(xiě)同一條數(shù)據(jù)時(shí)易引起如下問(wèn)題: 1)數(shù)據(jù)更新緩慢; 2)因處理大量的數(shù)據(jù),易引起內(nèi)存數(shù)據(jù)泄漏。為此,利用C+的標(biāo)準(zhǔn)模板庫(kù)STL (standardtemplate library)結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)、安全機(jī)制完善、內(nèi)存管理優(yōu)秀8的特點(diǎn),在上位機(jī)與監(jiān)測(cè)器之間建立通信機(jī)制之前,為了釋放上位機(jī)CPU的部分時(shí)間片,響應(yīng)用戶的其他并行操作,利用STL技術(shù)動(dòng)態(tài)創(chuàng)建一個(gè)容納生產(chǎn)數(shù)據(jù)的雙向產(chǎn)量數(shù)據(jù)鏈表lis,t其命令為listCCollectOb*jmyLis,t并利用listCMachineObj*: iterator iter聲明迭代器,其list如圖5所示。上位機(jī)將采集來(lái)的機(jī)臺(tái)數(shù)據(jù)經(jīng)計(jì)算后,按機(jī)

21、臺(tái)標(biāo)識(shí)碼的順序用命令myLis.t push-front()將其插入數(shù)據(jù)鏈表list頭節(jié)點(diǎn)的前面,并且頭指針指向新插入數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn),將相關(guān)數(shù)據(jù)按照機(jī)臺(tái)標(biāo)識(shí)符暫存在鏈表中,當(dāng)表尾指針和頭指針指向同個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí),只需表尾指針前移1個(gè)節(jié)點(diǎn)。當(dāng)所有的機(jī)臺(tái)數(shù)據(jù)采集完后,數(shù)據(jù)采集流程暫停1. 5 s,根據(jù)鏈表list中的機(jī)臺(tái)、品種信息和生產(chǎn)數(shù)據(jù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中臨時(shí)產(chǎn)量表的數(shù)據(jù)執(zhí)行更新操作,然后從表尾開(kāi)始對(duì)鏈表list中的數(shù)據(jù)執(zhí)行先為顯示變量賦值后清空指定位置數(shù)據(jù)的操作,同時(shí)根據(jù)實(shí)際的繪圖區(qū)域重新定義指向繪圖窗口的指針和設(shè)備描述表指針,并引用機(jī)臺(tái)對(duì)象的Draw方法在視圖中按照機(jī)臺(tái)信息、品種信息、生產(chǎn)數(shù)據(jù)、狀態(tài)屬性實(shí)現(xiàn)動(dòng)

22、態(tài)圖形繪制。繪制完畢后,要對(duì)繪圖區(qū)域進(jìn)行刷新,最后將鏈表中所有的數(shù)據(jù)釋放,如果需要數(shù)據(jù)采集退出,還要釋放機(jī)臺(tái)對(duì)象所占用的存儲(chǔ)空間,其代碼如下所示:listCMonitorOb*j: iterator iter; for ( iter = myList. begin ( ); iter ! = myList. end(); iter+)myList. remove( iter); /釋放對(duì)象占用的存儲(chǔ)空間通過(guò)STL所提供的列表容器,采取用空間換時(shí)間的方法改進(jìn)了數(shù)據(jù)采集過(guò)程,減少了數(shù)據(jù)庫(kù)的更新操作次數(shù),很大程度上節(jié)約了執(zhí)行數(shù)據(jù)庫(kù)更新操作所占用的時(shí)間,提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和實(shí)時(shí)性,有效防止了內(nèi)存數(shù)據(jù)泄

23、露的問(wèn)題。4實(shí)際應(yīng)用分析筒并捻車間計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在陜西咸陽(yáng)某紡織廠的筒并捻車間運(yùn)行以來(lái),已成功實(shí)現(xiàn)了機(jī)臺(tái)產(chǎn)量、車速、效率、停車時(shí)間的監(jiān)測(cè)、質(zhì)量的實(shí)際管理與各項(xiàng)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì),而且實(shí)踐證明系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定,數(shù)據(jù)采集準(zhǔn)確,主要管理功能基本上滿足了車間在生產(chǎn)管理方面的實(shí)際需要,并且機(jī)臺(tái)異常信息反饋及時(shí),為領(lǐng)導(dǎo)決策提供了有力的信息支持,獲得了用戶的好評(píng)。經(jīng)實(shí)際應(yīng)用分析,系統(tǒng)主要有如下優(yōu)點(diǎn):1)實(shí)用性較好。在設(shè)計(jì)過(guò)程中,充分考慮了系統(tǒng)數(shù)據(jù)的所有來(lái)源,對(duì)不同來(lái)源的數(shù)據(jù)進(jìn)行了詳細(xì)的劃分和歸類,最后對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行了整合,增強(qiáng)了系統(tǒng)數(shù)據(jù)的完整性和實(shí)用性。2)靈活性較好。通過(guò)局域網(wǎng),可實(shí)現(xiàn)C/S結(jié)構(gòu)的遠(yuǎn)程在線實(shí)時(shí)監(jiān)控和機(jī)

24、臺(tái)異常數(shù)據(jù)的診斷,以及實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)信息的規(guī)范化管理,減少重復(fù)的人工勞動(dòng),避免因手工誤抄而造成的主觀隨機(jī)錯(cuò)誤。3)擴(kuò)展性較好。由于在數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)階段,采取了主-子表結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法,有效地避免了在不同車間機(jī)臺(tái)編號(hào)重復(fù)的現(xiàn)象,故系統(tǒng)稍做改動(dòng)可擴(kuò)充其他車間使用或升級(jí)到紡織廠生產(chǎn)信息監(jiān)控系統(tǒng)。4)全面性較好。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了從制定生產(chǎn)計(jì)劃到生產(chǎn)任務(wù)分配,從生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控到產(chǎn)量、質(zhì)量的各種統(tǒng)計(jì)。5結(jié)語(yǔ)筒并捻計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采取高性能的C/S應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu),將多線程技術(shù)、STL鏈表技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)和異步串口通信技術(shù)相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)了機(jī)臺(tái)生產(chǎn)數(shù)據(jù)和運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),提高了數(shù)據(jù)采集的實(shí)時(shí)性和系統(tǒng)用戶的并發(fā)操作,有效防止了因處

25、理大量的數(shù)據(jù)而引起的內(nèi)存數(shù)據(jù)泄漏問(wèn)題,降低了數(shù)據(jù)庫(kù)的更新操作,在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)取得了良好的效果。該系統(tǒng)集機(jī)臺(tái)生產(chǎn)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)和車間信息管理為一體,實(shí)現(xiàn)了多車間、多機(jī)型、多品種的網(wǎng)絡(luò)化管理,提高了筒并捻車間的工作效率,降低了企業(yè)的勞動(dòng)力成本,加強(qiáng)了生產(chǎn)過(guò)程的監(jiān)控和調(diào)度,促進(jìn)了紡織企業(yè)生產(chǎn)管理信息化和網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展。參考文獻(xiàn):1梅自強(qiáng).我國(guó)棉紡織行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)與應(yīng)對(duì)措施J.棉紡織技術(shù), 2008, 36(1): 2-3.MEI Ziqiang. Facing challenges and resolvingmeasuresof national cotton textile industry J. Cotto

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