基于VB環(huán)境下開發(fā)的配料稱重系統(tǒng)

1、基于VB環(huán)境下開發(fā)的配料稱重系統(tǒng)朱金平 楊明南京航空航天大學(xué) 機(jī)電學(xué)院 210016 摘要：本文詳細(xì)介紹了在Windows98環(huán)境下使用Visual Basic6.0開發(fā)出的一套實(shí)用的配料稱重控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)主要包括了數(shù)據(jù)的管理和處理、數(shù)據(jù)的接收與發(fā)送和組態(tài)軟件通訊的DDE。同時(shí)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了各配料控制設(shè)備間的信號通訊和數(shù)據(jù)管理，具有很高的實(shí)用性和可靠性。 關(guān)鍵詞：配料稱重系統(tǒng);數(shù)據(jù)管理;DDE; PLC中圖分類號： TP311前言如今配料幾乎涉及到工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域，特別是在化工領(lǐng)域中尤為廣泛。然而我國在該領(lǐng)域中還是以人工方式為主，機(jī)械自動(dòng)化為輔的一種生產(chǎn)方式。所以稱重精度比較低并嚴(yán)重影

2、響了生產(chǎn)效率，同時(shí)有些化工原料還對人體健康有嚴(yán)重的危害。所以對配料稱重系統(tǒng)自動(dòng)化生產(chǎn)的研究和開發(fā)已經(jīng)成為一個(gè)非常迫切的問題。隨著微機(jī)性能、價(jià)格和軟件水平的不斷提高，開發(fā)出一套適合實(shí)際應(yīng)用的配料稱重系統(tǒng)已經(jīng)不再是一件很困難的事了。1. 系統(tǒng)的組成在介紹系統(tǒng)組成前先介紹一下生產(chǎn)的流程。圖1是整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)際生產(chǎn)流程圖。在實(shí)際生產(chǎn)中先把加料斗1原料加入到稱重斗中，經(jīng)稱重斗稱重后直接放入到校核斗中然后在加入下一個(gè)加料斗原料，以此類推。在所有原料都稱完后再在校核斗中校核一下所有原料的重量，然后再加入到混合斗中進(jìn)行混合，混合完后把混合料放入到包裝斗中進(jìn)行包裝，包裝完后就直接輸出了成品。實(shí)現(xiàn)上述生產(chǎn)控制所需要

3、的系統(tǒng)硬件組成是PC機(jī)、全功能多組分重量配料控制器、稱重傳感器、RS232/485轉(zhuǎn)接卡、RS485總線、PLC。其中全功能多組分重量配料控制器應(yīng)配備雙方向的BCD、RS485、D/A轉(zhuǎn)化等數(shù)字通信接口，還應(yīng)有PLC專用接口。如美國UNIPULSE公司生產(chǎn)的F800和F701全功能多組分重量配料控制器（以下簡稱配料控制器）。軟件組成是VB6.0管理控制軟件、Access2000數(shù)據(jù)庫、組態(tài)王軟件。Microsoft公司的VB6.0是當(dāng)今世界上最優(yōu)秀的開發(fā)工具之一，它擁有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能和報(bào)表打印功能，同時(shí)能方便快速的與外部進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。本套系統(tǒng)的通訊實(shí)現(xiàn)的功能就是利用VB6.0開發(fā)出來的，其

4、具有實(shí)用性能好，可靠性高的特點(diǎn)。使用RS232/485轉(zhuǎn)接卡，提高了系統(tǒng)的抗干擾性，同時(shí)增加了信號的傳輸距離和增強(qiáng)了外掛通訊設(shè)備的能力。從而解決了PC機(jī)一個(gè)Com口與多個(gè)配料控制器通訊的問題。配料控制器主要與VB程序和PLC程序交換數(shù)據(jù)（包括發(fā)送和接收）。PLC主要特點(diǎn)是穩(wěn)定性好、可靠性高、能在很惡劣的環(huán)境下運(yùn)行。在本系統(tǒng)中主要用其去控制稱重傳感器，并與配料控制器和組態(tài)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。加料斗1加料斗n 校核斗 混料斗 包裝成品 稱重斗 . . . . . . 稱重傳感器（與配料控制器配合使用）圖 1 生產(chǎn)流程示意圖在數(shù)據(jù)交換方面組態(tài)軟件具有強(qiáng)大的功能，它能很方便的與PLC進(jìn)行實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)交換。

5、并且它與VB程序能很方便的進(jìn)行DDE(動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換)連接。同時(shí)用DDE方式來代替總線傳輸方式可以大大減少外部的干擾，提高系統(tǒng)的可靠性。并在很大程度上減少了整個(gè)系統(tǒng)的成本，同時(shí)也降低了系統(tǒng)的維護(hù)成本。系統(tǒng)的整個(gè)數(shù)據(jù)流程圖如圖2所示。下面主要講述了系統(tǒng)的整個(gè)數(shù)據(jù)流程：首先通過PC機(jī)中VB管理控制軟件設(shè)定各配料不同原料的各項(xiàng)值，然后通過PC機(jī)的Com口和RS232/485總線把值傳入到配料控制器中；然后由這些值通過PLC去控制其它部分（如各個(gè)斗的閥門開關(guān)），PLC同時(shí)接收控制部分的信號并把它傳給配料控制器和組態(tài)軟件；然后通過PC組態(tài)軟件的DDE連接通知VB程序去讀取配料控制器的數(shù)據(jù)；最后對這些數(shù)據(jù)進(jìn)

6、行分析和處理。在這里VB程序和PC組態(tài)軟件是放在同一臺PC機(jī)中的，它們的DDE連接是通過軟件給予實(shí)現(xiàn)的。 PC機(jī)VB管理控制 RS232RS232/485轉(zhuǎn)接卡 PLCPC組態(tài)軟件wwDDE W 配料控制器圖2 數(shù)據(jù)流程示意圖2.軟件實(shí)現(xiàn)下面主要介紹的是VB管理控制軟件的具體實(shí)現(xiàn)過程，其主要功能是實(shí)現(xiàn)與配料控制器的數(shù)據(jù)交換、與組態(tài)軟件的DDE連接和數(shù)據(jù)交換、同時(shí)還要實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的管理。 在實(shí)際操作中用七大模塊來實(shí)現(xiàn)上述所要求的功能，其分別是：初始化模塊、管理員和用戶管理模塊、配料參數(shù)設(shè)置模塊、數(shù)據(jù)發(fā)送模塊、組態(tài)軟件DDE模塊、數(shù)據(jù)接收和處理模塊、報(bào)表打印模塊。下面詳細(xì)的介紹了各個(gè)模塊的主要實(shí)現(xiàn)的

7、功能。2.1 系統(tǒng)初始化模塊系統(tǒng)初始化模塊主要是對本軟件中的串行通訊控件Mscomm和配料控制器的各項(xiàng)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，即設(shè)置好雙方的通訊協(xié)議，同時(shí)應(yīng)設(shè)置好配料控制器的識別地址ID。對于scomm控件的初始化主要是對以下幾個(gè)屬性和方法的設(shè)定，如下：Settings 設(shè)置或返回通信數(shù)據(jù)格式，包括波特率、奇偶校驗(yàn)碼、停止位；CommPort 設(shè)置并返回通信端口號；PortOpen 設(shè)置或返回通信端口的狀態(tài)；InPutlen 接收緩沖區(qū)讀取的字符數(shù)；InBuffercount 清空接收緩沖區(qū)讀取的字符；其中波特率應(yīng)與配料控制器的波特率設(shè)置的一樣。同時(shí)為提高通訊的可靠性，還應(yīng)用Mscomm控件的Onc

8、omm事件捕獲通訊事件，并檢測和處理通訊中的錯(cuò)誤。對于配料控制器的初始化主要是設(shè)置其ID地址。因?yàn)樵谕ㄓ嵾^程中，程序是根據(jù)不同的地址來尋找相應(yīng)的配料控制器，然后再進(jìn)行相應(yīng)的操作。與此同時(shí)還需把所有的配料控制器的波特率設(shè)置成與Mscomm控件的波特率一樣，相應(yīng)的配料控制器中的地址應(yīng)與程序中的設(shè)定一樣。2.2 管理員和用戶管理模塊為了提高軟件應(yīng)用安全性，一般軟件都應(yīng)考慮用戶的權(quán)限，以防止其他不相干人員修改參數(shù)而帶來的損失。本模塊功能是參照Windows 2000的管理模式的，即有一個(gè)管理員，他的權(quán)限能修改任何參數(shù)，如有權(quán)刪除和修改一般用戶的信息，創(chuàng)建新的用戶名和密碼等功能。一般用戶只能修改自己所創(chuàng)

9、建的參數(shù)，而不允許修改其他用戶信息。該模塊的設(shè)置大大提高了本系統(tǒng)的安全性。2.3配料參數(shù)設(shè)置模塊一種配料往往都包含幾種甚至幾十種原料，而且每種原料的各項(xiàng)指標(biāo)又不一樣（如重量值，上下偏差等），所以必須對每種原料的各項(xiàng)指標(biāo)分別進(jìn)行設(shè)置，然后再根據(jù)這些值控制配料的配制過程。本模塊就是為了具體實(shí)現(xiàn)這種功能的。在本模塊中用戶可以添加新的配料和修改原配料，但不能修改已經(jīng)配過料的配料。這就避免了因人為的誤操作而引起數(shù)據(jù)的丟失，保證了數(shù)據(jù)的完整性，使得數(shù)據(jù)管理更加合理和規(guī)范。同時(shí)在未配過料的配料中用戶可以對配料各項(xiàng)值進(jìn)行增加、修改、刪除等操作。這樣能給用戶以極大的方便及靈活性。2.4數(shù)據(jù)發(fā)送模塊本模塊主要的功

10、能就是實(shí)現(xiàn)把用戶設(shè)定的配料信息通過Com口傳到配料控制器中，再通過配料控制器進(jìn)行其他具體操作。在本系統(tǒng)中數(shù)據(jù)發(fā)送的好壞直接影響著配料的質(zhì)量，而質(zhì)量的好壞則可以直接評價(jià)軟件控制系統(tǒng)的優(yōu)或劣。本模塊采取了一些手段以用來提高數(shù)據(jù)發(fā)送的可靠性。首先，本模塊應(yīng)用串行通訊控件Mscomm的OnComm事件來捕獲通訊事件，檢測和處理通訊中出現(xiàn)的錯(cuò)誤。用CommEvent屬性來保存OnComm事件發(fā)生的錯(cuò)誤或事件的數(shù)值代碼，同時(shí)對其進(jìn)行相應(yīng)的處理。其次，在打開通訊端口時(shí)要檢測其端口是否已關(guān)閉，未關(guān)閉的先把其關(guān)閉后再打開，以防止傳輸時(shí)把A地址的信號傳到B地址上的配料控制器中。同時(shí)在傳輸前要檢測其端口是否已打開，

11、以免發(fā)生通訊錯(cuò)誤。最后在通訊完之后，應(yīng)立即關(guān)閉通訊端口。最后，因?yàn)樵赪indows操作系統(tǒng)中，兩次的通訊間隔必須是大于55ms，如果間隔小于55ms，則很可能會引起通訊的混亂，甚至?xí)鹣到y(tǒng)的癱瘓。所以在此模塊中添加了一延時(shí)功能。通過以上手段，使得本系統(tǒng)的可靠性得到了很 大的提高。2.5 組態(tài)軟件DDE模塊本模塊是本系統(tǒng)的最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。因?yàn)樗呛髢赡K正常運(yùn)行的前提條件。它的主要功能是接收幾個(gè)稱重傳感器的到位信號。稱重傳感器的到位信號是通過PLC傳到組態(tài)軟件中，然后再通過組態(tài)軟件的DDE與VB控制程序相聯(lián)接。在DDE聯(lián)接中組態(tài)軟件與VB控制程序的到位信號是一一對應(yīng)的。即如果傳感器1的到位信

12、號到達(dá)組態(tài)軟件中時(shí)，VB控制程序就同時(shí)去讀取傳感器1所對應(yīng)的配料控制器的值。這樣就很好的保證了信號的實(shí)時(shí)性和接收到數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。同時(shí)提高了系統(tǒng)的可靠性和降低了系統(tǒng)的誤差。2.6 數(shù)據(jù)接收和處理模塊本模塊的主要功能就是接收配料控制器的數(shù)據(jù)，即實(shí)際配方過程中的各項(xiàng)指標(biāo)值。這些值的接收使用戶能很清楚的知道自己產(chǎn)品的生產(chǎn)狀況。該部分與發(fā)送數(shù)據(jù)模塊一樣也涉及到數(shù)據(jù)采集的可靠性問題。在該模塊除采用以上模塊的三種手段外在接收緩沖區(qū)數(shù)據(jù)時(shí)還設(shè)置了判斷其達(dá)到一定位數(shù)時(shí)才去讀取數(shù)據(jù)，這樣能避免接收到許多干擾信號。數(shù)據(jù)的處理不僅要把接收到的數(shù)據(jù)放到相應(yīng)的數(shù)據(jù)表中，如得到原料實(shí)際值的數(shù)據(jù)放到原料消耗表里，得到的包裝數(shù)

13、據(jù)應(yīng)把它放到包裝數(shù)據(jù)表中等；還要對這些得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理，如根據(jù)得到的值算出原料的實(shí)際消耗量和耗料率。這樣就大大提高了用戶的工作效率。2.7報(bào)表打印模塊在實(shí)際的生產(chǎn)過程中，及時(shí)的獲取生產(chǎn)數(shù)據(jù)就能及時(shí)的反映出生產(chǎn)的狀況，用戶就可以根據(jù)獲得的狀況采取一些必要的操作。同時(shí)用戶也可能想統(tǒng)計(jì)以前某天、某周、某月、某年的各種生產(chǎn)數(shù)據(jù)時(shí)本模塊就能幫助用戶很好的完成這些操作。本模塊是按日、周、月、年統(tǒng)計(jì)各種不同的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)包含了許多不同的報(bào)表，比如用戶想看某一天生產(chǎn)出多少袋產(chǎn)品時(shí)可以選擇打印包裝表等。同時(shí)有些生產(chǎn)數(shù)據(jù)是用圖表方式打印出來的，這樣在很大程度上滿足了不同用戶的需求。本模塊在很大程度上節(jié)

14、省了用戶廠家管理成本。3. 結(jié)束語本文所設(shè)計(jì)的這套系統(tǒng)完全符合稱重配料領(lǐng)域的實(shí)際要求，并具有較高的可靠性?，F(xiàn)已應(yīng)用于國內(nèi)多家從事配料廠家的實(shí)際生產(chǎn)中。參考文獻(xiàn)1. David Jung等著 前導(dǎo)工作室 譯.Visual Basic 6開發(fā)人員參考手冊，機(jī)械工業(yè)出版社，2000.12. 范逸之，Visual Basic 與RS232串行通訊控制，中國青年出版社，20003. 組太王使用手冊，北京亞控自動(dòng)化軟件科技有限公司，1999 A Kind Of System About Ingredient Weight Based On VBIs RealizedZhu Jinping Yang Min

15、g( College Of Mechanical & Electronical Engineering Nanjing University Of Aeronautics And Astronautics, Nanjing 210016,China)Abstract: The article introduced a kind of system about ingredient weight based on VB6.0 in Windows98. The control Systemmainly included data processing and data operation, included data communication, included DDE about ZUTA software communication . The control system mainly aimed at signal communication between control devices and data processing. The syst