基于RS232C通信和以太網通信的稱重管理系統設計

高亞丹+徐世許+張永敏

引言

目前，隨著社會生產水平的不斷提高及生產技術的不斷發展，企業的生產不斷發展壯大、廠房規模不斷擴建，相應的生產數據日益復雜、數據量不斷加大，原有的數據管理模式越來越顯得捉襟見肘，而將數據的網絡化傳輸技術及信息化管理技術應用到生產自動化和辦公自動化中可有效提高生產效率，但目前該技術的實際應用層次仍較淺，存在的問題較多，如不同平臺、不同部門之間的數據仍未做到有效地共享與交流，再者，一些數據的重復性統計導致了數據準確性的丟失，降低了數據的價值。

傳統的人工抄表方式，傳送數據的統計方式費時、費力、工作量大、易出錯，且不利于信息的實時傳遞與共享，尤其對于距離相對較遠的廠房、設備分布相對分散的車間，傳統方法對于數據的統計與共享更加困難，嚴重影響了企業的生產效率，造成了企業的產能過剩。

相比于國內，國外企業的信息化管理起步較早、經驗豐富，且已有許多相對成熟的模式，如將財務管理軟件及倉儲管理軟件廣泛應用于企業生產數據的管理與共享，再者將ERP系統應用于企業生產，有利于企業管理水平的提高，有效地提高了企業的生產效率、減少了工人的工作量、提高了產能。

1稱重管理系統硬件結構

稱重管理系統的硬件主要由1臺上位機和8臺托利多稱重儀表組成。8臺稱重儀表中，1臺通過以太網進行TCP/IP通信的條碼打印稱重儀表，7臺進行RS232C通信的稱重儀表。稱重管理系統硬件結構如圖1所示，此設計方案中，上位機端用了RS232C擴展卡，未用RS485擴展卡，因此圖1設計方案的缺點是傳輸過程中用了大量轉換器，若維護不當，會造成連接頭處松動，影響數據傳輸；但RS232C擴展卡價格低廉，從企業成本看，其優點是可以節約成本。

2上位機程序設計

2.1軟件設計流程

上位機和托利多稱重儀表實現基于Visual Basic開發環境下的串行通信，稱重儀表的數據通過串口實時發送給上位機，上位機將讀取的數據進行數據截取、轉換，稱重數據就可以實時顯示在VB運行畫面中，與此同時，稱重數據可以存儲到數據庫中，以便于對數據進行查詢追溯功能，既方便了對稱重過程的監管，又對工人的操作進行了約束。

公司生產車間的8臺秤中，有7臺秤的通信方式為RS232C通信；一臺條形碼打印計價秤的通信方式為以太網通信。該系統是在VB6.0環境下編程，簡單方便。利用VB可以開發出具有良好的交互功能、兼容性和拓展性的應用程序。

軟件設計流程如圖2所示。這7臺稱重顯示儀表，在RS232C通信的基礎上，利用VB中的MSComm控件編寫上位機與儀表通信程序，進行稱重數據采集，并將數據存入Access數據庫#1中。針對條形碼打印計價秤，在以太網通信的基礎上，調用儀表廠家提供的上位機流水回收軟件對其稱重數據進行回收，并寫入上位機的Access數據庫#2中。同時數據庫#1調用數據庫群2中的有效數據，將8臺托利多儀表的稱重數據集中存放在數據庫#1中。

2.2RS232C通信接線圖

上位機和7臺稱重顯示儀表基于RS232C進行通信稱重顯示儀表的RS232C接口為25針，在硬件接線時，將25針接口轉換為9針接口。RS232C通信受到傳輸距離的限制，實際傳輸距離的最大約為15米，標準值取50英尺。針對這一缺點，可以在遠距離通信時加入RS485轉換器，由RS485通信代替長距離的RS232C通信。

RS232C通信時通信示意圖如圖3所示，RS232C端口1的發送端（TXD）與RS232C端口2的接收端（RXD）相連；RS232C端口1的接收端（RXD）與RS232C端口2的發送端（TXD）相連；兩個端口的數據信號地連接，方向總是由發送端指向接收端。

2.3TCP/IP協議簡介

TCP/IP通信協議結構只有四層，包括應用層、傳輸層、網際層、網絡接口層，每層在實現自己功能時，直接使用下層提供的服務，它也為自己的上層提供信息。在上位機和托利多儀表的通信中，通信協議采用“應用進程-TCP-IP-網絡接口”方式。

2.3.1基于以太網通信的稱重儀表

通過以太網進行TCP/IP通信，條碼秤儀表主體有以太網端口，可通過以太網線直接和上位機相連。稱重數據上傳之前，需要先對該秤的IP進行設置。條碼秤端設置完畢，當使用條碼秤稱重完成后，按下“打印”按鍵，從秤體會打印一張標簽，標簽的格式在使用前進行設置，打印完標簽的同時，稱重的數據會傳輸到上位機流水回收軟件設置指定的數據庫#2中。

上位機的條碼秤流水回收軟件是由儀表廠家提供的，以以太網為通信基礎，主要用來接收該系列秤的稱重數據。點擊“設置”按鈕，進入配置管理器界面如圖4，可以對該條碼秤上傳數據所存儲的位置、條碼秤的IP等進行設置。

該條碼秤的稱重數據統一存儲在Access數據庫中，存儲位置是固定在某一位置（設置為D盤），因此在“數據庫設置”選項里，做了設置。選中了“支持Access數據庫”，并設置了數據庫文件。在“系統設置”里面，需要將其通信模式選為“支持TCP模式”，服務器端口號為“5001”，在“電子秤列表”里面，需要將該秤的命名，IP地址以及秤類型添加進去。

添加完成該條碼秤的信息，點擊“保存設置”，就完成了對條碼秤的設置，這時，這臺條碼秤的相關信息就顯示在列表中。點擊“退出”按鈕，又進入了主界面。這時，單擊“開始”，就可以進行條碼秤數據的上傳。

在編寫的RS232C通信的稱重管理系統中，直接調用此以太網通信的軟件，同時將D盤存放以太網數據的數據庫中的數據與其他7臺數據庫的數據結合在一起，就完成了RS232C通信和以太網通信的結合。

4結束語

本課題依托RS232C通信和以太網通信原理，以梅特勒.托利多的工業電子秤為硬件基礎，以可視化編程工具VB為軟件基礎，通過設計界面和編程完成了基于RS232C通信和以太網通信的稱重管理系統，經過實驗室模擬調試和現場調試后，系統運行良好，已在企業持續使用，滿足的企業的生產需求，改善了企業原有的人工記錄的模式，提高了企業數據查看和追溯的效率，對很多行業中類似問題的解決有一定的參考價值和借鑒意義。endprint