0引言
目前精米市場競爭非常激烈‚這種競爭不僅是產品質量的競爭‚同時也是產品價格的競爭‚這就要求必須把握原料采購、生產加工、產品銷售的各環節‚用實際數據去分析影響產品質量和生產成本的各種因素‚從而製定科學合理的改進措施［1］。精米生產線中原料與成品的有效數據‚能夠反映生產管理、技術管理、設備管理、質量管理的一些真實情況‚可以將定性的管理上升到定量管理。本係統基於分布式精米生產控製係統‚實時采集生產線上原料與成品的當前累計量‚為生產分析和解決問題提供了科學的數據依據。該係統已應用於多家精米生產企業‚本文以福建某有限公司的精米生產線為例介紹。
1生產線組成
精米生產係統由兩條生產線組成。毛穀由原糧秤稱重裝入‚經過一係列清理、礱穀、穀糙分離、碾米、拋光等生產工藝流程‚最後成品由電子包裝秤稱重裝袋。每條生產線都有一個原糧秤和兩個包裝秤。其中原糧秤安裝有測重儀表‚實時顯示當前毛穀的重量和當前累計重量。包裝秤也安裝有測重儀表‚包裝測重參數類型有十種‚每次的測重參數由工人按需要設定。
原糧秤儀表與包裝儀表的累計值是有效數據‚實時采集、保存儀表的當前累計值‚並且通過分析與計算得出一定期限內的出米率等相關參數。這些參數不但可以與生產管理人員的工作量掛鉤‚還可以統計月產量、年產量等‚為生產管理提供準確可靠的數據基礎。
2生產計量係統實現
2.1ＲＳ485通訊
本係統采用主從式結構模式‚即ＰＣ機為主機‚分布現場的各個儀表為從機。ＰＣ機串行口為標準的ＲＳ232口‚ＲＳ232串口隻能實現點對點的通訊‚而係統需要采集多個儀表數據。同時‚ＲＳ232口一般用於20ｍ以內的通信‚但1條精米生產線至少要有10台以上的加工設備‚這樣擺布下來長度要有16ｍ以上‚工藝更完善些的就可達到20～30ｍ。本係統的加工工藝生產線已達到30ｍ‚並且加工車間與包裝車間不在同一廠房‚兩者間隔一約5ｍ的過道。因此‚ＲＳ232接口不能滿足係統的要求。
目前工業控製係統廣泛采用的ＲＳ485收發器‚利用平衡發送和差分接收‚能有效抑製共模幹擾‚加上收發器具有高靈敏度‚能檢測低達20ｍＶ的電壓‚故傳輸信號在千米以外得到恢複。ＲＳ485可以構成總線型通信網絡‚把多個儀表連接成一個分布式數據采集和控製係統。這種ＲＳ485網絡結構具有接口簡單、靈活性好、價格低、易於控製等優點‚被廣泛應用於工業控製係統中。分布式精米生產計量係統結構見圖1。

主控室ＰＣ通過ＲＳ232／ＲＳ485轉換器實現與兩條生產線上2個原糧秤與4個包裝秤儀表的ＲＳ485通訊。每一個原糧秤和包裝秤都有自己確定的唯一編號（秤號）‚1線原糧秤和包裝秤秤號分別為08、03、04‚2線原糧秤和包裝秤秤號分別為07、01、02。其中‚為了抑製線路回波‚在ＲＳ485總線的首端和末端各連接了一隻120Ω阻抗匹配電阻。
2.2上位機係統實現
2.2.1係統主要功能    

上位機係統主界麵如圖2所示。係統可以實時顯示原糧秤和包裝秤的當前累計數據（以ｋｇ為單位）‚並每間隔10分鍾記錄一次。係統還可以查看全部曆史數據‚並根據曆史記錄選擇指定時間段內的數據記錄。選擇記錄列於“起始／終止記錄表”中‚便於查看‚同時可以計算和打印1線和2線包裝秤與原糧秤在選擇日期時間段內的實際累計重量值和出米率等參數報表。當累計值或出米率有誤時‚會出現相應提示。

2.2.2儀表與主控ＰＣ數據通訊實現精米生產控製係統采用分布式ＲＳ485總線結構‚原糧秤與包裝秤儀表都設有ＲＳ485接口‚主控計算機通過安裝在串口的ＲＳ232／ＲＳ485轉換器實現係統ＲＳ485總線的連接。由於轉換器內部獨特的控製電路‚直接對ＰＣ串口操作即可實現遠程通訊。
ＶＢ提供的串行通信控件ＭＳＣｏｍｍ為應用程序提供了串行接口收發數據、監視和響應在通信過程中可能發生的各種錯誤和事件的簡便方法。當主控ＰＣ的串口參數與原糧秤、包裝秤儀表的參數（即波特率、奇偶校驗、數據位和停止位）設置一致並打開串口‚就可實現串口的數據收發。串行接口數據的發送代碼主要如下：
ＤｏＷｈｉｌｅｋｍ＿ｍａｉｎ．ＭＳＣｏｍｍ1．ＯｕｔＢｕｆｅｒＣｏｕｎｔ
＞0    ＇等待發送空閑Ｌｏｐ
ＩｆＭＳＣｏｍｍ1．ＰｏｒｔＯｐｅｎＴｈｅｎｋｍ＿ｍａｉｎ．ＭＳＣｏｍｍ1．Ｏｕｔｐｕｔ＝ｓ＇指令串寫入串口
ＥｎｄＩｆ
ｋｍ＿ｍａｉｎ．ＭＳＣｏｍｍ1．ＩｎＢｕｆｅｒＣｏｕｎｔ＝0    ＇清串口接收緩衝區
ＤｏＷｈｉｌｅｋｍ＿ｍａｉｎ．ＭＳＣｏｍｍ1．ＯｕｔＢｕｆｅｒＣｏｕｎｔ
＞0    ＇等待串口發送完畢Ｌｏｐ
串行接口數據的接收代碼為：ｃｏｍｍ＿ｓｔｒ＝ｋｍ＿ｍａｉｎ．ＭＳＣｏｍｍ1．Ｉｎｐｕｔ
當串口完成數據的接收‚按照儀表指令規範分析出有效的累計值顯示並保存入庫。
2.2.3統計報表的實現    

主控ＰＣ實時采集的有效數據為2個原糧秤與4個包裝秤的當前累計值‚需要保存的數據隻有這6個字段和相應的時間字段‚因此係統采用了ＶＢ自帶的可視化管理器創建一個ＡＣＥＳ格式的數據庫‚其中包括一個曆史數據表用於記錄係統實時采集的數據。曆史數據報表的顯示打印通過報表設計器設計實現。
通過對曆史數據表數據的統計與計算‚可顯示、打印選定時間段內毛穀的累計值、成品的累計值及兩條生產線各自的出米率。係統主要的報表是原料及成品統計表‚並且表格的格式較為簡單‚通過打印窗體即可實現統計表的顯示與打印功能。

2.3係統實現中的問題
2.3.1數據範圍問題    
由於儀表顯示區域的限製‚儀表顯示的數據範圍除去小數點隻有7位‚當數據超出儀表所能表示的範圍時‚儀表數據清零並且顯示的是當前累計值。因此曆史數據庫中的數據存儲的隻是儀表的當前累計值。當計算原料或成品在一定時間間隔內的實際累計量時‚就不能簡單地把曆史數據庫中原糧秤或包裝秤在前後兩個時間的累計值直接相減。時間間隔內實際累計值的計算需要遍曆曆史數據庫中時間段內的所有記錄。
在遍曆時間段內的曆史數據記錄時‚若當前記錄的值大於前一條記錄的值‚說明當前記錄正常‚將當前記錄與上一條記錄的差值累加到實際累計值中；如果當前記錄的值小於前一條記錄‚則表明當前在遍曆時間段內的曆史數據記錄時‚若當前記錄是在超出儀表所能表示的範圍清零後記錄的數據‚因此‚直接把當前記錄累加到實際累計值中即可。當訪問了時間段內的所有記錄之後就獲得了實際的累計值。
2.3.2包裝秤儀表數據讀取問題上位機對包裝秤儀表的數據請求發送指令為1字節起始符（＆Ｈ2）、2字節秤號、3字節功能碼、1字節類號、2字節累加和、1字節結束符（＆Ｈ3）。每發送一次請求指令讀取的數據是包裝秤某一類號的當前累計值‚每個包裝秤的類號有10個‚因此‚要獲取包裝秤儀表的總體累計值‚需要針對10種不同的類號分別發送一次請求指令‚並將10個類號的正確返回數據累加。當對某一類號發送了請求指令後‚則接收包裝秤儀表對應類號的返回數據（當前累計值）並進行校驗。若出現錯誤‚則接收的其他類號的數據將全部無效。這時‚需要針對所有類號重新發送請求指令‚直至接收到的每個類號的數據都是正確的。同時‚為了保證10個數據完全被接收‚還需延時幾毫秒。
本文實現了精米生產線中原糧秤與包裝秤累計重量值的實時采集‚曆史數據的保存等功能。通過對曆史數據的統計與分析得出的數據‚如原料及成品的累計使用量和生產線的出米率‚反映和表示了生產加工的全過程‚使管理者、操作者能夠通過數據來準確的管理和控製生產過程‚透過數據分析產生問題的原因‚製定改進措施。該係統操作界麵簡單‚易於工人操作‚並在實踐中得到了較好的應用。

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