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自動測試過程控制計算機自動測量與控制。2000.8（3）電風扇生產(chǎn)自動化控制及mis的設計與實現(xiàn)韋玉科（廣東工業(yè)大學計算機科學與工程二系，廣州510640）設計等。該系統(tǒng)在廣東裕華風扇廠的生產(chǎn)和管理中得到了應用，本文還研究了開發(fā)微機網(wǎng)絡管理與生產(chǎn)控制鏈接的關(guān)鍵技術(shù)。

1前言隨著控制技術(shù)、計算機技術(shù)、網(wǎng)絡通信技術(shù)和圖像顯示技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的快速發(fā)展，傳統(tǒng)的全方位以人為主的生產(chǎn)經(jīng)營方式已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的要求。生產(chǎn)經(jīng)營過程實質(zhì)上是信息的采集、處理和傳遞，以及利用信息進行生產(chǎn)控制的過程。而今，將全部生產(chǎn)經(jīng)營活動所需的信息控制與管理和各種分散的計算機系統(tǒng)有機地集成起來，形成一個能適應生產(chǎn)環(huán)境和市場需求變化、高適應性和高度自動化的系統(tǒng)，是現(xiàn)代企業(yè)的發(fā)展方向。

生產(chǎn)過程控制以計算機為核心，綜合運用控制技術(shù)、計算機技術(shù)、通信技術(shù)、圖像顯示技術(shù)，以控制分散、危險分散、操作集中、管理集中等基本設計思想進行設計，使系統(tǒng)具有靈活、易變更、易擴展等特點。而管理信息系統(tǒng)（mis）是以計算機系統(tǒng)為中心，運用數(shù)據(jù)庫及網(wǎng)絡等技術(shù)，對一個單位的人事、財務、設備、銷售等部門的信息進行綜合的科學化管理。通過利用適當?shù)挠布c軟件，實施生產(chǎn)自動化控制與管理信息的系統(tǒng)集成，從而將各種活動有機地連接在一起，實現(xiàn)測量、控制、調(diào)度、管理、決策一體化。我們在廣東裕華風扇廠生產(chǎn)信息綜合管理系統(tǒng)的師，主要從事計算機網(wǎng)絡及自動化控制方面的研究。開發(fā)中，通過軟件與硬件的配套設計，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、信息傳遞和加工、生產(chǎn)控制以及管理的有機連接，成功地研制了生產(chǎn)經(jīng)營過程自動化控制與管理系統(tǒng)。

2系統(tǒng)的組成與控制原理―pc通用計算機系統(tǒng)、i/o接口電路、a/d轉(zhuǎn)換模板、控制柜、變送器、c60型plc模塊、執(zhí)行機構(gòu)、rs232/485轉(zhuǎn)換器、顯示屏、以太網(wǎng)等幾部分組成。系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)示意圖如所示。

系統(tǒng)采用了計算機集散監(jiān)測系統(tǒng)模式，由現(xiàn)場數(shù)據(jù)采樣與生產(chǎn)控制、顯示系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理、管理網(wǎng)絡等共同實現(xiàn)系統(tǒng)總體功能。對信號的測試及功能的轉(zhuǎn)換能通過軟件實現(xiàn)的盡量通過軟件實現(xiàn)，減輕硬件調(diào)試的工作量及降低硬件成本，并有利于提高系統(tǒng)的可靠性。系統(tǒng)由監(jiān)控主機主控，通過plc及網(wǎng)絡通信接口實現(xiàn)生產(chǎn)控制系統(tǒng)和信息管理系統(tǒng)的有機連接。

由于plc抗干擾能力強、可靠性高，強電執(zhí)行機構(gòu)采用plc控制，避免了監(jiān)控主機因干擾而死機的現(xiàn)象；同時因plc具有易于安裝組合等特點，使得數(shù)據(jù)控制裝置可以就近安裝于環(huán)境惡劣的生產(chǎn)現(xiàn)場。這樣大量節(jié)省從現(xiàn)場到機房的數(shù)據(jù)采集電纜線，大大增強了可靠性和提高了實時反應速度，又便于現(xiàn)場檢修，同時還可以直接驅(qū)動打耐壓及打鈴裝置。

監(jiān)控主機通過plc模塊對流水線上執(zhí)行機構(gòu)進行控制。監(jiān)控主機與plc模塊之間的信息交換采用光隔技術(shù)消除干擾。微機的rs―232串行器上外接一塊8255a型i/o卡來完成rs―232與控制柜的接口標準轉(zhuǎn)換。流水線工位上的電風扇經(jīng)過變送器把相關(guān)模擬量送入控制柜，經(jīng)a/d轉(zhuǎn)換，監(jiān)控主機通過i/o卡采集bcd碼。bcd碼用c語言讀取以獲取原始數(shù)據(jù)。

為了方便生產(chǎn)線上工人及有關(guān)人員隨時查看對比產(chǎn)量，系統(tǒng)設計了大屏幕顯示器，用來顯示每個車間3個班次的產(chǎn)量或型號。顯示器采用高亮度數(shù)碼管，安裝在流水線附近。顯示屏由監(jiān)控主機的控制信號通過rs―232串行器實現(xiàn)控制。顯示屏設計原理示意圖如所示。

3系統(tǒng)控制軟件設計程序采用模塊化設計，針對硬件進行編程，設計有準確的延時和定時模塊。利用菜單、陷阱、容錯等軟件技術(shù)，使之易于維護和修改。對所測數(shù)據(jù)進行判斷、統(tǒng)計、存盤，并經(jīng)過rs―232/485把生產(chǎn)情況傳送到各車間的大屏幕顯示，完成產(chǎn)量經(jīng)plc打鈴鳴示。同時存盤文件經(jīng)網(wǎng)絡通訊接口定時傳送到管理網(wǎng)的文件服務器。

5.0混合編程，共設有參數(shù)設定、測量、數(shù)據(jù)處理、報表打印、資料存檔等5個功能模塊。各個模塊又由一些子模塊組成。

參數(shù)測定模塊：該模塊可以對測量的產(chǎn)品型號、檢測項目的初值、存盤的合格臺數(shù)、測量日期、時間等等進行設定及修改。

測量模塊：對流水線上到達檢測工位的兩臺電風扇的電氣性能（即泄漏電流、功率、接地電阻等）進行bcd碼采樣，在顯示器上顯示，并對所測數(shù)據(jù)進行判斷、統(tǒng)計，把合格與不合格臺數(shù)及參數(shù)在達到一定的數(shù)量后分別存盤，并定時把數(shù)據(jù)文件傳遞到管理網(wǎng)文件服務器，當測得不合格產(chǎn)品時蜂鳴器響，用聲、光報警。

數(shù)據(jù)處理模塊：對測量數(shù)據(jù)進行比較判斷，存入數(shù)據(jù)庫文件，并可制成直方圖，生產(chǎn)情況曲線可隨機顯示查看。

報表打印模塊：當測量結(jié)束后，可以打印出等多種表格。

資料存檔模塊：為避免測量過程中存入硬盤的數(shù)據(jù)文件日后被丟失，在測量結(jié)束后按屏幕提示輸入曰期可把當天或是某天的文件存入軟盤保存。

限于篇幅，這里只給出實時測量的流程圖（見圖（3））及bcd碼采樣的源程序代碼。

bcd碼采樣源程序清單/讀bcd碼函數(shù)/讀泄漏電流的bcd碼函數(shù)/ 0；/bcd表示泄漏電流的bcd碼值/ v（idbcd2（void）/讀接地電阻的bcd碼函數(shù)/ 2；/bcd表示接地電阻的bcd碼值/ 1；/bcd表示功率的bcd碼值/卜0 /從8255a口取得數(shù)據(jù)/ 4mis技術(shù)過程控制網(wǎng)與管理網(wǎng)的接口設計監(jiān)控主機負責對全廠生產(chǎn)車間電風扇的電氣性能參數(shù)進行采集工作，相關(guān)的數(shù)據(jù)在風扇未到測量工位的間隙，經(jīng)odbc接口傳送到管理網(wǎng)nt服務器的sql數(shù)據(jù)庫里。

2500或3000服務器，內(nèi)存64m，雙硬盤4.3g工作站選用586微機。服務器操作系統(tǒng)選用中文bbbbbbsnt 4.0，工作站操作系統(tǒng)選用中文bbbbbbs95，數(shù)據(jù)庫選用目前廣泛流行的microsoftsqlserver數(shù)據(jù)庫。本系統(tǒng)同時編制了數(shù)據(jù)傳輸測試程序、傳輸結(jié)果判斷程序和數(shù)據(jù)重傳控制程序，并將它們?nèi)诤显谝黄鸪晒Φ亟鉀Q了數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性和可靠性問題。

按共享數(shù)據(jù)庫及各子系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)庫兩種方式組織系統(tǒng)的信息結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)的數(shù)據(jù)統(tǒng)一進行管理，即系統(tǒng)內(nèi)部所有數(shù)據(jù)均存放在數(shù)據(jù)庫服務器上共享數(shù)據(jù)采用授權(quán)方式進行。

數(shù)據(jù)處理工作在各子系統(tǒng)的工作站上進行，每一臺網(wǎng)絡工作站均共享網(wǎng)絡系統(tǒng)的軟件資源和硬件資源，軟件資源主要有系統(tǒng)軟件和網(wǎng)絡查詢軟件等，硬件資源為網(wǎng)絡的文件服務器硬盤和數(shù)據(jù)庫服務器硬盤。

提示信息簡明直觀，容易掌握，用戶界面友好；對數(shù)據(jù)庫的編輯采用與手工填表相類似的方式，豐富的聯(lián)機幫助功能使用戶操作輕松自如，采用中文報表打印格式，整齊美觀。

5系統(tǒng)應用系統(tǒng)充分發(fā)揮了計算機和plc各自的優(yōu)點，實現(xiàn)了控制分散和操作管理集中的目的。

系統(tǒng)在廣東裕華風扇廠已通過鑒定并投入運行。

該系統(tǒng)投入運行以來，工作穩(wěn)定可靠，檢測精度明顯優(yōu)于手工操作，并提高了生產(chǎn)效率，降低了勞動強度，效益顯著。特別是把生產(chǎn)過程的控制納入企業(yè)管理網(wǎng)中，為領(lǐng)導的決策起到了非常重要的作用，在企業(yè)中很有推廣價值。