電子秤數據采集控制系統的設計與實現
針對現場電子稱數據無實時自動記錄的現狀，以RS-485通訊協議對電子秤的皮重、毛重等數據進行采集，基于C#語 言開發了一套數據采集控制系統，從而達到出廠產品凈重一致、產品信息標識自動打印、形成加工產品質量可追溯的目的。
湖北煙草金葉復烤有限責任公司襄陽復烤廠打葉復烤線打 包段，配有兩條成品煙葉裝箱線，在自動預稱裝箱后，并線進行 人工復稱、捆扎。預稱、復稱均采用動態電子秤 (IND560稱重顯示控制器），煙箱的皮重值為人工在稱重顯示控 制器中輸入定值，在生產過程中發現，同批次煙箱中每個煙箱的 重量都有差別，最大相差1kg。為了滿足產品質量均質化要求， 產品質量可追溯，對現有設備及操作方法進行了改進，編制了電 子稱數據采集控制系統，從而達到出廠煙箱凈重一致、產品信息 標識自動打印、形成加工產品質量可追溯的目的。
1.系統介紹
該系統的結構圖，見圖1。主要由電子秤、現場監控計算機、標 簽打印機等組成。通過將預稱的1號、2號電子秤自動稱出的當前 煙箱皮重值，按先進先出的方式傳輸給現場監控計算機，當煙葉預 裝箱完成后，進入復稱環節后，現場監控計算機將存儲的煙箱皮重 值做為3號秤皮重的標準值，人工進行煙葉的增減，確保所有出廠 成品的凈重值相同，并自動對出廠產品的皮重值、凈重值、箱號等 信息進行保存，同時打印出當前煙箱的產品信息標識。
2.系統的設計與實現
2.1電子秤的設置
稱重顯示控制器IND560自帶一個標準串行端口 COM1, 提供RS-232、RS-422和RS-485接口。出于經濟運行考慮，本 系統采用RS-485協議進行通訊。在顯示控制器上進行了自動 去皮功能、C〇M 口通訊設置。
自動去皮功能：按設置功能鍵進入主菜單Scale (秤的參 數）Ta「e (皮重）Auto Tare (自動去皮），設置 Ta「e Threshold Wt(自動去皮閾值）=10kg、Rest Threshold Weight(皮重復位 閾值）=5kg、Motion Check(動態檢查）=Enabled。煙箱的重量 一般為13kg~16kg，當煙箱進入秤臺后，重量超過自動去皮閾 值10kg且穩定時，儀表顯示凈重零，被捕獲的穩定重量作為皮 重值被保存后進行裝箱，預裝箱完成輸送出秤臺后，電子稱稱重 重量低于皮重復位閾值3kg時，自動去皮功能被再次激活。
通訊設置：按設置功能鍵進入主菜單Communication(通 訊)Seria丨（串 口 )C〇M1，設置 Baud(波特率)=9600、Data 巳its (數據位）=8、Parity (校驗位）=None、Flow control (流控制）= None、Interface(接 口）=RS485C
按設置功能鍵進入主菜單Communication (通訊)Con- nection (連接)設置 Port (端 口 ) =C〇M1、Assignment (任務)= Continuous 〇utput、checksum(校驗和）=Disabled。
2.2通訊線的連接
在現場監控計算機上加裝M0XA公司的多串口卡CP- 114EL，并進行硬件跳線SW1=〇FF、SW2-1=〇N、SW2-2 = 〇FF、SW2-3=〇N、SW2-4=〇FF。通訊線采用屏蔽雙絞線，將 CP-114EL的9芯D形插頭分別與三臺電子稱中的C0M1接 線端子條進行連接。硬件連接如圖2:
2.3系統軟件的設計
稱重顯示控制器IND560采用標準的連續輸出模式向現場 監控計算機傳數據。具體如圖3:
連續輸出格式說明：
1)數據輸出以十六進制02開始；
2)狀態字；
3)重量顯示值，六位字節，沒有符號和小數點。前導零用空 格代替；
4)皮重，六位字節，沒有小數點；
5)ASCII 回車字符
6)校驗和，僅設置為有效時進行傳輸，校驗和用于檢查傳輸 數據中的錯誤。
該系統采用RS-485串口通信技術，以Framework3.5為 開發環境，通過Microsoft公司提供的C#中的SerlalPorl類，完 成電子稱與現場監控計算機的串口通信，編制出了電子稱數據 采集控制系統可視化軟件。
2.3.1RS-485串行通信接口
RS-485是目前最常用的一種串行通信接口，具有良好的 抗噪聲干擾性，長的傳輸距離和多站能力等，最大傳輸距離在 1200m左右，數據最高傳輸速率為10Mbps。采用RS-485串 口通信能夠滿足設計的要求。
2.3.2C#與COM 口的串口通訊
C#讀寫COM 口主要是調用Se「ialPo「t類中的函數。在初 始化波特率、數據位、停止位和奇偶校驗的同時，將輸入輸出數 據流和該串口建立一個映射，串口的輸入輸出操作就直接反映 在輸入流和輸出流上。通過Se「ialPo「t類的W「ite()和Read()方 法取得端口的輸入流和輸出流。
2.3.3C#與串行口通訊的軟件實現
串口讀寫數據的流程圖如圖4所示。
串口讀寫程序如下所示：
/打開并初始化串口程序/
Se「ialPo「t po「t 1= new Se「ialPort ();//獲取通信端口 C〇M1
po「t1.BaudRate = 9600;// 波特率
port1.Pa「ity = Pa「ity.None;// 無奇偶校驗位
po「t1.StopBits = StopBits.One;// 一個停止位
po「t1.Handshake = Handshake.RequestToSend;// 控制協議
po「t1.ReceivedBytesTh「eshold = 4;//設置 DataReceived 事件發生
前內部輸入緩沖區中的字節數
po「t1.DataReceived += new Se「ialDataReceivedEventHandle「 (po「t1_DataReceived);
//DataReceived 事件委托 po「t1.〇pen(); // 打開串口
//向串口發送數據
byte[] W「iteBuffe「 = Encoding.ASCII.GetBytes(CommandSt「ing); po「t1.W「ite(W「iteBuffe「, 0, W「iteBuffe「.Length);
//循環接收數據 while (po「t1.BytesToRead > 0)邀 cha「ch = (cha「)po「t1.ReadByte();
cu「「entline.Append(ch);
)
3.系統軟件的結構、功能及界面
該系統主要由5個模塊組成，分別為：串口通訊模塊、數據 實時采集控制模塊、數據查詢模塊、權限管理模塊、標簽打印模 塊組成。各模塊的功能如下：
1)串口通訊模塊。該模塊實現了現場監控計算機與電子稱 的串口通訊設置，實現數據的傳輸。
2)數據實時采集控制模塊。該模塊用于將1、2號電子稱的 皮重值進行排序并做為3號稱的皮重值進行復稱，記錄產品的 箱號、裝箱時間、生產班次、等級、皮重、凈重、毛重、生產廠家、委 托廠家、質檢人員等數據。其中皮重、凈重是通過串口自動接收 數據，不需人工記錄。同時將記錄的實時數據傳輸至數據庫中用 于產品的追溯。
3)數據查詢模塊。該模塊可按時間、班次、箱號、委托廠家等 查詢條件進行查詢所記錄的產品生產加工信息。
4)權限管理模塊。該模塊實現不同的管理人員對系統操作 的不同權限，其中管理員可添加或更改操作員，實現對系統的任 何操作、修改，而操作員只有記錄數據的權限。
5)標簽打印模塊。該模塊用于實時打印產品的稱重相關信 息，并可根據不同的標簽格式要求，進行格式修改。
電子稱數據采集控制系統的軟件界面如圖5所示。
4.結束語
以C#語言為系統軟件平臺，通過RS-485通信方式實現 了對多臺電子稱的實時數據采集與控制，實現了達到出廠產品 凈重一致、產品信息標識自動打印、形成加工產品質量可追溯的 目的。
