葛鹏 GE Peng；黄宋魏 HUANG Song-wei；和丽芳 HE Li-fang；
司绪 SI Xu；张元元 ZHANG Yuan-yuan；郝鹏宇 HAO Peng-yu
（昆明理工大学国土资源工程学院，昆明 650093）
摘要： 对永昌硅业地衡的计量系统改造进行介绍，采用组态王作为地衡计量系统平台，同时通过web连接供erp系统读取，使计量数据能够实时的与ERP系统交互。优化了采购和销售管理，使企业管理得到进一步优化，实际应用中降低了过磅失误率、增强了物流管理。
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关键词 ： 地衡；检测；计量；组态王；ERP
中图分类号：TP274 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）17-0058-04
基金项目：国家自然科学基金（No.51204077）。
作者简介：葛鹏（1987-），男，江西上饶人，2013级硕士研究生，研究方向为矿业工程自动化。
0 引言
永昌硅业公司采用电子地衡作为进、出货物的计量，原来地衡的称重数据全依靠人工录入ERP管理系统，存在的不足主要有以下几个方面：①过磅数据人工录入ERP管理系统，操作人员工作繁杂、容易出错。②过磅数据与合同管理难以集成吗，时效性差。③过磅数据复查缓慢，销售与采购信息交换不便。④过磅数据与合同订单管理的脱节，使得管理难度加大。⑤由于没有集成相应的质检管理模块，造成销售质检报告与出库单的数量信息、采购进厂原料信息与入库单的管理不同步。为了保证计量的准确性和提高计量的信息化管理水平，需要对原有地衡系统进行技术改造，开发集就地操作管理与远程通信于一体的地磅计量系统。
地磅计量系统具有界面监控、数据库、网络通信等功能。如果采用现有的计算机语言工具进行开发，不仅需要相关的专业知识和软件开发能力，而且存在开发周期较长和软件代码安全性不能保证等问题。为此，本文采用组态王6.55作为地衡计量系统的组态开发平台，利用该软件提供的图形界面、SQL数据库、网络通信等开发功能，实现了地衡计量系统的开发应用及其与企业资源计划(ERP)系统的对接。不仅开发周期短、便于实现，而且开发出的计量系统具有功能丰富、操作方便、性能可靠等特点。为小型数据库监控系统的开发提供了一种可靠、便捷、高效的技术方法。
1 主要技术内容和技术要求
1.1 主要技术内容
①对地磅秤主机和LED显示器进行改造，实现新型地磅秤主机与原有地磅秤传感器的融合对接，实现精确检测和称重数据的就地显示，改造后的地磅秤数据与原地磅秤的数据100%一致。
②进行串行通信软件的技术开发，实现地磅秤主机与管理计算机的通信，实时读取地磅秤的数据。
③根据现场的管理要求，开发地磅秤计量软件系统，建立SQL数据库，提供车辆称重、单据管理、数据查询、单据打印等功能。
④与ERP系统进行数据交换，接受下发的计量委托，按计量委托进行称重，形成单据数据库，为ERP系统提供实时计量结果。
1.2 技术要求
从减少用户工作量，提高效率，减少风险及差错环节，ERP系统需要计量系统能够实时提供相应的计量基础数据，包括：数字化系统实时下发计量委托，计量系统按数字化系统的计量委托进行计量称重，计量系统实时反馈计量结果。主要技术要求包括：
①在线计量委托读取与更新。为实现对过磅业务与计量委托在线交互，采取的方法是通过ODBC建立数据源，采用组态王软件产生输入、输出数据表，通过数据表写入与读取，实现计量系统与系统的数据交换。当地磅计量系统与ERP系统连接成功后，工作处于联机状态。实际过磅时，现场根据车辆计量委托的单据号，在过磅计量系统中调出由ERP系统发送来的计量委托，开始执行过磅流程。
②离线计量委托读取与更新。当本地磅计量系统无法和ERP系统交互时，转入离线过磅流程。本机在网络正常时，会自动定期下载ERP系统的计量委托数据，如已有计量委托数据，则按在线委托一样处理过磅流程，如没有计量委托数据，则手动新增单据后，再进行正常过磅流程。在网络正常后，地磅计量系统即可与ERP交互。
③计量数据有效性验证。当外购原材料或销售的产品过磅时，都要对其过磅的重量进行有效性验证，其参考数据为计量系统记录的地磅秤历史数据，当单据记录数据与历史数据一致时，可以认为该单据的数据是可信的。当过磅重量超过相关标准时，触发报警，进入过磅的异常作业流程，需管理层按相关的作业制度，对其进行处理。同样是由于公司生产的特殊要求，在过磅作业中，要求对过磅过程中许多与其相关的重要因素需要进行自动处理，如过磅车辆皮重、毛重的异常，会自动报警，并进入过磅的特殊处理流程[1,2]。
2 计量系统的总体结构
计量系统的总体结构如图1所示。地衡主机负责为地衡传感器提供精密电源，对传感器的mv电压信号进行放大处理，进行重量计算和显示，通过两个串行通信口将数据输送到LED显示器和管理计算机。管理计算机负责接受任务、接收地衡数据、形成单据、建立和更新数据库、网络通信等。
3 计量系统与地衡主机的通信协议
由于组态王6.55软件不直接支持地衡主机XK3190_A9+的通信，需要定制开发通信程序，然后嵌入组态王运行系统。通信驱动程序开发采用的通信协议如下：
①串行通讯接口。RS232C传输方式，波特率可选600/1200/2400/4800/9600，传输的数据格式为10位：1位起始位、8位数据位（ASCⅡ编码）、无校验位、1位停止位，传输距离小于30米。
②数据的读取。由于RS-232C为点对点通信方式，无需设定智能设备的地址。仅需要读取数据实时数据(毛重和净重)，数据类型为float，数据采用ASCⅡ编码。
③帧数据。所传送的数据为仪表显示的当前称量数据。每12组数据构成一帧数据。
帧数据格式如表1所示。
4 数据库的开发方法
在实际工作中经常需要访问关系型数据库中的大量数据对数据进行统计分析，如果利用SQL函数编程查询，则耗费精力，操作不便。为解决这种情况，地衡计量系统采用组态王6.55进行开发，包括监控界面和SQL数据库的开发。在组态王中可通过ADO 访问开放型数据库中数据的Active X 控件—KVADODBGrid。通过该控件，在组态王界面中操作员可以便捷的访问或编辑数据库。不仅可通过数据库访问窗口对数据库中的现有数据进行管理，也可以用控件的统计函数迅速计算出控件中数据的高低值和平均值等。采用该控件进行数据库系统开发的方法为：
①创建数据源及数据库。通过组态王SQL访问功能可实现其他外部数据库与组态王（通过ODBC访问接口）之间的数据传输，它包括组态王的SQL访问管理器和相关的SQL函数。在WINDOWS7环境下，通过“控制面板”→“系统与安全”→“管理工具”→“数据源（ODBC）”→“用户DSN或系统DSN”，建立计量系统数据库YC_DBASE、输入数据库YC_IN和输出数据可YC_OUT[3]。
②创建表格模板和记录体。组态王的SQL访问管理器可用来建立数据库字段与组态王变量之间的交互，包括 “记录体”与“表格模板”两部分。通过记录体建立组态王和数据库字段间的联系；通过表格模板在数据库表中建立相应的表格。同时允许“组态王”利用记录体直接操控数据库中的数据。利用组态王的创建“记录体”与“表格模板”功能建立记录体与表格模板。表格模板用于建立数据库的字段，记录体用于建立组态王变量与数据库字段之间的联系[4]。
③利用KVADODBGrid控件及其函数进行如下的数据库应用功能的开发：1）数据库表中的数据实时显示，根据需要设置表头、需要显示的字段、根据条件查询数据库。2）在开发或运行状态下都可进行视图（虚拟表）的显示调节。3）在运行状态下可以编辑表格中数据，通过界面或脚本动态选择字段、编辑查询条件等操作，通过界面或脚本动态设置数据源、数据库、数据表等参数。
利用Active X控件KVADODBGrid，可以很方便地实现计量系统数据库YC_DBASE、输入数据库YC_IN和输出数据可YC_OUT的操作，具有开发效率高、操作维护方便等特点[5]。
5 计量系统与ERP系统的对接
计量系统设计与ERP系统是两个独立的系统。ERP系统面对整个集团，而本计量系统仅仅负责永昌公司的地衡计量，要实现两者的数据交换，需要通过软件中间件将计量系统与ERP系统进行对接。为了避免网络出现故障时影响地衡系统的正常工作，避免出现数据交换的遗漏或出错，本计量系统设计了软件中间件，软件中间件专门负责计量系统与ERP系统的数据交换。一方面将ERP系统提供的计量委托写入计量系统的数据库，另一当面将计量系统提交的单据传送到ERP系统。
地衡计量系统与ERP系统的对接框图如图2所示。需要采购入库的货物由ERP系统产生委托单据，并写入远程ERP服务器数据库的数据表，软件中间件采用查询的方式，从ERP系统读取委托单据和写入地衡计量系统的输入数据库。地衡计量系统对每一个委托单据进行称重和写入相关信息，完成的单据在写入本地数据库的同时也写到输出数据库，软件中间件再将完成的单据传送到ERP服务器数据库。由于引入软件中间件，使得计量系统与ERP系统的界限清晰，不会因为网络故障而出现数据交换的失误，使用非常方便。
6 地衡计量系统的实现
6.1 操作面板
计量系统采用组态王V6.55组态软件开发并运行于WINDOWS 7平台上。当计量委托发送到ERP系统，操作人员登录计量系统，计量系统将自动连接ERP系统。已录入的计量委托可以用“待测单据”按钮直接调出，临时新增的单据通过“新增单据”功能录入。全部数据实时传送到ERP系统。动态单据列出了已过磅和需要过磅的单据。计量系统操作面板的应用如图3所示。
6.2 对接操作界面
动态单据界面，由计划单据表和输出单据表组成，计划单据表读取输入数据库中的数据，输出单据表列出已完成的单据并将它写入输出数据库中。此界面可检查工作量的完成度。
6.3 历史数据查询
计量数据全部保存在系统数据库中，可通过历史数据按钮将其调出，并可根据条件查询筛选单据调出需要的数据，且可根据需要生成日、月、年等各类型报表。
7 结束语
本系统原来由人工过磅，物流数据紊乱，出错率高。改造成现在的信息化过磅流程，并将计量系统并入现有的ERP系统，加强了信息数据管理，使物流数据清晰明了，优化了采购和销售管理。本系统现已投入运行，达到了预期的目的和需求。实现了过磅数据的实时在线监测与查询，使现场计量数据通过网络实时的反馈到生产管理部门，使公司管理更加高效。
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参考文献：
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[2]李建奇，何鹏，王文虎，曹斌芳，邓志宏.一种新型粮食企业智能称量系统的设计[J].自动化与仪表，2012，27（5）：50-53.
[3]张传亮.柴油机双机并车实验台监控系统研究[D]．上海：上海交通大学，2013：37-38.
[4]陈伟宁.基于可视化系统的地磅称重信息化解决方案[J].商品储运与养护，2014（5）：229-231.
[5]祝骅，金彦平.基于PCI-1713的现场数据管理系统的设计[J].机床电器，2008，35（6）：14-17.