焊接管理信息體系研究論文
1系統的設計
1.1網(wǎng)絡(luò )設計
該系統是一個(gè)基于網(wǎng)絡(luò )通信（包括以太網(wǎng)絡(luò )通信和488總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )通信）的設備數據采集（由于部分車(chē)間干擾極其強烈，下位機系統采用了嵌入式技術(shù)）和監控系統。系統主要由服務(wù)器、以太網(wǎng)絡(luò )、上位機監控系統、488總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )、設備數據采集及通信系統組成，是集網(wǎng)絡(luò )通信技術(shù)、單片機技術(shù)、數據庫技術(shù)和高級編程語(yǔ)言程序設計于一體的綜合工程。這些技術(shù)相互聯(lián)系，相互交叉，具有一定的技術(shù)含量。該系統是目前對修建工程公司進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )化管理的研究成果，實(shí)現了軟件與硬件的結合。其結構圖如圖1所示。
1.2系統的構成
1.2.1管理對象
該網(wǎng)絡(luò )系統管理的設備對象，分別與各個(gè)車(chē)間實(shí)際設備相對應，并在每一個(gè)車(chē)間配一臺監控機。為了方便與上位機通信，各個(gè)設備都分配了一個(gè)固定的地址。
1.2.2數據采集與通信
每個(gè)車(chē)間設一臺設備監控計算機,管理和控制本車(chē)間各臺焊接設備。每臺焊接設備配置一臺數據采集裝置。該設備采用先進(jìn)的嵌入式技術(shù)，而且大部分電路均采用86X系列集成模塊,該數據采集裝置抗干擾能力強。裝置的主要功能是：①通過(guò)傳感器，或從已有電路采集需要記錄分析的數據；②根據各設備的具體工作特點(diǎn)和要求顯示被測數據；③操作人員可以輸入自己的工號、工件編號；④發(fā)出控制命令；⑤與車(chē)間監控機進(jìn)行數據通訊，把檢測數據送車(chē)間分析處理軟件并進(jìn)入數據庫。
1.2.3488總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )
488總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )是設備采集和通信系統與監控機通信的設備層主干網(wǎng)絡(luò )，該網(wǎng)絡(luò )是使用488總線(xiàn)技術(shù)實(shí)現的分布式控制網(wǎng)絡(luò )，其抗干擾能力強，傳輸距離遠，適用于遠距離的設備監控。圖2是用RS-488構成的分布式控制網(wǎng)絡(luò )的原理圖。該網(wǎng)絡(luò )的拓撲結構采用總線(xiàn)方式，而傳送數據采用主從站方式。上位機（PC）作為主站，下位機（單片機）作為從站，主站啟動(dòng)并控制網(wǎng)上每一次通信，每一個(gè)從站有一個(gè)識別地址（預先已設定）。只有當某個(gè)從站被尋址時(shí)，該站才作出響應并向主站發(fā)回應答數據。網(wǎng)絡(luò )的連接采用雙絞線(xiàn)或屏蔽雙絞線(xiàn)。在主站配置了研華公司的RS-232/RS-488轉換器,采用計算機的串口與設備從站進(jìn)行通信。從站采用單片機并裝有專(zhuān)用的488集成電路塊。
1.2.4上位機監控系統
上位機是上層信息網(wǎng)絡(luò )和488總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的結合部分，用于將信息網(wǎng)絡(luò )和總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )集成為統一的企業(yè)網(wǎng)絡(luò )。上位機采用488總線(xiàn)通信技術(shù)、遠程數據庫調用技術(shù)、本地數據庫調用技術(shù)、ODBC技術(shù)設計和實(shí)現監控系統的各項功能。每臺監控計算機向下通過(guò)488總線(xiàn)對本車(chē)間各設備檢測臺的數據采集裝置進(jìn)行通信管理，接收各設備裝置發(fā)送的試驗或工作數據，并在監控計算機上建立相應檢測數據的數據庫,車(chē)間監控機向上通過(guò)PIC工業(yè)以太網(wǎng)卡與現有的主系統網(wǎng)絡(luò )連接，將檢測裝置采集的數據送到質(zhì)控中心服務(wù)器。監控計算機后臺負責對采集裝置進(jìn)行巡檢、接收數據、本地數據庫處理和向服務(wù)器發(fā)送數據，前臺可進(jìn)行數據分析、圖形繪制和報表打印等。本地數據庫數據不作永久保留，計算機將對過(guò)期數據自動(dòng)刪除。本地數據庫按統一格式和要求設計編程實(shí)現，其數據保留時(shí)間暫定15d。采用監控機主動(dòng)查詢(xún)方式，監控機每5s作為一個(gè)通訊周期，周期開(kāi)始時(shí)向總線(xiàn)順序發(fā)出對車(chē)間內各設備的查詢(xún)信息，每發(fā)出一個(gè)查詢(xún)指令后的等待時(shí)間為0.1s，如無(wú)應答，則進(jìn)行下一個(gè)設備的查詢(xún)。如果對應設備給出應答，則雙方進(jìn)入數據通訊狀態(tài)。上位機主要組成部分如圖3所示。
1.2.5以太網(wǎng)絡(luò )
以太網(wǎng)絡(luò )包括網(wǎng)絡(luò )線(xiàn)路、中心交換機、二級交換機和集線(xiàn)器等網(wǎng)絡(luò )設備。其主要的功能是將服務(wù)器和上位機（工作站）連接在一起實(shí)現網(wǎng)絡(luò )資源共享，遠程數據傳輸等功能，以便實(shí)現企業(yè)網(wǎng)絡(luò )化管理的目標。
1.2.6服務(wù)器
服務(wù)器是系統的主要數據存儲和管理中心，并且通過(guò)以太網(wǎng)絡(luò )與工作站實(shí)現客戶(hù)機/服務(wù)器的二層模式。為了保證系統的可靠性和安全性，服務(wù)器采用了雙機冗余技術(shù)，并且提供了共享打印機的功能，網(wǎng)絡(luò )中任何一臺下位監控機均可訪(fǎng)問(wèn)打印機，服務(wù)器提供了這種訪(fǎng)問(wèn)控制功能。
2系統的實(shí)現
根據前面系統的功能和設計原則所提出的要求，系統是以模塊為實(shí)現的基本單元。上位機監控系統的人機界面如圖4所示。另外，為了盡量減少操作員的操作任務(wù)和防止不必要的誤操作對系統的破壞，系統主要的通信功能采用了后臺工作的方式，只提供通信狀況的顯示，同時(shí)，打印各種報表均采用了后臺工作方式�？刂凭W(wǎng)絡(luò )的通信軟件是整個(gè)系統中的最主要的部分之一，它和信息網(wǎng)絡(luò )通信程序一起組成了該系統的通信部分，并且實(shí)現了與車(chē)間所有要管理設備之間的通信。該軟件的編制采用模塊化方式，可以在所有車(chē)間的監控機程序中公用。由于上位機監控系統與設備采集和通信系統進(jìn)行通信和數據傳輸，所以采用的是二進(jìn)制格式的數據，因此系統分布式控制網(wǎng)絡(luò )通信系統不僅需要遵循控制網(wǎng)絡(luò )的通信協(xié)議，而且還要在監控機上將數據轉換為標準的十進(jìn)制數據，以便于顯示、查詢(xún)和打印數據，同時(shí)上傳網(wǎng)絡(luò )服務(wù)器實(shí)現數據共享。該程序具有的功能有四大部分：1）是按照控制網(wǎng)絡(luò )的協(xié)議接收設備數據采集的數據和通信系統的上傳的二進(jìn)制數據；2）是按照規定的數據格式將數據轉換為十進(jìn)制數據；3）是將數據存儲在本地數據庫和緩沖數據庫中；4）是調用信息網(wǎng)絡(luò )通信程序將存儲在緩沖數據庫的數據上傳到網(wǎng)絡(luò )服務(wù)器中心數據庫中。該系統采用了目前最流行的數據庫訪(fǎng)問(wèn)技術(shù)——ODBC技術(shù)。信息網(wǎng)絡(luò )和控制網(wǎng)絡(luò )的集成主要通過(guò)信息網(wǎng)絡(luò )的通信程序來(lái)實(shí)現，該程序與網(wǎng)絡(luò )數據庫連接，在緩沖數據庫中提取數據，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )將數據傳送到網(wǎng)絡(luò )數據庫中。整個(gè)過(guò)程分成三部分：
2.1建立與網(wǎng)絡(luò )數據庫的連接建立連接對象，確定連接屬性（確定用戶(hù)賬戶(hù)和密碼，遠程數據庫名，服務(wù)器名和驅動(dòng)程序，確定進(jìn)行連接所用的最大時(shí)間為3s）與網(wǎng)絡(luò )數據庫進(jìn)行連接。
2.2將數據傳送到網(wǎng)絡(luò )數據庫中根據所設定的數據表號和車(chē)間號,程序可以執行相應的'上網(wǎng)子程序，將數據傳送到網(wǎng)絡(luò )數據庫的相應的數據表中。首先，先在網(wǎng)絡(luò )數據庫中建立數據表；接著(zhù)，傳送數據到網(wǎng)絡(luò )數據庫中。該通信程序執行結束后，如果向網(wǎng)絡(luò )數據庫發(fā)送數據成功，將清空緩沖數據庫數據；如果向網(wǎng)絡(luò )數據庫發(fā)送數據失敗，緩沖數據庫中的數據將保持到下一次向網(wǎng)絡(luò )數據庫發(fā)送數據時(shí)，與剛接收到的數據一起傳向網(wǎng)絡(luò )數據庫。本系統采用星型布線(xiàn)方式，從一級監控中心的光纖交換機引出若干條光纖到各個(gè)車(chē)間的二級監控中心，再由二級監控中心的光纖交換機的RJ45接口用雙絞線(xiàn)引出到其監控的設備。針對某些車(chē)間例如電力檢修車(chē)間干擾極其強烈，所以從二級監控中心引出的部分導線(xiàn)也采用光纖。實(shí)踐證明，該布線(xiàn)的方案是合理可行的，而且運行良好。
3結束語(yǔ)
本系統在修建工程公司各種現有設備上，通過(guò)增加數據采集接口、文本圖形顯示器和網(wǎng)絡(luò )通信接口，改造傳統設備，實(shí)現修建工程公司裝備檢修和試驗設備的數字化，為修建工程公司檢修過(guò)程的計算機管理提供了較好的平臺。該系統已經(jīng)使用了大約一年,運行效果良好。它的研究為修建工程公司的體制改革和建立科學(xué)的檢修網(wǎng)絡(luò )系統提供了一種新的、有效的實(shí)現方法。
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