焊接管理資訊體系研究論文
1系統的設計
1.1網路設計
該系統是一個基於網路通訊（包括乙太網絡通訊和488匯流排網路通訊）的裝置資料採集（由於部分車間干擾極其強烈，下位機系統採用了嵌入式技術）和監控系統。系統主要由伺服器、乙太網絡、上位機監控系統、488匯流排網路、裝置資料採集及通訊系統組成，是集網路通訊技術、微控制器技術、資料庫技術和高階程式語言程式設計於一體的綜合工程。這些技術相互聯絡，相互交叉，具有一定的技術含量。該系統是目前對修建工程公司進行網路化管理的研究成果，實現了軟體與硬體的結合。其結構圖如圖1所示。
1.2系統的構成
1.2.1管理物件
該網路系統管理的裝置物件，分別與各個車間實際裝置相對應，並在每一個車間配一臺監控機。為了方便與上位機通訊，各個裝置都分配了一個固定的地址。
1.2.2資料採集與通訊
每個車間設一臺裝置監控計算機,管理和控制本車間各臺焊接裝置。每臺焊接裝置配置一臺資料採集裝置。該裝置採用先進的嵌入式技術，而且大部分電路均採用86X系列整合模組,該資料採集裝置抗干擾能力強。裝置的主要功能是：①透過感測器，或從已有電路採集需要記錄分析的資料；②根據各裝置的具體工作特點和要求顯示被測資料；③操作人員可以輸入自己的工號、工件編號；④發出控制命令；⑤與車間監控機進行資料通訊，把檢測資料送車間分析處理軟體並進入資料庫。
1.2.3488匯流排網路
488匯流排網路是裝置採集和通訊系統與監控機通訊的裝置層主幹網路，該網路是使用488匯流排技術實現的分散式控制網路，其抗干擾能力強，傳輸距離遠，適用於遠距離的裝置監控。圖2是用RS-488構成的分散式控制網路的原理圖。該網路的拓撲結構採用匯流排方式，而傳送資料採用主從站方式。上位機（PC）作為主站，下位機（微控制器）作為從站，主站啟動並控制網上每一次通訊，每一個從站有一個識別地址（預先已設定）。只有當某個從站被定址時，該站才作出響應並向主站發回應答資料。網路的連線採用雙絞線或遮蔽雙絞線。在主站配置了研華公司的RS-232/RS-488轉換器,採用計算機的串列埠與裝置從站進行通訊。從站採用微控制器並裝有專用的488積體電路塊。
1.2.4上位機監控系統
上位機是上層資訊網路和488匯流排網路的結合部分，用於將資訊網路和匯流排網路整合為統一的企業網路。上位機採用488匯流排通訊技術、遠端資料庫呼叫技術、本地資料庫呼叫技術、ODBC技術設計和實現監控系統的各項功能。每臺監控計算機向下透過488匯流排對本車間各裝置檢測臺的資料採集裝置進行通訊管理，接收各裝置裝置傳送的試驗或工作資料，並在監控計算機上建立相應檢測資料的資料庫,車間監控機向上透過PIC工業乙太網卡與現有的主系統網路連線，將檢測裝置採集的資料送到質控中心伺服器。監控計算機後臺負責對採集裝置進行巡檢、接收資料、本地資料庫處理和向伺服器傳送資料，前臺可進行資料分析、圖形繪製和報表列印等。本地資料庫資料不作永久保留，計算機將對過期資料自動刪除。本地資料庫按統一格式和要求設計程式設計實現，其資料保留時間暫定15d。採用監控機主動查詢方式，監控機每5s作為一個通訊週期，週期開始時向匯流排順序發出對車間內各裝置的查詢資訊，每發出一個查詢指令後的等待時間為0.1s，如無應答，則進行下一個裝置的查詢。如果對應裝置給出應答，則雙方進入資料通訊狀態。上位機主要組成部分如圖3所示。
1.2.5乙太網絡
乙太網絡包括網路線路、中心交換機、二級交換機和集線器等網路裝置。其主要的功能是將伺服器和上位機（工作站）連線在一起實現網路資源共享，遠端資料傳輸等功能，以便實現企業網路化管理的目標。
1.2.6伺服器
伺服器是系統的主要資料儲存和管理中心，並且透過乙太網絡與工作站實現客戶機/伺服器的二層模式。為了保證系統的可靠性和安全性，伺服器採用了雙機冗餘技術，並且提供了共享印表機的功能，網路中任何一臺下位監控機均可訪問印表機，伺服器提供了這種訪問控制功能。
2系統的實現
根據前面系統的功能和設計原則所提出的要求，系統是以模組為實現的基本單元。上位機監控系統的人機介面如圖4所示。另外，為了儘量減少操作員的操作任務和防止不必要的誤操作對系統的破壞，系統主要的通訊功能採用了後臺工作的方式，只提供通訊狀況的顯示，同時，列印各種報表均採用了後臺工作方式。控制網路的通訊軟體是整個系統中的最主要的部分之一，它和資訊網路通訊程式一起組成了該系統的通訊部分，並且實現了與車間所有要管理裝置之間的通訊。該軟體的編制採用模組化方式，可以在所有車間的監控機程式中公用。由於上位機監控系統與裝置採集和通訊系統進行通訊和資料傳輸，所以採用的是二進位制格式的資料，因此係統分散式控制網路通訊系統不僅需要遵循控制網路的通訊協議，而且還要在監控機上將資料轉換為標準的十進位制資料，以便於顯示、查詢和列印資料，同時上傳網路伺服器實現資料共享。該程式具有的功能有四大部分：1）是按照控制網路的協議接收裝置資料採集的資料和通訊系統的上傳的二進位制資料；2）是按照規定的資料格式將資料轉換為十進位制資料；3）是將資料儲存在本地資料庫和緩衝資料庫中；4）是呼叫資訊網路通訊程式將儲存在緩衝資料庫的資料上傳到網路伺服器中心資料庫中。該系統採用了目前最流行的資料庫訪問技術——ODBC技術。資訊網路和控制網路的整合主要透過資訊網路的通訊程式來實現，該程式與網路資料庫連線，在緩衝資料庫中提取資料，透過網路將資料傳送到網路資料庫中。整個過程分成三部分：
2.1建立與網路資料庫的連線建立連線物件，確定連線屬性（確定使用者賬戶和密碼，遠端資料庫名，伺服器名和驅動程式，確定進行連線所用的最大時間為3s）與網路資料庫進行連線。
2.2將資料傳送到網路資料庫中根據所設定的資料表號和車間號,程式可以執行相應的'上網子程式，將資料傳送到網路資料庫的相應的資料表中。首先，先在網路資料庫中建立資料表；接著，傳送資料到網路資料庫中。該通訊程式執行結束後，如果向網路資料庫傳送資料成功，將清空緩衝資料庫資料；如果向網路資料庫傳送資料失敗，緩衝資料庫中的資料將保持到下一次向網路資料庫傳送資料時，與剛接收到的資料一起傳向網路資料庫。本系統採用星型佈線方式，從一級監控中心的光纖交換機引出若干條光纖到各個車間的二級監控中心，再由二級監控中心的光纖交換機的RJ45介面用雙絞線引出到其監控的裝置。針對某些車間例如電力檢修車間干擾極其強烈，所以從二級監控中心引出的部分導線也採用光纖。實踐證明，該佈線的方案是合理可行的，而且執行良好。
3結束語
本系統在修建工程公司各種現有裝置上，透過增加資料採集介面、文字圖形顯示器和網路通訊介面，改造傳統裝置，實現修建工程公司裝備檢修和試驗裝置的數字化，為修建工程公司檢修過程的計算機管理提供了較好的平臺。該系統已經使用了大約一年,執行效果良好。它的研究為修建工程公司的體制改革和建立科學的檢修網路系統提供了一種新的、有效的實現方法。