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l問題的提出
隨著計(jì)算機(jī)及其網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷擴(kuò)大。許多采用原始手工操作的以稱重計(jì)量為主要業(yè)務(wù)的運(yùn)銷公司，在其實(shí)施自動(dòng)化改造過程中也大量采用了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。在計(jì)算機(jī)稱重計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)過程中，需要使用許多重力傳感器和大量檢測設(shè)備，而這些設(shè)備由于實(shí)際工作環(huán)境的制約大都分布在較大的地理范圍內(nèi)，若采用傳統(tǒng)的星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，安裝成本和介質(zhì)造價(jià)都非常高；若采用流行的LAN組件及環(huán)型總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，雖可減少電纜長度，但卻增加了LAN介質(zhì)及相關(guān)軟件。所以我們需要一種造價(jià)低廉又能經(jīng)受工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境的通信系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)稱重計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)中的通訊問題。于是我們就選用了控制器局部網(wǎng)（CAN）技術(shù)來解決這一問題。
2│AN通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
控制器局部網(wǎng)（CAN）是一種有效支持分布式控制或?qū)崟r(shí)控制的串行通訊網(wǎng)絡(luò)，它具有下列主要特點(diǎn)：（1）多主站依據(jù)優(yōu)先權(quán)進(jìn)行總線訪問；（2）無破壞性的基于優(yōu)先權(quán)的仲裁；（3）借助接受濾波的多地址幀來傳送遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)請求；（4）配置靈活、數(shù)據(jù)的相容性好錯(cuò)誤檢測和出錯(cuò)信令重發(fā)及時(shí)；（5）發(fā)送期間若丟失仲裁或由于出錯(cuò)而遭破壞的幀可自動(dòng)重發(fā)；
（6）暫時(shí)錯(cuò)誤和永久性故障節(jié)點(diǎn)的判別以及故障節(jié)點(diǎn)的自動(dòng)脫離均可及時(shí)實(shí)現(xiàn)。CAN中采用的CAN接口卡是一個(gè)智能型通訊接口板，板上自帶CPU，監(jiān)控程序存儲(chǔ)在EPR0M，數(shù)據(jù)sRAM及CAN總線通訊控制器可獨(dú)立完成通訊工作。本系統(tǒng)主要采用CAN總線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來完成各測重點(diǎn)壓力傳感器的數(shù)據(jù)采集和工業(yè)PLC與上位機(jī)之間的通訊工作。
3系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)
3.1工作原理
整個(gè)系統(tǒng)采用星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，應(yīng)用客戶服務(wù)器
（Client/server）模式來構(gòu)建整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。公司內(nèi)部網(wǎng)由總經(jīng)理查詢、財(cái)務(wù)管理、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、煤炭經(jīng)銷四個(gè)子系統(tǒng)組成。遠(yuǎn)程的磅房稱重計(jì)量系統(tǒng)通過調(diào)制解調(diào)器和PsTN將測重?cái)?shù)據(jù)傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)服務(wù)器后即可在統(tǒng)計(jì)、財(cái)務(wù)、查詢終端工作站上進(jìn)行信息的處理和運(yùn)營戶的結(jié)算。整個(gè)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示。
3.2系統(tǒng)軟硬件配置

4網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器HPNetserver雙PentiumPro233MHzCPU，128MRAM，6.4G硬盤。公司四臺(tái)工作站為P5/166MHz32MRAM，2.1G硬盤。
●公司下連的磅房稱重系統(tǒng)通過調(diào)制解調(diào)器連接PsTN與公司服務(wù)器相連。
●整個(gè)網(wǎng)絡(luò)采用Win-dowsNTserver4.0作為網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，利用NT強(qiáng)大的組網(wǎng)功能構(gòu)建整個(gè)網(wǎng)絡(luò)

●服務(wù)器中裝有Microsofts0Lserver數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，工作站安裝Windows98操作系統(tǒng)并裝有用
PowerBui1der開發(fā)的管理系統(tǒng)。
由于公司總部系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建技術(shù)成熟，所以本文不再詳述，下面主要論述磅房稱重計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)的CAN總線控制和系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)技術(shù)。

4稱重計(jì)量系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
4.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
稱重計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)在原有的手動(dòng)機(jī)械地衡的基礎(chǔ)上改造設(shè)計(jì)，整個(gè)系統(tǒng)應(yīng)用控制器局部網(wǎng)CAN總線技術(shù)和工業(yè)PLC控制技術(shù)構(gòu)建。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中稱重機(jī)械衡部分仍采用原有的設(shè)備，只是將原有的杠桿連接部分全部由8個(gè)壓力傳感器測壓點(diǎn)代替，從壓力檢測開始通過CAN總線網(wǎng)絡(luò)通訊進(jìn)行計(jì)算機(jī)檢測控制。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。
（1）機(jī)械地衡裝置
機(jī)械地衡裝置是由一個(gè)50T的機(jī)械衡組成，它可以在限速的情況下對通過車輛進(jìn)行不同壓力點(diǎn)的測試。
（2）壓力傳感器檢測裝置
主要采用8個(gè)壓力傳感器與地衡端面相接，他負(fù)責(zé)動(dòng)態(tài)檢測通過地衡車輛的重力信號(hào)并將其傳輸給工業(yè)PLC采集端口，通過CAN總線傳輸?shù)竭B接CAN網(wǎng)卡的上位機(jī)。
（3）工業(yè)PLC數(shù)據(jù)智能采集裝置
PLC數(shù)據(jù)采集裝置主要完成對壓力傳感器傳來的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行采集加工，并通過CAN總線將采集到的測壓值傳輸?shù)缴衔粰C(jī)。PLC還可接受上位機(jī)通過CAN總線傳來的稱重精度設(shè)定、采集時(shí)序設(shè)定和地衡增益、傳感器增益設(shè)定。
（4）上位機(jī)系統(tǒng)
上位萬機(jī)方為數(shù)公據(jù)司網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)工作站，其內(nèi)插有CAN總線網(wǎng)卡，負(fù)責(zé)從CAN總線采集數(shù)據(jù)并進(jìn)行存儲(chǔ)、處理和票據(jù)打印，而且負(fù)責(zé)通過M0-DEM將某一時(shí)段的數(shù)據(jù)傳輸?shù)焦究偛康膕0Lserver數(shù)據(jù)庫中。
4.2硬件設(shè)計(jì)
稱重計(jì)量系統(tǒng)的硬件如圖3所示。
（1）壓力傳感器信號(hào)采集處理
系統(tǒng)裝接有8個(gè)壓力傳感器，主要從地衡各點(diǎn)采集壓力。每個(gè)壓力傳感器所能輸出的信號(hào)為0-20mV，該電壓信號(hào)經(jīng)過ADAM3012調(diào)理放大后成為
0-10V，用ADAM4017A/D轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后，采用485通訊方式將信號(hào)送至工業(yè)PLC。有時(shí)還要采用ADAM4520將485信號(hào)轉(zhuǎn)換為232信號(hào)，再接入PLC。
ADAM3012可將不同量程的電壓及電流轉(zhuǎn)換為易處理的電壓信號(hào)，ADAM4017模擬量輸入模塊采用16位微處理器控制△-6調(diào)制變換方式，將傳感器信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)，供工業(yè)PLC采集使用。
（2）CAN通訊設(shè)計(jì)
系統(tǒng)采用HAPCAN-IsACAN總線接口卡，其上帶有8088CPU，板上監(jiān)控程序存儲(chǔ)在EPR0M中。系統(tǒng)中各壓力傳感器和外接設(shè)備都當(dāng)作CAN總線上的節(jié)點(diǎn)，連接上位機(jī)的CAN網(wǎng)卡負(fù)責(zé)將總線上的信息傳輸?shù)缴衔粰C(jī)，同時(shí)將上位機(jī)的控制參數(shù)傳給PLC以設(shè)定稱重精度、傳感器增益、地衡增益參數(shù)和時(shí)序參數(shù)。CAN是一種智能型通訊接口卡，在通訊過程中，信息傳輸?shù)膬?yōu)先權(quán)問題，幀的丟失問題以及總線訪問控制的仲裁丟失、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的請求、發(fā)送、響應(yīng)、證實(shí)等均可由CAN智能處理。
5.1稱重信號(hào)采集功能
5.1.1自動(dòng)/手動(dòng)稱量功能
在正常情況下系統(tǒng)通過自動(dòng)稱重計(jì)量模塊來完成整個(gè)稱重過程。在特殊情況下，比如斷電、系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，系統(tǒng)將對故障現(xiàn)場進(jìn)行保護(hù)，對于數(shù)據(jù)則采用周期性自動(dòng)存儲(chǔ)策略來保護(hù)。此時(shí)可將系統(tǒng)切換到手動(dòng)狀態(tài)，以保證稱重工作繼續(xù)進(jìn)行。系統(tǒng)還提供了信息插入功能，待系統(tǒng)故障排除后，將手動(dòng)數(shù)據(jù)重新插入數(shù)據(jù)庫。

5.1.2壓力信號(hào)采集功能
壓力信號(hào)采集模塊是一個(gè)由
定時(shí)器控制的周期性采集模塊。在PLC中設(shè)定的時(shí)序參數(shù)即為該模塊的采集周期，系統(tǒng)初始化時(shí)確定采集次數(shù)，然后通過CAN每隔一段時(shí)間便進(jìn)行稱重?cái)?shù)據(jù)的采集處理，達(dá)到初始化的采集次數(shù)時(shí)就對所得信息進(jìn)行處理。其處理過程中還包括對水分雜質(zhì)的處理和流水票據(jù)的打印。其流程如圖5所示。

5.2系統(tǒng)維護(hù)功能
系統(tǒng)維護(hù)功能主要由兩類參數(shù)設(shè)定：一類為系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定，主要包括承運(yùn)單位編碼、車輛皮重編碼、司秤人員編碼及碼表輸出；另一類信息為參數(shù)設(shè)定：稱重精度、傳感器增益、地衡增益、采集周期時(shí)序設(shè)定。
5.3信息查詢和報(bào)表打印功能
信息查詢功能提供下述操作：
●承運(yùn)單位查詢
●車輛牌號(hào)查詢
●司秤人員查詢
●過秤時(shí)間段查詢
報(bào)表打印功能提供下述操作：
●日報(bào)臺(tái)帳
●承運(yùn)單位匯總表
●車輛牌號(hào)匯總表
●時(shí)間段信息匯總表
6結(jié)束語
在原始手動(dòng)機(jī)械地衡稱重系統(tǒng)的改造與設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)用CAN通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和工業(yè)PLC控制檢測技術(shù)實(shí)現(xiàn)了測控現(xiàn)場許多壓力傳感器和大量檢測設(shè)備的
數(shù)據(jù)采集和控制信息的傳輸，并在實(shí)際應(yīng)用中取得良好效果。
 

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