摘要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，媒體信息業(yè)近年來得到迅猛發(fā)展，報(bào)紙、雜志的發(fā)行量不斷擴(kuò)大，人們對(duì)知識(shí)、信息的渴望也越來越強(qiáng)烈，對(duì)印刷品日益增長(zhǎng)的需求給印刷行業(yè)帶來很大的發(fā)展，為印刷機(jī)的供墨環(huán)節(jié)急需解決自動(dòng)化問題，同時(shí)對(duì)用墨量希望能有準(zhǔn)確的計(jì)量，以便進(jìn)行成本核算，提高工作效率和經(jīng)濟(jì)效益。本文介紹了為太原高氏勞瑞油墨化學(xué)有限公司開發(fā)的面向大型印刷廠的集中供墨系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)監(jiān)控部分。該系統(tǒng)具有自動(dòng)上墨、罐體容量檢測(cè)、油墨消耗量的日?qǐng)?bào)和月報(bào)、油墨消耗的歷史趨勢(shì)以及油墨存量的上下限報(bào)警等功能。
關(guān)鍵詞：集中供墨，計(jì)算機(jī)監(jiān)控，油墨消耗報(bào)表，油墨增加報(bào)表
隨著二十一世紀(jì)的到來，整個(gè)社會(huì)步入了一個(gè)飛速發(fā)展的階段，人們對(duì)各種知識(shí)、信息的需求也日益迫切。盡管從網(wǎng)絡(luò)上獲取信息快捷、方便，但還有更多的人們從報(bào)紙、書刊上獲取信息和知識(shí)。社會(huì)對(duì)印刷品需求量的驟然增加，必然需要印刷廠投入更多的人力物力，隨著競(jìng)爭(zhēng)的不斷加劇，如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低消耗，提高經(jīng)濟(jì)效益已成為各大印刷廠關(guān)注的焦點(diǎn)。在傳統(tǒng)的印刷過程中，單就油墨供應(yīng)環(huán)節(jié)而言，大部分是由人工來完成，工作人員不僅要隨時(shí)檢查印刷機(jī)里油墨是否充足，而且，當(dāng)需要對(duì)印刷機(jī)填充油墨時(shí)，使用的方法還是桶裝油墨全手工注入，顯而易見，這樣的方法不僅需要投入大量的人力，高負(fù)荷的勞動(dòng)強(qiáng)度，而且桶裝油墨的成本高、價(jià)格貴。近年來，太原高氏勞瑞墨化學(xué)有限公司率先在全國(guó)范圍內(nèi)推廣集中供墨的理念，即將大量的油墨用墨罐車運(yùn)送至印刷廠，并存儲(chǔ)在一個(gè)容量較大的墨罐中，墨罐又與印刷機(jī)通過管道相連接，需加墨的時(shí)候只需對(duì)管道閘門進(jìn)行操作，通過壓力泵將油墨送到印刷機(jī)。并在集中供墨系統(tǒng)中加入了計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，墨罐中的油墨剩余量、每個(gè)班組對(duì)各種油墨的消耗量等都可以通過網(wǎng)線在辦公室的計(jì)算機(jī)上進(jìn)行顯示，并生成日?qǐng)?bào)表和月報(bào)表。不但使印刷廠的油墨使用成本大大降低，而且減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約了人力，成本效益核算更加容易，因而受到大多數(shù)印刷廠的歡迎，本文就是對(duì)該系統(tǒng)計(jì)算機(jī)監(jiān)控部分的介紹。
1．系統(tǒng)功能與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
印刷廠的集中供墨系統(tǒng)應(yīng)該能夠?qū)τ∷⑦^程中的油墨用量進(jìn)行計(jì)量，生成日?qǐng)?bào)表、月報(bào)表，并能對(duì)各油墨儲(chǔ)罐中的余墨存量進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)其液位和重量進(jìn)行顯示，對(duì)油墨的儲(chǔ)量進(jìn)行上下位報(bào)警，以便及時(shí)向儲(chǔ)罐中補(bǔ)充油墨，并在向罐中補(bǔ)充油墨時(shí)以防沖頂。
1.1 系統(tǒng)功能
(1) 通過稱重控制儀，重量傳感器， RS232/485轉(zhuǎn)換接口，將油罐中數(shù)據(jù)采集到計(jì)算機(jī)內(nèi)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，計(jì)算出單位時(shí)間油耗量并保存到數(shù)據(jù)庫(kù)；
(2) 當(dāng)日的油墨耗量進(jìn)行整理，生成日?qǐng)?bào)表，以數(shù)據(jù)和曲線兩種格式顯示；
(3) 對(duì)當(dāng)月的油墨耗量進(jìn)行整理，生成月報(bào)表，以數(shù)據(jù)和曲線兩種格式顯示；
(4) 能對(duì)各油墨儲(chǔ)罐中的余墨存量進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)其液位和重量進(jìn)行顯示。對(duì)油墨的儲(chǔ)量設(shè)置上下位報(bào)警，當(dāng)油墨儲(chǔ)量低于下限時(shí)，顯示警報(bào)，提醒操作員及時(shí)給墨罐補(bǔ)充油墨，當(dāng)向墨罐補(bǔ)充油墨時(shí)，當(dāng)達(dá)到上限時(shí)，及時(shí)報(bào)警，以防沖頂。
(5) 當(dāng)油耗量變化超出歷史標(biāo)準(zhǔn)的一定范圍時(shí)，顯示警報(bào)，提醒操作員對(duì)其進(jìn)行檢查；
(6) 系統(tǒng)可以被連接到Internet，所有數(shù)據(jù)均可以被遠(yuǎn)程查詢，對(duì)導(dǎo)出的數(shù)據(jù)資料進(jìn)行加密，使其不能被修改，增加了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性；
(7) 系統(tǒng)管理員具有用戶權(quán)限管理功能，使不同的用戶具有對(duì)數(shù)據(jù)訪問的不同權(quán)限。
1.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
系統(tǒng)中包含6個(gè)儲(chǔ)罐，分別有金紅、黃、藍(lán)、桃紅和2個(gè)黑墨罐，墨罐中油墨的重量由重量傳感器傳送至重量顯示儀表，再由重量顯示儀表輸出至上位計(jì)算機(jī)，通過上位計(jì)算機(jī)中集中供墨監(jiān)控軟件，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集，并通過對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、整理、存儲(chǔ)，以報(bào)表、棒圖和曲線等形式顯示給操作人員，并可實(shí)現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)的查詢與分析。由于在數(shù)據(jù)采集時(shí)要對(duì)多個(gè)儲(chǔ)罐進(jìn)行輪詢，再加上辦公室與印刷車間儲(chǔ)墨房距離較遠(yuǎn)，因此，傳輸總線采用485總線，為此須在各顯示儀表和計(jì)算機(jī)端連接RS232/485轉(zhuǎn)換接口，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1所示。
圖1 集中供墨計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
2. 硬件設(shè)備選型
對(duì)硬件設(shè)備選擇的整體原則如下：1）讀數(shù)準(zhǔn)確不易出現(xiàn)誤差；2）傳輸數(shù)據(jù)時(shí)確保不易受干擾；3）安裝過程簡(jiǎn)便；4）價(jià)格便宜，以降低整個(gè)系統(tǒng)的初期投入成本。
2.1 稱重傳感器與稱重設(shè)備（天津華北衡器廠的SCS-5）
稱重器的選擇對(duì)整個(gè)系統(tǒng)至關(guān)重要，必須要求稱重?cái)?shù)據(jù)準(zhǔn)確，并且經(jīng)久耐用，天津華北衡器廠生產(chǎn)的SCS-5型稱重傳感器具有以上特點(diǎn)，經(jīng)過多家用戶反饋，有著良好的口碑，并且具有安裝過程簡(jiǎn)便、價(jià)格
便宜等優(yōu)點(diǎn)，減少了初期投入的成本。
2.2 控制儀表（上?？旖輈b-100）
上?？旖輈b-100型號(hào)的稱重控制器采用雙排顯示器，使讀數(shù)更加容易；全不銹鋼防腐屏蔽外殼，增加了儀表使用壽命，符合降低系統(tǒng)投入成倍的原則。并且具有日期、時(shí)間、永久走時(shí)；自動(dòng)打印、手動(dòng)打印選擇、累計(jì)打?。豢芍梦⒋驒C(jī)、寬打機(jī)、標(biāo)簽打印機(jī)等優(yōu)點(diǎn)，可接入Rs232等多種接口設(shè)備（接口）。
2.3 Rs232/485接口（光電分離）
Rs232接口是最早應(yīng)用于邏輯信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的接口之一，具有良好的穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性，但其缺點(diǎn)是傳輸距離相對(duì)較短，只有50英尺左右，不能完成由油墨罐到計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸。而Rs485接口恰恰克服了這個(gè)困難，它的傳輸距離可達(dá)4000英尺（折合3000米左右），因此，選擇Rs232/485轉(zhuǎn)換接口，將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為邏輯信號(hào)進(jìn)行長(zhǎng)距離傳輸，在終端將再進(jìn)行一次由Rs232/485接口對(duì)邏輯信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換，最終通過Rs232接口將數(shù)字信號(hào)輸入到計(jì)算機(jī)當(dāng)中。光電分離的優(yōu)點(diǎn)是信號(hào)不容易被外界因素所干擾，確保了數(shù)據(jù)傳輸過程中的準(zhǔn)確性。
2.4 計(jì)算機(jī)選型 （聯(lián)想啟天系列）
整個(gè)系統(tǒng)在數(shù)據(jù)采集過程中，如無特殊情況，將保持長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作狀態(tài)，這就要求對(duì)計(jì)算機(jī)的選擇必須具備可以長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行的特點(diǎn)。聯(lián)想啟天系列商用計(jì)算機(jī)在經(jīng)過大量測(cè)試之后，理論上具有連續(xù)運(yùn)行50000小時(shí)的特點(diǎn)，并且具有獨(dú)特的硬盤保護(hù)措施，使得數(shù)據(jù)庫(kù)中的資料更加不容易丟失，確保了數(shù)據(jù)庫(kù)的安全。故本系統(tǒng)選擇聯(lián)想啟天系列計(jì)算機(jī)。
3. 軟件系統(tǒng)的開發(fā)
3.1 開發(fā)平臺(tái)的選擇
本系統(tǒng)的開發(fā)著重于對(duì)功能的實(shí)現(xiàn)和日后對(duì)本系統(tǒng)的日常維護(hù)以及功能升級(jí)。因此要求開發(fā)平臺(tái)具有強(qiáng)大的組態(tài)功能。能在大眾化的windows98/2000/NT/XP環(huán)境下運(yùn)行，能在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境操作。
3.2 關(guān)于開物2000( controX2000)
controX2000北京圖靈開物技術(shù)有限公司開發(fā)的通用工業(yè)監(jiān)控軟件開發(fā)平臺(tái)，具有組態(tài)軟件的功能，它融過程控制設(shè)計(jì)、現(xiàn)場(chǎng)操作以及工廠資源管理于一體，將一個(gè)企業(yè)內(nèi)部的各種生產(chǎn)系統(tǒng)和應(yīng)用以及信息交流匯集在一起，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化管理。它基于Microsoft Windows 98、Windows 2000、Windows NT操作系統(tǒng)，內(nèi)部采用真正的Client/Sever體系結(jié)構(gòu)，用戶可以在企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的所有層次的各個(gè)位置上都可以及時(shí)獲得系統(tǒng)的實(shí)時(shí)信息，無論是在控制現(xiàn)場(chǎng)還是在辦公室內(nèi)，都可以進(jìn)行交互式的操作，讓操作者和管理人員作出快捷有效的決策。采用controX2000通用監(jiān)控軟件做工業(yè)監(jiān)控工程，可以極大地增強(qiáng)用戶生產(chǎn)線能力、提高工廠的生產(chǎn)力和效率、提高產(chǎn)品的質(zhì)量、減少成本及原材料的消耗。它適用于從單一設(shè)備的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理和故障診斷，到網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的分布式大型集中監(jiān)控管理系統(tǒng)的開發(fā)。開物2000體系結(jié)構(gòu)由開發(fā)環(huán)境、數(shù)據(jù)服務(wù)、驅(qū)動(dòng)程序[庫(kù)]、運(yùn)行環(huán)境構(gòu)成。
開發(fā)環(huán)境（STUDIO）：是一個(gè)工程開發(fā)設(shè)計(jì)工具。用于創(chuàng)建監(jiān)控虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景（圖頁(yè)），監(jiān)控設(shè)備及相關(guān)變量，動(dòng)畫連接，設(shè)定運(yùn)行系統(tǒng)配置等的系統(tǒng)組態(tài)。
數(shù)據(jù)服務(wù)（iCORE）：作為數(shù)據(jù)處理的核心，用于根據(jù)開發(fā)環(huán)境的設(shè)計(jì)進(jìn)行與硬件設(shè)備通訊的調(diào)度和數(shù)據(jù)的加工處理以及網(wǎng)絡(luò)間數(shù)據(jù)的傳輸。
驅(qū)動(dòng)程序庫(kù)（DRIVER）：負(fù)責(zé)與外部設(shè)備的數(shù)據(jù)信息交換，每一種通訊驅(qū)動(dòng)程序支持相應(yīng)類型的外部硬件設(shè)備。
運(yùn)行環(huán)境（VIEW）：運(yùn)行界面。從數(shù)據(jù)服務(wù)獲得通訊數(shù)據(jù)并顯示，并依據(jù)由開發(fā)環(huán)境的動(dòng)畫設(shè)計(jì)顯示動(dòng)畫畫面，現(xiàn)實(shí)人與控制設(shè)備的交互操作。
開物2000軟件的體系結(jié)構(gòu)如圖2所示：
圖2 開物2000體系結(jié)構(gòu)
3.3基于開物2000的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
利用開物2000開發(fā)平臺(tái)開發(fā)控制系統(tǒng)時(shí)的步驟如下：第一步：構(gòu)建硬件系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)；第二步：定義標(biāo)簽變量；第三步：規(guī)劃和繪制控制應(yīng)用系統(tǒng)中的每個(gè)操作頁(yè)面，確定各控制操作頁(yè)面間的切換操作順序；第四步：為各個(gè)操作頁(yè)面中的相應(yīng)操作按鈕編寫程序，完成所要求的操作。
1．構(gòu)建硬件系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)。開物2000提供給開發(fā)人員提供了控制系統(tǒng)邏輯組態(tài)功能，開發(fā)人員根據(jù)控制系統(tǒng)的要求，選擇上位機(jī)和控制器的種類、型號(hào)以及數(shù)量，以便選擇適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)程序，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。根據(jù)控制系統(tǒng)對(duì)上位機(jī)、控制器、傳感器的需要以及它們之間的關(guān)系，進(jìn)行增加、減少，并對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪壿嫿M織。
2．定義標(biāo)簽變量。為控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集定義編程所需的變量、中間變量、控制變量，顯示變量等。
3．規(guī)劃和繪制控制應(yīng)用系統(tǒng)的每個(gè)操作界面，確定各控制操作頁(yè)面間的切換操作順序。對(duì)油墨監(jiān)控系統(tǒng)，主界面中包括了進(jìn)入控制系統(tǒng)和用戶管理系統(tǒng)，如圖3所示，控制流程圖界面如圖4所示：
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圖3 主界面
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圖4 控制流程圖界面
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圖5 用戶管理界面
