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０引言
隨著科學技術(shù)的進步及生產(chǎn)力水平的提高，工業(yè)生產(chǎn)朝著集成自動化方向發(fā)展[１]，在許多工業(yè)現(xiàn)場中都會用到稱重設(shè)備，而現(xiàn)在使用的稱重儀表顯示字體較小，對操作者來說，遠距離讀數(shù)很不方便，特別是在工作量大、工作繁忙的時候，儀表顯示界面信息不夠清晰直觀將直接加重操作者的工作負擔，故采用具有一定技術(shù)集成的觸摸屏與儀表進行連接、通信，使之與儀表同步并大字號實時顯示測量數(shù)值，從而減輕操作者的負擔，間接達到提高工作效率的目的。
１硬件系統(tǒng)組成與功能
１.１硬件系統(tǒng)組成
該文硬件系統(tǒng)由觸摸屏、稱重儀表[２]、稱重傳感器、２２０Ｖ交流電源和２４Ｖ直流電源構(gòu)成，硬件結(jié)構(gòu)如圖１所示

系統(tǒng)工作原理:稱重傳感器讀取稱重重量并在托利多稱重儀表顯示出來，供產(chǎn)品檢測人員記錄查看，托利多稱重儀表通過ＲＳ２３２串口數(shù)據(jù)線把重量數(shù)據(jù)傳到觸摸屏內(nèi)部的數(shù)據(jù)內(nèi)存區(qū)中，內(nèi)部處理器對傳來的數(shù)據(jù)進行截取、校驗、二次校驗，再轉(zhuǎn)換成有效信息，最后在觸摸屏上顯示出來，實現(xiàn)與稱重儀表的同步顯示，方便工作人員對工業(yè)現(xiàn)場稱重狀態(tài)的實時監(jiān)視。
１.２硬件系統(tǒng)功能
觸摸屏:由２４Ｖ直流電源供電，通過ＲＳ２３２串口通信數(shù)據(jù)線接收稱重儀表傳來的實時數(shù)據(jù)，然后對接收的數(shù)據(jù)進行截取、存儲、校驗、轉(zhuǎn)換，沒有錯誤后實時顯示出來，最后在觸摸屏上以大字號實時顯示稱重儀表上的數(shù)據(jù)值。
稱重儀表:由２２０Ｖ交流電源供電，通過信號線對稱重傳感器傳來的模擬量數(shù)據(jù)進行Ａ/Ｄ轉(zhuǎn)換[３]，存儲到稱重儀表中并顯示稱重值，并把轉(zhuǎn)換的數(shù)字量數(shù)據(jù)發(fā)送給觸摸屏。
稱重傳感器:用于稱重重量，獲得具體的重量測量信息，并通過ＲＳ２３２串口通信數(shù)據(jù)線將獲得的重量數(shù)據(jù)以模擬量的形式傳輸給稱重儀表。
２上位機程序設(shè)計
２.１程序設(shè)計流程
軟件設(shè)計流程如圖２所示，

基于威綸通ＥａｓｙＢｕｉｌｄｅｒＰｒｏ開發(fā)環(huán)境，一方面對組態(tài)界面開發(fā)環(huán)境的顯示進行合理地組態(tài)布局，另一方面對通信方式進行編程，借助內(nèi)部函數(shù)對儀表實時發(fā)過來的數(shù)據(jù)進行加工處理，進行數(shù)據(jù)截取、校驗、轉(zhuǎn)換、顯示等步驟。
２.２通信數(shù)據(jù)傳送與處理
為使硬件系統(tǒng)與軟件系統(tǒng)很好地結(jié)合，兩者通信方式的參數(shù)設(shè)置需要一致，上電后對與通信數(shù)據(jù)有關(guān)的稱重儀表進行參數(shù)設(shè)置，而軟件編程的算法是保證系統(tǒng)準確實時顯示的核心部分。

２.２.１對ＩＮＤ２３６稱重儀表通信設(shè)置
ＩＮＤ２３６稱重儀表通過ＲＳ２３２接口進行數(shù)據(jù)傳輸[４]，選擇相應(yīng)型號的觸摸屏ＭＴ８１２１ｉＥ/ＭＴ８１５０ｉＥ(１０２４×７６８)進行開發(fā)，ＩＮＤ２３６稱重儀表支持兩種串行端口，分別為主板上的標準串口ＣＯＭ１和可選串口ＣＯＭ２，該文選用ＣＯＭ１為通信端口，并將其設(shè)為連續(xù)輸出的模式，ＩＮＤ２３６稱重儀表具有連續(xù)輸出模式的特點，在傳輸中可以連續(xù)發(fā)送重量數(shù)據(jù)和稱重狀態(tài)信息，通過數(shù)據(jù)線把數(shù)據(jù)提供給觸摸屏，該數(shù)據(jù)含有１７或１８個字節(jié)，按標準連續(xù)輸出的格式輸出[５]，如表１所示，信息的起始標志為ＳＴＸ，可查ＡＳＣＩＩ碼表得到，即０ｘ０２作為文本的開始，ＣＲ為結(jié)束標志，即
為０ｘ０Ｄ。

連續(xù)輸出格式說明:
１)ＡＳＣＩＩ文本開始字符(０ｘ０２)，始終發(fā)送。
２)顯示的重量，可以是毛重或是凈重，６位，沒有小數(shù)點或符號，不足６位前補空格。
３)皮重，具有６位皮重數(shù)據(jù)，在此顯示的字段中沒有小數(shù)點。
４)ＡＳＣＩＩ回車<ＣＲ>字符(０ｘ０Ｄ)。
５)啟用和校驗時需要校檢位的發(fā)送，校驗和用于檢測數(shù)據(jù)發(fā)送中的錯誤[６]。
由于觸摸屏ＭＴ８１５０ｉＥ使用ＣＯＭ１口與托利多儀表進行通信，故將接口類型設(shè)置為“ＲＳ２３２”，然后對ＣＯＭ１口進行通信參數(shù)設(shè)置，點擊ＣＯＭ１口對應(yīng)的“設(shè)置”，根據(jù)ＩＮＤ２３６對參數(shù)配置的要求，選用其默認參數(shù)配置，將波特率設(shè)定為“９６００”，數(shù)據(jù)位設(shè)定為“８Ｂｉｔｓ”，校驗位設(shè)定為“Ｎｏｎｅ”，停止位設(shè)為“１Ｂｉｔｓ”，超時設(shè)為“１.０”，設(shè)備屬性窗口和通信端口設(shè)置如圖３所示。

２.２.２利用內(nèi)建函數(shù)接收數(shù)據(jù)
首先用到通信相關(guān)的函數(shù)即ＩＮＰＯＲＴ為內(nèi)建函數(shù)，使得觸摸屏可以接收儀表數(shù)據(jù)，具體格式為:ＩＮ￣ＰＯＲＴ(ｒｅａｄ＿ｄａｔａ[ｓｔａｒｔ]，"ｄｅｖｉｃｅ＿ｎａｍｅ"，ｒｅａｄ＿ｃｏｕｎｔ，ｒｅｔｕｒｎ＿ｖａｌｕｅ)，從串行端口或者以太網(wǎng)絡(luò)讀取數(shù)據(jù)至ＨＭＩ，這些資料保存在ｒｅａｄ＿ｄａｔａ[ｓｔａｒｔ]~ｒｅａｄ＿ｄａｔａ[ｓｔａｒｔ＋ｒｅａｄ＿ｃｏｕｎｔ－１]一維數(shù)組中，ｄｅｖｉｃｅ必須選擇為“ＦｒｅｅＰｒｏｔｏｃｏｌ”ＰＬＣ類型，ｒｅａｄ＿ｃｏｕｎｔ是設(shè)定需要讀取的命令位組長度，可以是常數(shù)或者變量，若此函數(shù)能夠成功的從ＰＬＣ或者控制器中讀取數(shù)據(jù)，則ｒｅｔｕｒｎ＿ｖａｌｕｅ值為１，否者為０，觸摸屏每個周期從儀表獲得數(shù)據(jù)后，根據(jù)開始標志與結(jié)束標志從中提取出所需信息，存入數(shù)組中等待進行下一步解讀，程序語句如下:
ＩＮＰＯＲＴ(ｒｅｓｐｏｎｓｅ１[０]，"ｔｏｌｅｄｐ"，４０，ｒｅｔｕｒｎ＿ｖａｌｕｅ)
∥數(shù)據(jù)讀至ＨＭＩ取４０位至數(shù)組，返回值為１
ｉ＝ＳｔｒｉｎｇＬｅｎｇｔｈ(ｒｅｓｐｏｎｓｅ１[０])
∥變量ｉ為取數(shù)組ｒｅｓｐｏｎｓｅ１[０]字符串長度
２.２.３數(shù)據(jù)截取與校驗程序
為保證數(shù)據(jù)同步顯示，需要對儀表發(fā)來的數(shù)據(jù)實時處理，通過ＩＮＰＯＲＴ內(nèi)建函數(shù)對稱重儀表發(fā)來的數(shù)據(jù)進行截取、校驗、轉(zhuǎn)換處理，才能保證截取的數(shù)據(jù)達到同步顯示的效果，是保證稱重儀表同步正常顯示的關(guān)鍵一步，程序如下:
Ｉｆｉ>＝４０ｔｈｅｎ∥對于ｒｅｓｐｏｎｓｅ１[０]長度大于４０位的則清空緩存區(qū)
ＰＵＲＧＥ(１)∥ｉ為短整型變量，如果大于４０則清空ＣＯＭ１的緩沖區(qū)

ｊｊ＝０∥給短整型變量ｊｊ賦初始值
ｆｏｒｉｉ＝０ｔｏ３９∥ｉｉ的值從０~３９，共４０個
ｉｆｒｅｓｐｏｎｓｅ１[ｉｉ]＝＝０ｘ０２ｔｈｅｎ∥對數(shù)組中的數(shù)據(jù)進行判斷，哪個為０ｘ０２
ｊｊ＝ｉｉ∥ｊｊ為短整型變量，代表第幾位是０ｘ０２，并跳出循環(huán)體
ｂｒｅａｋｅｎｄｉｆ
ｎｅｘｔ
ｆｏｒｊ＝０ｔｏ１６∥把截取數(shù)據(jù)進行賦值，ｉ為短整型變量
ｊｉ１＝ｊｉ＋ｊ
ｒｅｓｐｏｎｓｅ[ｊ]＝ｒｅｓｐｏｎｓｅ１[ｊｉ１]∥把截?。保肺粯藴蔬B續(xù)輸出存到ｒｅｓｐｏｎｓｅ[０]一維數(shù)組中
ｎｅｘｔ
ｅｎｄｉｆ
為保證稱重數(shù)據(jù)在觸摸屏上顯示正確無誤，又增加了二次校驗功能，使得顯示更加穩(wěn)定，經(jīng)過實驗，在半年多的實際應(yīng)用中，沒出現(xiàn)任何錯誤，保證了用戶在實際應(yīng)用中的體驗，程序段如下:
ｉｆｒｅｓｐｏｎｓｅ[０]＝＝０ｘ０２ａｎｄｒｅｓｐｏｎｓｅ[１６]＝＝０ｘ０Ｄｔｈｅｎ//檢驗數(shù)組第１位、第１７位是否滿足條件
ＧＥＴＢＩＴ(ｒｅｓｐｏｎｓｅ[１]，Ａ０，０)∥位狀態(tài)轉(zhuǎn)換，解析出Ａ位數(shù)位０的數(shù)值
ＧＥＴＢＩＴ(ｒｅｓｐｏｎｓｅ[１]，Ａ１，１)∥位狀態(tài)轉(zhuǎn)換，解析出Ａ位數(shù)位１的數(shù)值
ＧＥＴＢＩＴ(ｒｅｓｐｏｎｓｅ[１]，Ａ２，２)∥位狀態(tài)轉(zhuǎn)換，解析出Ａ位數(shù)位２的數(shù)值
ＧＥＴＢＩＴ(ｒｅｓｐｏｎｓｅ[２]，Ｂ１，１)∥位狀態(tài)轉(zhuǎn)換，解析出狀態(tài)字節(jié)Ｂ位數(shù)位１的值
ＧＥＴＢＩＴ(ｒｅｓｐｏｎｓｅ[２]，Ｂ４，４)∥位狀態(tài)轉(zhuǎn)換，解析出狀態(tài)字節(jié)Ｂ位數(shù)位４的值
ＧＥＴＢＩＴ(ｒｅｓｐｏｎｓｅ[３]，Ｃ０，０)∥位狀態(tài)轉(zhuǎn)換，解析出狀態(tài)字節(jié)Ｃ位數(shù)位４的值
ＧＥＴＢＩＴ(ｒｅｓｐｏｎｓｅ[３]，Ｃ１，１)∥位狀態(tài)轉(zhuǎn)換，解析出狀態(tài)字節(jié)Ｃ位數(shù)位４的值
ＧＥＴＢＩＴ(ｒｅｓｐｏｎｓｅ[３]，Ｃ２，２)∥位狀態(tài)轉(zhuǎn)換，解析出狀態(tài)字節(jié)Ｃ位數(shù)位４的值
ＡＳＣＩＩ２ＦＬＯＡＴ(ｒｅｓｐｏｎｓｅ[４]，ｒｅａｄ＿ｄａｔａ，６)
ｅｎｄｉｆ
當完成二次校驗時，則需要對截取的數(shù)據(jù)分段進行譯碼處理，把帶有負數(shù)的單位以及稱重儀表中的單位對應(yīng)起來的數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換處理，當完成這些必要的步驟后，需要在觸摸屏上對應(yīng)位置正確顯示。

出稱重數(shù)值以及單位，根據(jù)ＩＮＤ２３６的連續(xù)輸出格式，數(shù)組中第５~第１０為重量的數(shù)值信息，故從數(shù)組中取出第５~第１０的數(shù)據(jù)，因組態(tài)軟件提供了眾多十分方便的轉(zhuǎn)換函數(shù)，故在此可直接調(diào)用組態(tài)軟件攜帶的函數(shù)ＡＳＣＩＩ２ＦＬＯＡＴ，將數(shù)據(jù)由ＡＳＣＩＩ碼轉(zhuǎn)為浮點數(shù)，再從數(shù)組中分別取出３個狀態(tài)位對應(yīng)的數(shù)據(jù)，即數(shù)組中的第２~第４個數(shù)據(jù)，根據(jù)表提供的參數(shù)設(shè)置手冊，對ＩＮＤ２３６的狀態(tài)字節(jié)位的定義分別確定小數(shù)點位置、數(shù)值的正負和單位，對數(shù)值進行相應(yīng)的處理并傳送到相應(yīng)的地址，程序如下:ＡＳＣＩＩ２ＦＬＯＡＴ(ｒｅｓｐｏｎｓｅ[４]，ｒｅａｄ＿ｄａｔａ，６)
ｉｆＢ１＝＝１ｔｈｅｎ∥狀態(tài)字節(jié)Ｂ位符號定義，Ｂ１為１則為負號，為０則是正號
ｒｅａｄ＿ｄａｔａ＝ｒｅａｄ＿ｄａｔａ∗(－１)∥顯示數(shù)據(jù)數(shù)值的正負號轉(zhuǎn)換
ｅｎｄｉｆ
ｉｆＡ２＝＝０ａｎｄＡ１＝＝１ａｎｄＡ０＝＝０ｔｈｅｎ∥０１０代表小數(shù)點后沒有數(shù)值
ｒｅｓｕｌｔ＝ｒｅａｄｄａｔａ
＿
ｅｎｄｉｆ
ｉｆＡ２＝＝０ａｎｄＡ１＝＝１ａｎｄＡ０＝＝１ｔｈｅｎ∥０１１代表小數(shù)點后有一位數(shù)值
ｒｅｓｕｌｔ＝ｒｅａｄｄａｔａ/１０
＿
ｅｎｄｉｆ
ｉｆＡ２＝＝１ａｎｄＡ１＝＝０ａｎｄＡ０＝＝０ｔｈｅｎ∥１００代表小數(shù)點后有兩位數(shù)值
ｒｅｓｕｌｔ＝ｒｅａｄｄａｔａ/１００
＿
ｅｎｄｉｆ
ＳｅｔＤａｔａ(ｒｅｓｕｌｔ，"ＬｏｃａｌＨＭＩ"，ＬＷ，２０，１)
ｉｆＢ４＝＝０ｔｈｅｎ∥Ｂ４字符型變量，狀態(tài)字節(jié)Ｂ
位數(shù)位４，ｌｂ＝０ｗｅｉｇｈｔｕｎｉｔ[０]＝′ｌ′ｗｅｉｇｈｔｕｎｉｔ[１]＝′ｂ′ｅｎｄｉｆ
ｉｆＢ４＝＝１ｔｈｅｎ∥Ｂ４字符型變量，狀態(tài)字節(jié)Ｂ
位數(shù)位４，ｋｇ＝１ｗｅｉｇｈｔｕｎｉｔ[０]＝′Ｋ′ｗｅｉｇｈｔｕｎｉｔ[１]＝′ｇ′ｅｎｄｉｆ
ｉｆＣ２＝＝０ａｎｄＣ１＝＝０ａｎｄＣ０＝＝１ｔｈｅｎ∥對應(yīng)的數(shù)位為００１時，重量單位為克(ｇ)
ｗｅｉｇｈｔｕｎｉｔ[０]＝′′ｗｅｉｇｈｔｕｎｉｔ[１]＝′ｇ′ｅｎｄｉｆ

ｉｆＣ２＝＝０ａｎｄＣ１＝＝１ａｎｄＣ０＝＝１ｔｈｅｎ∥對應(yīng)的數(shù)位為０１１時，重量單位為盎司(ｏｚ)
ｗｅｉｇｈｔｕｎｉｔ[０]＝′ｏ′ｗｅｉｇｈｔｕｎｉｔ[１]＝′ｚ′ｅｎｄｉｆ
２.３觸摸屏與稱重儀表大字號實時顯示
把需要的數(shù)據(jù)都解析出來后，調(diào)用內(nèi)建函數(shù)，使傳過來的數(shù)據(jù)以與稱重儀表上的稱重值和所對應(yīng)的單位在觸摸屏中顯示出來[７]，實物圖如圖４所示，不需要再連接任何型號的ＰＬＣ等設(shè)備，既減少了設(shè)備成本又能準確、實時傳輸并大字號顯示，滿足了客戶在多變化的工廠環(huán)境下的使用需求。

３結(jié)語
該文依托威綸通觸摸屏，使用梅特勒－托利多的工業(yè)電子秤為硬件基礎(chǔ)，借助威綸通觸摸屏自帶的開發(fā)工具，使得系統(tǒng)上下位機更穩(wěn)定地配合，使用ＲＳ２３２串口通信接口來傳輸數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對稱重儀表數(shù)據(jù)大字號同步顯示，該系統(tǒng)經(jīng)調(diào)試運行后現(xiàn)已投入使用，經(jīng)過半年多的現(xiàn)場運行，表明該文數(shù)據(jù)傳輸可靠，效果理想，滿足了生產(chǎn)需求，程序代碼可移植性好，具有較大的市場推廣價值，系統(tǒng)設(shè)計方案簡單，經(jīng)濟、有效，同步性穩(wěn)定可靠，也提高了設(shè)備的可維護性，成本低，使用方便。

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