本文結(jié)合XK3190-D18系列高準確度地磅儀表的軟硬件特色，以兩個典 型應(yīng)用方案為例，重點介紹了該儀表在網(wǎng)絡(luò)化和流程管理方面的特色化應(yīng)用，幫助廣大系統(tǒng) 應(yīng)用域的工作人員充分了解該儀表，有助于提高相關(guān)域招投標項目的成功率以及系統(tǒng)集成的完成質(zhì)量和效率。

　　隨著工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展和自動化水平的不 斷提高，市場對稱重儀表的測量準確度和組網(wǎng)性 能提出了更高的要求。作為物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)架的重要環(huán) 節(jié)，稱重儀表在測控智能化管理方面扮演著關(guān)鍵的角色，有利于大幅提高生產(chǎn)效率。

　　多年來， XK3190-D18系列地磅儀表(以下簡稱為 D18儀表)以其高準確度、高穩(wěn)定性、豐富的接 口配置和便捷易用的中文智能操作平臺而成為物 流、冶金、食品加工等多個域特色化招標項目 的。下文結(jié)合D18儀表的軟硬件特色，重點 介紹在快遞物流、冶金、食品加工等域，該儀 表在網(wǎng)絡(luò)化和流程管理方面的特色化應(yīng)用。

　　一、儀表特色

　　D18儀表定位于高準確度、高穩(wěn)定性和高擴 展性的稱重儀表，在硬件設(shè)計、軟件設(shè)計和結(jié)構(gòu) 設(shè)計上均有其到之處。

　　(一)硬件特色

　　(1)采用飛利浦公司高速高性能32位ARM 處理器，32KB的SRAM (靜態(tài)隨機存儲器)，內(nèi)部 主頻高達72MHz，集成浮點運算器，數(shù)據(jù)處理和 控制能力大大超過通用51系列單片機和16位單 片機，確保儀表能實時準確的進行重量數(shù)據(jù)的采 集、計算、儲存、查詢、打印及流程控制。

　　(2)采用ADI公司24位Σ- A轉(zhuǎn)換方式的高 速高準確度A/D轉(zhuǎn)換芯片AD7730,轉(zhuǎn)換速率可靈 活設(shè)置為50?200次/秒，適用于不同的稱重應(yīng)用 場合。儀表的核心A/D轉(zhuǎn)換部分采用交流激勵技 術(shù)，可有效消除由于直流激勵方式所引入的稱重 傳感器零點漂移效應(yīng)，大大改善稱重傳感器溫度 漂移問題。采用該技術(shù)可使得儀表A/D轉(zhuǎn)換一致 性好、穩(wěn)定性高。值得一提的是，該儀表的檢定分 度數(shù)可達到1/5000，每個檢定分度值的zui小信號電 壓為0.5卩V。儀表各項性能指標均高于標準， 在國內(nèi)同檔次的儀表中，性價比是比較高的。

　　(3)采用鑄鋁或全不銹鋼防水機殼，配合內(nèi)部 濾波電路，可有效抑制電磁輻射等干擾;打印、 通訊等接口均采取ESD (靜電放電)防護措施， 稱重傳感器接口采取防浪涌措施，降低接口的損 壞率;采用全貼片工藝和儀表通行的4層電 路板設(shè)計，有效提高主板抗干擾性能。

　　(4)采用開關(guān)電源，交流電適用范圍為85V?265V，內(nèi)置6V直流電源接口。

　　(5)儀表可擴展10M/100M自適應(yīng)以太網(wǎng)接口 (RJ45，和電腦軟件配套使用，可方便實現(xiàn)通過 局域網(wǎng)或Internet網(wǎng)絡(luò)進行稱重數(shù)據(jù)的穩(wěn)定傳輸和 存儲打印管理。

　　(6)儀表配置USB數(shù)據(jù)接口，和電腦軟件配套 使用，可直接使用USB數(shù)據(jù)線與電腦高速通訊; 可擴展U盤讀寫接口，實現(xiàn)海量稱重數(shù)據(jù)(多達 上萬條記錄)的*存儲，也可導(dǎo)入電腦數(shù)據(jù)庫 進行集中管理。

　　(7)儀表配置PS/2鍵盤接口，可直接連接通用 的PS/2電腦鍵盤快速進行中英文信息錄入和稱重 控制，并可方便實現(xiàn)儀表和輸入設(shè)備的隔離統(tǒng)一 管理。

　　(8)可配置 RS232、RS422/RS485、ModBus、大屏幕輸出、打印輸出等各種外圍接口(RS422和 RS485的連接和調(diào)試方法相似，區(qū)別在于前者為4 線制接法，后者為2線制接法，方便起見，下文 提到RS422/RS485時，均簡稱為RS485)。

　　(二)軟件特色

　　(1)采用嵌入式多任務(wù)操作系統(tǒng)，該操 作系統(tǒng)已通過美國航空管理局安全認證，穩(wěn)定性 高，與儀表高性能處理器相配合，可有效保證數(shù) 據(jù)運算的高精度和通訊、顯示及其他外圍接口的 實時可靠響應(yīng)。

　　(2)采用人性化中文操作界面，二維滾動菜 單條式管理，可通過方向鍵快速定位所需參數(shù)菜 單，并提供豐富的操作提示信息。

　　(3)采用拼音/英文/數(shù)字/符號四位一體輸 入法，輸入方式類似手機T9拼音輸入法，方便易 用。

　　(4)開機畫面、通訊協(xié)議、測控流程均可根 據(jù)招標項目進行個性化定制。

　　(三)結(jié)構(gòu)特色

　　在招標項目中，由于現(xiàn)場使用環(huán)境不同，儀表 所需達到的防水防塵等級也不一樣。用戶對儀表的 顯示方式有著不同的喜好。因此，D18系列儀表在 外殼選用上分別采用了鑄鋁臥式外殼和全不銹鋼防 水外殼，顯示方式上分為雙顯示屏(LED數(shù)碼管 +LCD顯示屏和TFT彩色顯示屏兩種類型。

　　D18+m2儀表(如圖1所示)采用鑄鋁臥式外 殼，配置有微型面板式熱敏打印機，顯示上采用6 位0.8英寸高亮LED數(shù)碼管顯示窗配合128x 96 點陣液晶顯示屏，可以兼顧重量數(shù)據(jù)高亮顯示和 復(fù)雜信息綜合并行顯示兩項要求。

　　D18+s (TFT)儀表(如圖2所示)采用全不 銹鋼防水外殼，防水等級IP65,特的7英寸 TFT彩色顯示屏，為儀表顯示復(fù)雜稱重和控制信息 提供了保證，例如，該儀表可同時顯示多種重量 信息、控制信息和通訊狀態(tài)，也可同時顯示多路 配料信息和存儲信息等。

　　二、網(wǎng)絡(luò)化特色應(yīng)用

　　D18儀表支持RS232、RS485和以太網(wǎng)方式進行現(xiàn)場組網(wǎng)。其中，zui簡單的為RS232方式，其 優(yōu)點是接線簡單，可直接連接電腦而無需中轉(zhuǎn)設(shè) 備，調(diào)試比較方便;缺點是傳輸距離短(通常S 15米)，并且只能單點接入，一對一的和電腦之間 傳輸數(shù)據(jù)。其次是RS485方式，其優(yōu)點是可實現(xiàn) 多點接入，多臺儀表和電腦之間同時聯(lián)網(wǎng)通訊， 可實現(xiàn)集中控制，通訊距離長(zui長可達1000 米);缺點是需要在電腦端增加RS485/RS232的協(xié) 議轉(zhuǎn)換器。以太網(wǎng)方式是zui安全可靠的聯(lián)網(wǎng)方式， 其他優(yōu)點是可實現(xiàn)多點接入，可靠性高，其傳輸 距離通常S 100米，可直接采用標準網(wǎng)線或標準網(wǎng) 絡(luò)路由器連接，互換性好，缺點是對電腦軟件的編 程調(diào)試提出了更高的要求.

　　由于RS232組網(wǎng)方式應(yīng)用面廣泛，用戶大多 比較熟悉，這里以物流貨站項目方案為例，重點 介紹一下D18儀表利用RS485組網(wǎng)或以太網(wǎng)組網(wǎng) 的實現(xiàn)。

　　(一)方案介紹

　　為滿足物流貨站進行的航空快遞稱重管理系 統(tǒng)的升級要求，D18儀表配合稱重管理軟件進行 了個性化定制。系統(tǒng)架構(gòu)如圖3所示。整個系統(tǒng) 劃分為操作區(qū)域和控制室兩大部分。

　　在操作區(qū)域，二十多條貨運流水線不間斷工 作，每條傳輸帶卸貨部位安裝一個過鎊臺，過磅 臺配有4個柱式稱重傳感器，通過接線盒連接到 D18儀表，儀表通過RS485總線實時傳輸當前過 磅臺實測重量到總控計算機。行李車停放在過磅 臺上，操作員將貨運包裹卸載到行李車，當行李 車裝載完成后，由操作員操作D18儀表，依次輸 入航班號、起飛日期、目的站、容器號、件數(shù)、操作員代碼等信息后，儀表打印稱重單并上傳一 條完整稱重記錄到后臺計算機。操作員繼續(xù)下一 輛行李車的裝載。在控制室，配有一臺安裝了物流稱重管 理軟件的總控計算機，通過RS485總線與外部操作區(qū)域D18儀表通訊，該軟件可配置二十多個重 量顯示窗口，同時監(jiān)控當前二十多個過磅臺的稱 重狀態(tài)，并實時保存和更新稱重記錄數(shù)據(jù)庫。總 控計算機通過USB接口連接到外接打印機，可隨 時打印相關(guān)記錄清單;通過RS232接口連接到外 接大屏幕，可選擇顯示某過磅臺的稱重狀態(tài);通 過以太網(wǎng)接口直接連接到物流站局域網(wǎng)，由特定 IP地址來實現(xiàn)由外部計算機進行的遠程監(jiān)控和訪 問，并由后臺服務(wù)器來實現(xiàn)總控計算機的后臺數(shù) 據(jù)備份。

　　(二)儀表實現(xiàn)細節(jié)

　　D18+m2儀表依靠雙屏顯示的優(yōu)勢，在高對比 度LCD顯示窗上同時顯示出當前時間、航班號、 起飛日期、目的站、容器號、件數(shù)、操作員代碼、 地磅序號、稱重單位等信息。儀表通過特定通訊 協(xié)議實時上傳當前所測重量，便于總控計算機進 行監(jiān)控。當操作員確認裝載完畢，在儀表上更新 相關(guān)信息后，將形成一條完整的稱重記錄發(fā)送給 總控計算機，同時打印出詳細的稱重單，如圖4 所示。

　　D18+m2儀表PS/2接口外接電腦鍵盤的功能, 使操作員能夠通過電腦鍵盤快速方便的輸入中英 文和數(shù)字信息，縮短過磅等待時間，提升工作效 率，同時也使得各稱重記錄的細節(jié)更加準確和全 面。儀表具體操作流程如圖5所示。

　　18+m2儀表與總控計算機的通訊協(xié)議具有完 備的C.RC校驗和確認重發(fā)機制，當外部通訊總線 發(fā)生故障時，儀表將自動緩存每筆稱量記錄并顯 示相關(guān)故障信息，提供不間斷測量機制。當故障 解除后，儀表自動上傳所緩存的所有記錄，確保 總控計算機數(shù)據(jù)庫的完整性和準確性。

　　D18+m2儀表的高速處理能力，使通訊波特率 可高達38400bit/s，遠高于普通8位處理器核心儀 表的上限9600bit/s。當布線合理時，將使得RS485 總線的傳輸速率得到大幅提升，有助于增加總線 所接入的儀表數(shù)量，擴大系統(tǒng)規(guī)模，同時也使得 總控計算機稱重管理軟件的各過磅臺重量顯示窗 的快速刷新得到有效保障。

　　(三)方案的后期優(yōu)化

　　本方案實施時，受物流站現(xiàn)場布線限制，主 要依靠D18儀表的RS485接口進行系統(tǒng)組網(wǎng)。若 應(yīng)用現(xiàn)場有條件利用D18儀表的以太網(wǎng)接口組網(wǎng)，

　　將進一步提升系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。通過標準 網(wǎng)線和網(wǎng)絡(luò)路由器連接，可直接將幾十臺D18儀 表和主控計算機組建成測控局域網(wǎng)，可方便迅速 的擴大系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模，降低網(wǎng)絡(luò)維護難度。將測 控局域網(wǎng)與Internet外網(wǎng)安全連接，可實現(xiàn)主控計 算機的遠程監(jiān)控。每臺D18儀表設(shè)置*的IP地址，可在網(wǎng)絡(luò)中立訪問，互不影響，以太網(wǎng)的 高帶寬將允許傳輸更多的測量記錄信息，充分發(fā) 揮儀表的信息處理特長。

　　該方案的成功實施，將在快遞物流域得到 廣泛推廣。

　　三、流程管理特色應(yīng)用

　　D18儀表高準確度計量和顯示信息量大的特 色，在食品加工和冶金行業(yè)得到了較好的應(yīng)用。 下面以面包加工廠原料配比項目為例，介紹D18 儀表流程管理的實現(xiàn)。

　　(一)方案介紹

　　面包加工廠原料配比對稱量準確度的要求比 較高，特別是一些關(guān)鍵原料(如發(fā)酵劑)，如果稱 量偏差稍大，將直接影響到面包成品的口感甚至 制作的成敗。同時，由于批量生產(chǎn)時加工量大, 枰臺的量程必須比較大，這就限制了高準確度天 平的采用，而只能使用高準確度平臺秤儀表或者 汽車衡儀表。此外，儀表需要具備稱重單打印功 能，方便加工過程中利用稱重單進行原料信息傳 遞和管理;還需具備配方錄入和自動調(diào)用功能, 流程化方式引導(dǎo)操作員按配方類目正確選擇原料 進行稱量。

　　本方案硬件構(gòu)架為D18儀表配合高品質(zhì)的中 航電測稱重傳感器搭建成高準確度的平臺秤。基 于D18&表高準確度的特點，該系統(tǒng)在恒溫常態(tài) 條件下，測量準確度可達到1/10000以上，為面包 原料實現(xiàn)稱量。依靠D18儀表豐富的信息輸 入和顯示功能，管理人員可方便的在儀表中構(gòu)建 配料品種和類目的數(shù)據(jù)庫，并按照預(yù)設(shè)的順序流 程引導(dǎo)操作員準確稱量原料。稱量完畢后，可通 過儀表熱敏微型打印機打印出詳細的稱重清單， 作為后續(xù)加工流程的依據(jù)。

　　(二)儀表實現(xiàn)細節(jié)

　　以下圖6?圖8分別描述了儀表配方信息輸入 流程、配料稱重流程、儀表操作時LCD顯示界面 以及儀表所打印的配方稱重單。

　　稱重單中的“XXXX”表示具體輸入的品種名 稱，如蜂蜜輔料、芝士品種等，受打印紙空間限 制，zui多允許輸入四個漢字或8個字符。儀表本 身zui多可預(yù)先存儲500個品種;稱重單中的 “AAAA?JJJJ”為該品種里預(yù)先設(shè)定的類目名稱。 稱量時必須按照儀表顯示的具體類目名稱順序依次進行。儀表每個品種zui多可以存儲10個類目; 稱重單的批次欄代表每個品種已經(jīng)配置的次數(shù)。

　　(三)方案的后期優(yōu)化 該方案中，配方的批量預(yù)輸入均需通過儀表 鍵盤操作，工作量較大。優(yōu)化方案可以充分利用 D18儀表的通訊接口，事先在電腦上按照固定的 格式完成配方列表的編制，然后通過RS232或 RS485接口一次性下載到D18儀表。也可以充分 利用D18儀表的U盤讀寫接口，在電腦上完成配方列表的編制后，拷貝到U盤，儀表自動讀取U 盤的配方列表信息，完成相應(yīng)的配方測量流程。 儀表也可將稱重清單直接備份到U盤，方便后期 的數(shù)據(jù)統(tǒng)計和管理。

　　該方案的成功實施，將在冶金、食品配料域得到廣泛推廣。

　　四、結(jié)束語

　　D18儀表是專門針對多域細分市場的項目招標用儀表， 其測量準確度高、性能可靠、接口豐富、操作方 便靈活以及性價比高，符合多域系統(tǒng)應(yīng)用的要 求。在實際應(yīng)用中，深入發(fā)掘和靈活應(yīng)用D18儀 表的各種特色化功能，對于提高項目招標成功率 和快速提升系統(tǒng)應(yīng)用的效率大有裨益。同時，該 儀表的特色化設(shè)計理念，對衡器行業(yè)儀表的 發(fā)展方向也有一定的借鑒作用。