摘要：隨著經(jīng)濟的發(fā)展，媒體信息業(yè)近年來得到迅猛發(fā)展，報紙、雜志的發(fā)行量不斷擴大，人們對知識、信息的渴望也越來越強烈，對印刷品日益增長的需求給印刷行業(yè)帶來很大的發(fā)展，為印刷機的供墨環(huán)節(jié)急需解決自動化問題，同時對用墨量希望能有準確的計量，以便進行成本核算，提高工作效率和經(jīng)濟效益。本文介紹了為太原高氏勞瑞油墨化學有限公司開發(fā)的面向大型印刷廠的集中供墨系統(tǒng)的計算機監(jiān)控部分。該系統(tǒng)具有自動上墨、罐體容量檢測、油墨消耗量的日報和月報、油墨消耗的歷史趨勢以及油墨存量的上下限報警等功能。
　　關鍵詞：集中供墨，計算機監(jiān)控，油墨消耗報表，油墨增加報表
　　 
　　隨著二十一世紀的到來，整個社會步入了一個飛速發(fā)展的階段，人們對各種知識、信息的需求也日益迫切。盡管從網(wǎng)絡上獲取信息快捷、方便，但還有更多的人們從報紙、書刊上獲取信息和知識。社會對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，隨著競爭的不斷加劇，如何提高勞動生產(chǎn)率，降低消耗，提高經(jīng)濟效益已成為各大印刷廠關注的焦點。在傳統(tǒng)的印刷過程中，單就油墨供應環(huán)節(jié)而言，大部分是由人工來完成，工作人員不僅要隨時檢查印刷機里油墨是否充足，而且，當需要對印刷機填充油墨時，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，高負荷的勞動強度，而且桶裝油墨的成本高、價格貴。近年來，太原高氏勞瑞油墨化學有限公司在全國范圍內(nèi)推廣集中供墨的理念，即將大量的油墨用墨罐車運送至印刷廠，并存儲在一個容量較大的墨罐中，墨罐又與印刷機通過管道相連接，需加墨的時候只需對管道閘門進行操作，通過壓力泵將油墨送到印刷機。并在集中供墨系統(tǒng)中加入了計算機監(jiān)控系統(tǒng)，墨罐中的油墨剩余量、每個班組對各種油墨的消耗量等都可以通過網(wǎng)線在辦公室的計算機上進行顯示，并生成日報表和月報表。不但使印刷廠的油墨使用成本大大降低，而且減輕了勞動強度，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，本文就是對該系統(tǒng)計算機監(jiān)控部分的介紹。
　　1．系統(tǒng)功能與結構設計
　　印刷廠的集中供墨系統(tǒng)應該能夠對印刷過程中的油墨用量進行計量，生成日報表、月報表，并能對各油墨儲罐中的余墨存量進行檢測，對其液位和重量進行顯示，對油墨的儲量進行上下位報警，以便及時向儲罐中補充油墨，并在向罐中補充油墨時以防沖頂。
　　1.1 系統(tǒng)功能
　　(1) 通過稱重控制儀，重量傳感器， RS232/485轉換接口，將油罐中數(shù)據(jù)采集到計算機內(nèi)，對數(shù)據(jù)進行整理，計算出單位時間油耗量并保存到數(shù)據(jù)庫；
　　(2) 當日的油墨耗量進行整理，生成日報表，以數(shù)據(jù)和曲線兩種格式顯示；
　　(3) 對當月的油墨耗量進行整理，生成月報表，以數(shù)據(jù)和曲線兩種格式顯示；
　　(4) 能對各油墨儲罐中的余墨存量進行檢測，對其液位和重量進行顯示。對油墨的儲量設置上下位報警，當油墨儲量低于下*，顯示警報，提醒操作員及時給墨罐補充油墨，當向墨罐補充油墨時，當達到上*，及時報警，以防沖頂。
　　(5) 當油耗量變化超出歷史標準的一定范圍時，顯示警報，提醒操作員對其進行檢查；
　　(6) 系統(tǒng)可以被連接到Internet，所有數(shù)據(jù)均可以被遠程查詢，對導出的數(shù)據(jù)資料進行加密，使其不能被修改，增加了數(shù)據(jù)的準確性；
　　(7) 系統(tǒng)管理員具有用戶權限管理功能，使不同的用戶具有對數(shù)據(jù)訪問的不同權限。
　　1.2 系統(tǒng)結構
　　系統(tǒng)中包含6個儲罐，分別有金紅、黃、藍、桃紅和2個黑墨罐，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算機，通過上位計算機中集中供墨監(jiān)控軟件，實現(xiàn)對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集，并通過對采集的數(shù)據(jù)進行分析、整理、存儲，以報表、棒圖和曲線等形式顯示給操作人員，并可實現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)的查詢與分析。
　　由于在數(shù)據(jù)采集時要對多個儲罐進行輪詢，再加上辦公室與印刷車間儲墨房距離較遠，因此，傳輸總線采用485總線，為此須在各顯示儀表和計算機端連接RS232/485轉換接口。
　　2. 硬件設備選型
　　對硬件設備選擇的整體原則如下：1）讀數(shù)準確不易出現(xiàn)誤差；2）傳輸數(shù)據(jù)時確保不易受干擾；3）安裝過程簡便；4）價格便宜，以降低整個系統(tǒng)的初期投入成本。
　　2.1 稱重傳感器與稱重設備（天津華北衡器廠的SCS-5）
　　稱重器的選擇對整個系統(tǒng)至關重要，必須要求稱重數(shù)據(jù)準確，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，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便、價格便宜等優(yōu)點，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、時間、*走時；自動打印、手動打印選擇、累計打?。豢芍梦⒋驒C、寬打機、標簽打印機等優(yōu)點，可接入Rs232等多種接口設備（接口）。
　　2.3 Rs232/485接口（光電分離）
　　Rs232接口是zui早應用于邏輯信號轉換為數(shù)字信號的接口之一，具有良好的穩(wěn)定性、準確性，但其缺點是傳輸距離相對較短，只有50英尺左右，不能完成由油墨罐到計算機之間的數(shù)據(jù)傳輸。而Rs485接口恰恰克服了這個困難，它的傳輸距離可達4000英尺（折合3000米左右），因此，選擇Rs232/485轉換接口，將數(shù)字信號轉換為邏輯信號進行長距離傳輸，在終端將再進行一次由Rs232/485接口對邏輯信號到數(shù)字信號的轉換，zui終通過Rs232接口將數(shù)字信號輸入到計算機當中。光電分離的優(yōu)點是信號不容易被外界因素所干擾，確保了數(shù)據(jù)傳輸過程中的準確性。
　　2.4 計算機選型 （聯(lián)想啟天系列）
　　整個系統(tǒng)在數(shù)據(jù)采集過程中，如無特殊情況，將保持長時間連續(xù)工作狀態(tài)，這就要求對計算機的選擇必須具備可以長時間穩(wěn)定運行的特點。聯(lián)想啟天系列商用計算機在經(jīng)過大量測試之后，理論上具有連續(xù)運行50000小時的特點，并且具有*的硬盤保護措施，使得數(shù)據(jù)庫中的資料更加不容易丟失，確保了數(shù)據(jù)庫的安全。故本系統(tǒng)選擇聯(lián)想啟天系列計算機。
　　3. 軟件系統(tǒng)的開發(fā)
　　3.1 開發(fā)平臺的選擇
　　本系統(tǒng)的開發(fā)著重于對功能的實現(xiàn)和日后對本系統(tǒng)的日常維護以及功能升級。因此要求開發(fā)平臺具有強大的組態(tài)功能。能在大眾化的Windows98/2000/NT/XP環(huán)境下運行，能在網(wǎng)絡環(huán)境操作。
　　3.2 關于開物2000( controX2000)
　　controX2000北京圖靈開物技術有限公司開發(fā)的通用工業(yè)監(jiān)控軟件開發(fā)平臺，具有組態(tài)軟件的功能，它融過程控制設計、現(xiàn)場操作以及工廠資源管理于一體，將一個企業(yè)內(nèi)部的各種生產(chǎn)系統(tǒng)和應用以及信息交流匯集在一起，實現(xiàn)*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體系結構，用戶可以在企業(yè)網(wǎng)絡的所有層次的各個位置上都可以及時獲得系統(tǒng)的實時信息，無論是在控制現(xiàn)場還是在辦公室內(nèi)，都可以進行交互式的操作，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)品的質量、減少成本及原材料的消耗。它適用于從單一設備的生產(chǎn)運營管理和故障診斷，到網(wǎng)絡結構的分布式大型集中監(jiān)控管理系統(tǒng)的開發(fā)。
　　開物2000體系結構由開發(fā)環(huán)境、數(shù)據(jù)服務、驅動程序[庫]、運行環(huán)境構成。
　　開發(fā)環(huán)境（STUDIO）：是一個工程開發(fā)設計工具。用于創(chuàng)建監(jiān)控虛擬現(xiàn)實場景（圖頁），監(jiān)控設備及相關變量，動畫連接，設定運行系統(tǒng)配置等的系統(tǒng)組態(tài)。
　　數(shù)據(jù)服務（iCORE）：作為數(shù)據(jù)處理的核心，用于根據(jù)開發(fā)環(huán)境的設計進行與硬件設備通訊的調度和數(shù)據(jù)的加工處理以及網(wǎng)絡間數(shù)據(jù)的傳輸。
　　驅動程序庫（DRIVER）：負責與外部設備的數(shù)據(jù)信息交換，每一種通訊驅動程序支持相應類型的外部硬件設備。
　　運行環(huán)境（VIEW）：運行界面。從數(shù)據(jù)服務獲得通訊數(shù)據(jù)并顯示，并依據(jù)由開發(fā)環(huán)境的動畫設計顯示動畫畫面，現(xiàn)實人與控制設備的交互操作。
　　3.3基于開物2000的系統(tǒng)實現(xiàn)
　　利用開物2000開發(fā)平臺開發(fā)控制系統(tǒng)時的步驟如下：*步：構建硬件系統(tǒng)的邏輯結構；第二步：定義標簽變量；第三步：規(guī)劃和繪制控制應用系統(tǒng)中的每個操作頁面，確定各控制操作頁面間的切換操作順序；第四步：為各個操作頁面中的相應操作按鈕編寫程序，完成所要求的操作。
　　1．構建硬件系統(tǒng)的邏輯結構。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，選擇上位機和控制器的種類、型號以及數(shù)量，以便選擇適當?shù)尿寗映绦?，對現(xiàn)場數(shù)據(jù)進行采集。根據(jù)控制系統(tǒng)對上位機、控制器、傳感器的需要以及它們之間的關系，進行增加、減少，并對其進行適當?shù)倪壿嫿M織。
　　2．定義標簽變量。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)劃和繪制控制應用系統(tǒng)的每個操作界面，確定各控制操作頁面間的切換操作順序。對油墨監(jiān)控系統(tǒng)，主界面中包括了進入控制系統(tǒng)和用戶管理系統(tǒng)
　　在用戶管理界面，可實現(xiàn)用的登陸和注銷，也可通過系統(tǒng)管理員實現(xiàn)對用的管理，例如增加和刪除用戶、改變用戶的權限等。
　　在主控制界面，用戶可通過按鈕“加墨數(shù)據(jù)報表”、“耗墨數(shù)據(jù)報表”、“油墨重量實時曲線”、“重量數(shù)據(jù)報表”、“油墨消耗歷史趨勢圖”、“查看系統(tǒng)報警”和“返回首頁”切換到相應的操作界面。
　　4．編寫程序，完成相應操作。系統(tǒng)的主要功能就是采集數(shù)據(jù)，并記錄兩次數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)間的差值作為這一階段的油墨消耗值。這一消耗值按照事件記錄在日報表中，當一天結束進入第二天時，累計當天的消耗量，把該消耗量按日寫入月報表中。日報表和月報表如圖6所示，用戶也可以選擇以前的日期來查看歷史數(shù)據(jù)。歷史數(shù)據(jù)保留的時間長短（現(xiàn)設置為一年），可由用戶在系統(tǒng)環(huán)境界面中設置。
　　5．程序實現(xiàn)中的關鍵。
　　系統(tǒng)程序主要有三部分構成：系統(tǒng)初始化、日期變更處理、數(shù)據(jù)采集與濾波數(shù)據(jù)，各部分之間的關系如圖7所示。在程序初始化部分主要考慮在機器開始時要等待一定時間，待系統(tǒng)穩(wěn)定后再開始采集數(shù)據(jù)，盡管系統(tǒng)要求連續(xù)24小時開機，但如果由于停電等其他原因導致關機的話，數(shù)據(jù)如何處理也是該部分要考慮的內(nèi)容；日期變更處理部分主要是考慮當日期發(fā)生變化時，對上一天的油墨用量或增加量進行累計求和，寫入月報表中；數(shù)據(jù)的采集和濾波部分主要考慮的在油墨數(shù)據(jù)采集過程中，由于墨泵房內(nèi)人在稱量器上踩踏或其他原因導致的用墨量突然變化很大的情況，將其視為噪聲數(shù)據(jù)濾除掉。另外，由于所采用的控制儀表經(jīng)常會出現(xiàn)高位數(shù)據(jù)丟失的現(xiàn)象，因而所采集進入計算機的數(shù)據(jù)也有很大的跳變，這些都要采用一定的策略進行過濾。
　　系統(tǒng)采用Delphi編程語言實現(xiàn)，數(shù)據(jù)庫采用Access，通過開物2000提供ODBC接口將數(shù)據(jù)自動存入數(shù)據(jù)庫中。 
　　4. 系統(tǒng)的應用與維護
　　系統(tǒng)已經(jīng)在重慶、西安、南京等多家報社印刷成應用，效果比較理想，用戶比較滿意。集中供模系統(tǒng)的應用不但減輕了工人的勞動強度，提高了勞動生產(chǎn)率，而且是各個班組的生產(chǎn)成本能夠很快由計算機統(tǒng)計出來，對于降低報紙和印刷品的成本很有意義，因而受到大多數(shù)印刷廠的歡迎。
　　當然，任何系統(tǒng)在投入使用時，由于操作人員的不熟悉或者由于開發(fā)人員在編寫程序時針對具體的用戶要求考慮的不全面，在初始運行的一段時間內(nèi)要根據(jù)用戶的要求對軟件進行修改，但該系統(tǒng)的用戶分散在全國各地，如果由開發(fā)人員去現(xiàn)場維護，必定在路上浪費時間且要花費較多費用，為了降低成本，我們通過網(wǎng)絡實現(xiàn)了遠程調式與維護，效果非常理想。
　　遠程維護主要通過三種途徑實現(xiàn)，一種是應用遠程控制軟件Pcanywhere來實現(xiàn)，第二種通過Windows的通訊功能中的“遠程桌面”來實現(xiàn)，第三種是通過即時通訊軟件中的遠程控制來實現(xiàn)。這三種軟件我們在遠程調試中都采用過，感覺zui方便的還是即時通訊軟件。