完整版基于现场总线的货场散货处理系统毕业设计论文Word下载.docx

1、货场的散货处理往往是很复杂、很繁琐的。由于所掌握的物资种类众多，入库、管理、出库的方式各有差异，各个物流中心之间的管理体制不尽相同，各类统计报表繁多，因此仓库的管理必须编制一套仓库管理信息系统，实现计算机化操作，而且必须根据企业的具体情况制定相应的方案。根据当前的企业管理体制，一般的库存管理系统，总是根据所掌握的物资类别，相应分成几个科室来进行物资的计划，分类，核销托收，验收入库，根据企业各个部门的需求来发送物资设备，并随时按期进行库存盘点，根据企业领导和自身管理的需要按月、季度、年度进行统计分析，产生相应报表。为了加强关键物资、设备的管理，要定期掌握其储备，消耗情况，根据计划定额和实际纤毫定

2、额的比较，进行定额管理，使得仓库使用合理，物资设备的储备最佳。设计一个完整的物流仓库管理系统应包括入库管理，出库管理等模块。其中仓库的库存管理是整个货物管理系统的核心。因此有必要开发一套独立的库存管理系统来提高企业工作效率, 而所使用的这套仓库管理系统是企业生产经营管理活动中的核心，此系统必须可以用来控制合理的库位使用、适时适量的库存数量，使企业生产活动效率最大化。通过对这些情况的仔细调查，我们开发了这个仓库管理系统。1.2系统开发环境的介绍1.2.1 Visual Basic简介Visual Basic（简称VB）是美国微软公司（Microsoft）于1990年推出的一套完整的Windows

3、系统软件开发工具，可用于开发Windows环境下的各类应用程序，是一种可视化、面向对象、用事件驱动方式的结构化高级程序设计语言和工具，是目前使用最广泛的编程语言之一。至今以升级到了6.0版。VB的重要特点之一是可视性。系统引进了窗体和控件的机制，用于设计应用程序界面。用户通过在屏幕上生成窗体，在窗体中绘制所需要的控件和按钮，设计菜单和对话框，VB会自动生成相应的代码。VB的另一重要特点是事件驱动。当窗体或控件上发生一个事件时，VB立即把控制权交给程序员。程序员不必担心如何判断事件是否已发生，只需要编写一段代码告诉计算机在事件发生以后应该做什么工作就可以了。这样，设计一个Windows应用程序简

4、化为用鼠标在屏幕上点击、拖拽并添加少量的代码就可以完成了，大大降低了对程序设计的要求，提高了应用程序的开发效率。利用VB的可视性特点，可方便的设计了程序的窗体界面，并在各个窗体中的合适位置绘制所需的每种控件。如要修改窗体或控件的某项属性，只需在相应的窗体或控件的属性窗口修改相应的参数便可达到需要的设计效果。利用VB的事件驱动性特点，只需在窗体或控件上的代码窗口中添加少量的代码，便可达到告诉当在相应的窗体或控件上发生某一事件时，它们在事件发生后应该做什么工作的目的。例如几个窗体上的添加、删除、返回按钮的作用，就是通过在各个相应按钮的代码窗口中输入相应的代码，来达到当在几个按钮上出现单击（Clic

5、k）事件后，相应按钮实现添加、删除、返回的功能的。作为数据库系统的开发，Visual Basic是一个非常理想的选择。数据库是MIS中的重要支持技术，在MIS开发过程中，如何选择数据库管理是一个重要的问题，目前，数据库产品较多，每种产品都具有各自的特点和适用范围，因此，在选择数据库时，应考虑数据库应用的特点及适用范围，本系统选用的数据库语言Visual Basic语言，该开发工具具有很多长处：Visual Basic是一种可视化的、面对对象和条用事件驱动方式的结构化高级程序设计，可用于开发Windows环境下的种类应用程序。它简单易学、效率高，且功能强大。1.2.2 Access 数据库简介数

6、据库是一种存储数据并对数据进行操作的工具。数据库的作用在于组织和表达信息，简而言之，数据库就是信息的集合。计算机的数据库可以分为两类：非关系数据库（flat-file）和关系数据库（relational）。关系数据库中包含了多个数据表的信息，数据库含有各个不同部分的术语，象记录、域等。建立一个数据库我们有多种选择，现在市场上有各种各样的数据库，而且每一种数据库都有其自身的特点，不能说哪一种更好，只能在其中寻找一种能更好地适应系统需求、更好地满足用户的要求以及适应开发人员的习惯。在本系统中，做为图书仓库管理系统是一个比较小的应用系统，它所产生和处理的数据量也比较小。因此，没有必要使用像sql s

7、erver和oracle这样的大型数据库。我首先想到的数据库是borland公司的paradox数据库。另外，microsoft office中的access数据库在计算机上的应用比较普及，是开发小型数据库系统的比较理想的选择，所以，在本系统中我选择了access数据库。access做为一个数据库管理系统，它被集成在microsoft office中。access数据库处理的基本结构，采取关系型数据库模式。与其他的数据库系统相比，access更加简单易学，一个普通的计算机用户可以很快地掌握它。access 2000的功能十分强大，利用它可以方便地实现对信息保存、维护、查询、统计、打印、交流、发

8、布，而且它可以十分方便地与office其他组件交流数据，这些功能对一个一般用户而言已经足够了。2 现场总线2.1现场总线技术概述2.11 现场总线简介现场总线是计算机网络适应工业环境的产物。在计算机数据传输领域内，长期以来使用的是RS-232等通信标准，尽管它们被广泛地使用，但却有一种低数据速率和点对点的数据传输标准，无能力支持更高层次的计算机之间的功能操作。同时，在复杂或者大规模的工业现场或者生产自动化领域中一般要使用大量的传感器、执行器和控制器等，它们通常分布在非常广泛的范围内，如果在低层次上采用传统的星型拓扑结构，那么安装成本和介质造价都非常昂贵。而采用流行的局域网LAN（Local A

9、rea Network）组件及环型或总线型拓扑结构，虽可减少电缆长度，但是增加的LAN介质及相关硬件和软件又使其系统造价与星型系统相差无几。所以在组低层次上，确实需要设计出一种造价低廉而又能经受住工业现场环境的通信系统，于是现场总线就在这种背景下产生了。现场总线（FieldBus），根据IEC1158定义，可定义为一种“安装在生产过程区域的现场设备仪表与控制室内的自动控制装置系统之间的一种串行、数字式、双向传输和多分支结构的通信网络”。或者说，现场总线是以单个分散的、数字化、智能化的测量和控制设备作为网络节点，用总线连接，实现信息互换，共同完成自动控制功能的网络系统与控制系统。其中，“生产过程

10、”包括断续生产过程和连续生产过程两种；现场设备仪表是指位于生产现场的各种传感器、驱动器和执行器等设备；现场是指工作环境处于生产设备的一侧；总线是指传送信息的公共路径。因此，现场总线是面向工厂底层自动化及信息集成的数字化网络技术。人们把基于这项技术的自动化系统称为基于现场总线的控制系统FCS（Fieldbus Control System）。到目前为止，世界上约有40多种现场总线。具有代表性的有德国BOSCH公司推出的CAN总线协议，德国的SIEMENS、AEG、ABB等公司推出了PROFI总线标准，美国ECHELON公司推出并由MOTOTOLA公司和东芝公司共同倡导的LONWORKS总线技术以

11、及以法国的FIP标准为基础的WORLDFIP总线标准等。现场总线控制系统FCS（FieldBus Control System）是继继电式气动仪表控制系统、电动单元组合式模拟仪表控制系统、集中式数字控制系统和集散控制系统DCS后的新一代控制系统。一、现场总线的特点（1）用数字化通信取代420mA 模拟仪表 传统的自动化控制技术的现场设备与控制设备是通过一对一的方式（一个IO点对现场设备的一个测控点）连接，即所谓IO接线方式，信号以420mA（传送模拟信号）或24VDC（传送开关量信号）传递。现场总线技术采用一条通信电缆连接控制设备和现场设备，使用使用数字化通信完成对现场设备的联络和控制。（2）

12、控制功能下移，实现彻底的分散控制 现场总线技术是计算机网络通信向现场级的延伸，因此，它可以把DCS子站的功能分散地分配给现场仪表，构成虚拟的控制站，这样就废弃了DCS的IO单元和控制站。通过现场仪表和装置就可以构成控制回路，实现了彻底的分散控制，提高了控制系统的可靠性和灵活性。（3）具有互操作性 由于功能分散在多台现场仪表中，并且可以统一组态，供用户灵活地选用各种功能模块。因此现场仪表或设备通过一对传输线就可实现不同厂商产品的交互操作和呼唤，将各厂商性能价格比最优的产品集成在一起，实现“即接即用”，即所谓互操作性。（4）集现场设备的远程控制及故障诊断为一体 现场总线技术采用计算机数字通信技术连

13、接现场设备。控制设备可以很便捷地从现场设备获取所需的信息，能够实现设备状态、故障、参数信息的快速传送，完成对设备的远程控制及故障的诊断工作。（5）真正的开放式系统现场总线为开放式互联网络 所有技术和标准都是公开的，用户可以自由地集成不同厂商的通信网络，既可与同层网络互联。它的实施有利于构筑CIMS网络系统。此外，用户可以很方便地共享网络数据库。 二、现场总线的优点由于现场总线具有以上特点，特别是现场总线系统结构的简化，使控制系统的设计、安装、投运到正常生产运行及其检修维护，都体现出以下优越性。（1）节省硬件数量与投资 由于现场总线系统中分散在设备前端的智能设备能直接执行多种传感控制报警和计算功

14、能，因而可以减少变送器的数量，不再需要单独的调节器、计算单元等，也不再需要DCS系统的信号条理、转换、隔离技术等功能单元及其复杂接线，还可以用工控PC机作为操作站，从而节省了一大笔硬件投资，可以减少控制室的面积。（2）节省安装费用 现场总线系统的接线十分简单，由于一对双绞线或者一条电缆上通常可以挂接多个设备，因而电缆、端子、槽盒和桥架的用量大大减少，连线设计与接头校对的工作量也大大减少。当需要增加现场控制设备时，无需增设新的电缆，可以就近连接在原有的电缆上，既节省了投资，也减少了设计、安装的工作量。在典型实验工程中，可以节约安装费60%以上。（3）节省维护费用 由于现场控制设备具有自诊断与处理

15、简单故障的能力，并通过工薪将相关的诊断维护信息送往控制室。这样用户可以查询所有设备的运行，诊断维护信息，以便早期分析故障原因并快速排除。由此缩短了维护的停工时间，同时由于系统结构简化、连线简单而减少了维护工作量。（4）用户有高度的系统集成主动权 用户可以自由地选择不同厂商提供的设备来集成系统。避免因为选择了某一品牌的产品而被限制了使用设备的选择范围，因此不存在系统集成中不兼容的协议和接口等，最终使系统集成过程中，主动权牢牢掌握在用户手中。（5）提高了系统的准确性与可靠性 由于现场总线设备的智能化、数字化，与模拟信号相比，从根本上提高了测量与控制的精确读，减少了传送误差。同时，由于系统的结构简化

16、、设备与连线减少、现场仪表内部功能加强，减少了信号的往返传输，提高了系统的工作可靠性。三、现场总线的发展趋势（1）进一步改善网络性能 众多厂家在保证数据传输高可靠性的基础上尽量简化网络协议，在保证较高性能价格比的基础上不断增加网络的传输带宽，加大传输的距离，网络的结构由单一主从式向多主从方式进化，并采用同一根传输电缆实现数据传送和现场仪表装置的供电。（2）相容共存、拓宽应用范围 与前几年出现的各种现场总线都企图独霸天下的格局不同，现今许多厂商都致力于使自己的产品可以接纳不同种类的总线信号。（）为成为国际标准而努力目前，CAN已成为ISO的现场总线国际标准ISO11898，ASI已成为IEC标准

17、IEC94752D。另外有几种现场总线正在为成为国际现场总线标准而努力。当然，工业自动化通信标准的统一可能还需要一个过程，在今后相当长的一段时间内将是多种总线并存的局面。总之，现场总线属于尚在发展之中的技术，我国在这以技术领域还刚刚起步，了解国际上该项技术的现状与发展方向，对我国相关行业的发展，对自动化技术、设备更新无疑具有重要的作用。总体说来，自动化系统与设备将朝着现场网络集成自动化体系结构的方向前进，这一发展趋势是肯定的。四、现场总线在国际上对仪表和系统带来的影响1仪表智能化仪表是系统的基础。微处理机引入现场仪表，促进了仪表的智能化和功能多样化，现场总线的智能化仪表不再是基于现场总线的硬件

18、、软件的结合体。现场总线规范是智能仪表开发者的共同准则，符合同一现场规范的智能仪表是可互联的。2传输数字化自动化技术、微电子技术、计算机技术和通信技术的结合，导致DCS的发展和广泛应用。在DCS中，现场设备与监控级设备的连接、监控级设备和管理级设备的连接都是通过数字通信系统完成，但DCS与现场仪表的连接仍然是420mA的模拟信号。现场总线使系统最底层传输联络数字化，从而使自动化系统传输实现全数字化。3系统开放化 采用国际标准，通过标准化促进开放化。采用现场总线完成底层通信，遵循开放系统互联OSI参考模型。 系统底层以智能变送器和智能执行器为基础，系统上位以PC机为基础。功能模块、监控、资源管理

19、等软件是系统软件平台的关键。 通过网桥、网关进行不同总线系统的互联，可更大地发挥各种总线资源的优势，满足用户的要求。 增强系统的冗余和故障诊断与容错功能，进一步提高系统可靠性、安全性。“开放系统”是一种新的系统结构，它以一种标准或约定规范系统部件的接口、通信和外部连接。企业通过开放式结构可将不同厂商制造的仪表、装置进行集成。4应用综合化综合自动化（CIMS）是当代自动化发展的方向，它将过程控制与企业调度、管理、经营和决策有机的集成，这种集成已经从单项的局部集成向多项综合集成发展，从而可以提高企业的整体效益。现场总线智能化仪表与开放化系统是综合自动化最有效的装备。五、现场总线的基本设备现场总线的

20、节点设备称为现场设备或现场仪表，节点设备的名称及功能随应用的企业而定。用于过程自动化构成FCS的基本设备如下：变送器：常用的变送器有温度、压力、流量、物位和分析五大类，每类又有多个品种。变送器既有检测、变换和补偿功能，又有PID控制和运算功能。执行器：常用的执行器有电动、气动二大类，每类又有多个品种。执行器的基本功能是信号驱动和执行，还内含调节阀输出特性补偿、PID控制和运算等功能，另外有阀门特性自校验和自诊断的功能。服务器和网桥：服务器下接Hub、上接LAN，网桥连接在Hub之间。辅助设备：总线电源、便携式编程器等。监控设备：工程师实行现场总结组态，操作员实行工艺操作与监视，计算机站用于优化

21、控制和建模。2.1.2控制网络控制网络是包括现场总线的更广泛的概念和技术。控制网络技术源于计算机网络技术，与一般的信息网络有许多相同之处。但又有一些差异和独特的地方。由于控制系统特别强调可靠性和实时性，因此，应用于控制的数据通信不同于一般电信网的通信。也不同于信息技术中一般计算机网络的通信。控制网络数据通信以引发物质或能量的运动为最终目的。用于控制的数据通信系统上要求如下：1）允许对实时响应的事件进行驱动通信。2）具有很高的数据完整性。3）在电磁干扰和有地电位差环境下能正常工作。4）使用专用的通信网等。从工业自动化与信息化层次模型来说，控制网络可分为面向设备的现场总线控制网络和面向自动化的主干

22、控制网络。在主干控制网络中，现场总线作为主干控制网络的一个接人节点。从发展的角度看，设备层和自动化层也可以合二为一，从而形成一个统一的控制网络层。2.5三种总线的介绍2.5.1 CAN总线CAN是控制器局域网络（Controller Area Network, CAN）的简称，是由研发和生产汽车电子产品著称的德国BOSCH公司开发了的，并最终成为国际标准（ISO118?8）。是国际上应用最广泛的现场总线之一。 在北美和西欧，CAN总线协议已经成为汽车计算机控制系统和嵌入式工业控制局域网的标准总线，并且拥有以CAN为底层协议专为大型货车和重工机械车辆设计的J1939协议。近年来，其所具有的高可靠

23、性和良好的错误检测能力受到重视，被广泛应用于汽车计算机控制系统和环境温度恶劣、电磁辐射强和振动大的工业环境CAN 是Controller Area Network 的缩写（以下称为CAN），是ISO国际标准化的串行通信协议。在当前的汽车产业中，出于对安全性、舒适性、方便性、低公害、低成本的要求，各种各样的电子控制系统被开发了出来。由于这些系统之间通信所用的数据类型及对可靠性的要求不尽相同，由多条总线构成的情况很多，线束的数量也随之增加。为适应“减少线束的数量”、“通过多个LAN，进行大量数据的高速通信”的需要，1986 年德国电气商博世公司开发出面向汽车的CAN 通信协议。此后，CAN 通过I

24、SO11898 及ISO11519 进行了标准化，现在在欧洲已是汽车网络的标准协议。现在，CAN 的高性能和可靠性已被认同，并被广泛地应用于工业自动化、船舶、医疗设备、工业设备等方面。现场总线是当今自动化领域技术发展的热点之一,被誉为自动化领域的计算机局域网。它的出现为分布式控制系统实现各节点之间实时、可靠的数据通信提供了强有力的技术支持。CAN总线优势CAN属于现场总线的范畴,它是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。较之目前许多RS-485基于R线构建的分布式控制系统而言, 基于CAN总线的分布式控制系统在以下方面具有明显的优越性：网络各节点之间的数据通信实时性强首先,CAN控制

25、器工作于多主方式,网络中的各节点都可根据总线访问优先权（取决于报文标识符）采用无损结构的逐位仲裁的方式竞争向总线发送数据,且CAN协议废除了站地址编码,而代之以对通信数据进行编码,这可使不同的节点同时接收到相同的数据,这些特点使得CAN总线构成的网络各节点之间的数据通信实时性强,并且容易构成冗余结构,提高系统的可靠性和系统的灵活性。而利用RS-485只能构成主从式结构系统,通信方式也只能以主站轮询的方式进行,系统的实时性、可靠性较差;缩短了开发周期CAN总线通过CAN收发器接口芯片82C250的两个输出端CANH和CANL与物理总线相连,而CANH端的状态只能是高电平或悬浮状态,CANL端只能

26、是低电平或悬浮状态。这就保证不会在出现在RS-485网络中的现象,即当系统有错误,出现多节点同时向总线发送数据时,导致总线呈现短路,从而损坏某些节点的现象。而且CAN节点在错误严重的情况下具有自动关闭输出功能,以使总线上其他节点的操作不受影响,从而保证不会出现象在网络中,因个别节点出现问题,使得总线处于“死锁”状态。而且,CAN具有的完善的通信协议可由CAN控制器芯片及其接口芯片来实现,从而大大降低系统开发难度,缩短了开发周期,这些是仅有电气协议的RS-485所无法比拟的。已形成国际标准的现场总线另外,与其它现场总线比较而言,CAN总线是具有通信速率高、容易实现、且性价比高等诸多特点的一种已形

27、成国际标准的现场总线。这些也是目前 CAN总线应用于众多领域,具有强劲的市场竞争力的重要原因。最有前途的现场总线之一CAN 即控制器局域网络,属于工业现场总线的范畴。与一般的通信总线相比,CAN总线的数据通信具有突出的可靠性、实时性和灵活性。由于其良好的性能及独特的设计,CAN总线越来越受到人们的重视。它在汽车领域上的应用是最广泛的,世界上一些著名的汽车制造厂商,如BENZ（奔驰）、BMW（宝马）、PORSCHE（保时捷）、ROLLS-ROYCE（劳斯莱斯）和JAGUAR（美洲豹）等都采用了CAN总线来实现汽车内部控制系统与各检测和执行机构间的数据通信。同时,由于CAN总线本身的特点,其应用范

28、围目前已不再局限于汽车行业,而向自动控制、航空航天、航海、过程工业、机械工业、纺织机械、农用机械、机器人、数控机床、医疗器械及传感器等领域发展。CAN已经形成国际标准,并已被公认为几种最有前途的现场总线之一。其典型的应用协议有： SAE J1939ISO11783、CANOpen、CANaerospace、DeviceNet、NMEA 2000等。CAN总线的产生与发展控制器局部网（CANCONTROLLER AREA NETWORK）是BOSCH公司为现代汽车应用领先推出的一种多主机局部网，由于其高性能、高可靠性、实时性等优点现已广泛应用于工业自动化、多种控制设备、交通工具、医疗仪器以及建筑

29、、环境控制等众多部门。控制器局部网将在我国迅速普及推广。随着计算机硬件、软件技术及集成电路技术的迅速发展，工业控制系统已成为计算机技术应用领域中最具活力的一个分支，并取得了巨大进步。由于对系统可靠性和灵活性的高要求，工业控制系统的发展主要表现为：控制面向多元化，系统面向分散化，即负载分散、功能分散、危险分散和地域分散。分散式工业控制系统就是为适应这种需要而发展起来的。这类系统是以微型机为核心，将 5C技术-COMPUTER（计算机技术）、CONTROL（自动控制技术）、COMMUNICATION（通信技术）、CRT（显示技术）和 CHANGE（转换技术）紧密结合的产物。它在适应范围、可扩展性、

30、可维护性以及抗故障能力等方面，较之分散型仪表控制系统和集中型计算机控制系统都具有明显的优越性。典型的分散式控制系统由现场设备、接口与计算设备以及通信设备组成。现场总线（FIELDBUS）能同时满足过程控制和制造业自动化的需要，因而现场总线已成为工业数据总线领域中最为活跃的一个领域。现场总线的研究与应用已成为工业数据总线领域的热点。尽管目前对现场总线的研究尚未能提出一个完善的标准，但现场总线的高性能价格必将吸引众多工业控制系统采用。同时，正由于现场总线的标准尚未统一，也使得现场总线的应用得以不拘一格地发挥，并将为现场总线的完善提供更加丰富的依据。控制器局部网 CAN（CONTROLLER AERANETWORK）正是在这种背景下应运而生的。由于CAN为愈来愈多不同领域采用和推广，导致