基于RS 232接口标准的SMT数据采集技术

摘 要:数据采集技术是实现制造执行系统(MES)的关键,而目前MES在电子电路表面贴装(SMT)生产中的应用还很少,因此对数据采集技术的研究变得越来越重要。针对以上问题,对SMT中MES的数据采集技术进行了研究,并通过RS 232串行接口的通讯原理,给出基于RS 232接口标准的SMT数据采集技术的详细流程。使用VC++为开发平台,以贴片机为例进行数据采集实验,实验结果表明,该数据采集技术能实时采集设备的数据,方便、灵活、便于扩充。

关键词:数据采集;表面贴装技术;RS 232;制造执行系统

中图分类号:TN919 文献标识码:A

文章编号:1004-373X(2010)03-186-02

Data Acquisition Technology in SMT Based on RS 232 Interface Standard

CUI Hongmin1,HUANG Zhanwu2,HE Huisen2

(1.The Researching Technics and Furnishment Center,No.49th Research Institute,China Electronics Technology Group Co.,Harbin,150001,China;

2.The Electrical CAD of Xidian University,Xi′an,710071,China)

Abstract:Data acquisition technology is the key of Manufacturing Execution System(MES),however,the present MES in the electronic circuit Surface Mount(SMT) producting is still limited,so the study on data acquisition techniques becomes more and more important.To solve these problems,the data acquisition techniques of MES in SMT need to be studied.And a detailed data acquisition process in SMT is given based on RS 232 interface standard,through introducing the communication principle of RS 232 serial interface.Using VC++ as a development platform,taking Mounter for example to do experiment.The results show that the data acquisition technology studied in this paper can gather the data of equipments in real-time,and it is convenient,flexible,easy to expand.

Keywords:data acquisition;surface mount;RS 232;manufacturing execution system

0 引 言

随着我国信息化建设的飞速发展,表面贴装技术日益普及,其生产线已经从当初的十几条发展到了现在的数千条,我国也由此一跃成为了世界SMT第一应用大国。目前国防科研生产领域所拥有的表面贴装生产线已达几百条,但是在表面贴装技术领域中MES技术的应用却还很少,极大地制约了信息技术的发展和表面贴装技术水平的提高。虽然目前国外存在一些MES,如日本松下公司、JUKI公司、德国西门子公司等开发研制的,适用于自己贴片机等SMT设备的MES。但这些系统存在着仅适用于自己厂家的表面贴装设备等缺点[1]。

由于MES的关键是数据采集技术的实现,因此,针对以上情况,本文提出了一种基于RS 232接口标准的SMT数据采集技术。本文首先介绍了RS 232接口的基本内容,其次给出了SMT中基于RS 232接口标准的数据采集流程,最后采用VC++为开发平台对该采集技术进行实验验证。

1 RS 232接口标准

目前RS 232是PC与通信工业中应用最广泛的┮恢执行接口,RS代表推荐标准,232是标识号。RS 232采取不平衡传输方式,即单端通信。一个完整的RS 232接口有22根线,采用标准的25芯插头座。除此之外,目前广泛应用的还有一种9芯的RS 232接口。它们的外观都是一个D形,对接的两个接口又分为针式和孔式两种。

RS 232标准中定义了逻辑1和逻辑0电压级数,以及标准的传输速率和连接器类型。信号大小在正的和负的3～15 V之间。RS 232规定接近0的电平是无效的,逻辑1规定为负电平,有效负电平的信号状态称为传号(Marking),它的功能意义为OFF;逻辑0规定为正电平,有效正电平的信号状态称为空号(Spacing),它的功能意义为ON。

在RS 232标准中规定的设备可以分为数据终端设备(DTE)和数据通信设备(DCE)两类,这种分类定义了不同的线路用来发送和接收信号。一般来说,计算机和终端设备有DTE连接器,调制解调器和打印机有DCE连接器。

本文采用被广泛使用的9芯RS 232接口进行数据采集。

表1所示为在PC机、调制解调器和路由器等网络设备中使用的9芯RS 232接口的信号和管脚分配。

表1 9芯RS 232接口

引脚号缩写符信号方向说明

1DCD输入载波检测

2RXD输入接收数据

3TXD输出发送数据

4DTR输出数据终端准备好

5GND公共端信号地

6DSR输入数据装置准备好

7RTS输出请示发送

8CTS输入清除发送

9RI输入振铃指示

2 数据采集的实现

为了实现对装配印制板的实时监控,掌握每块印制板的装配质量,需要对设备的实时数据进行采集,为SMT车间中能够实现MES解决方案提供了指导思想[3,4]。

2.1 实现原理

本文提出的数据采集技术,根据9芯RS 232接口标准来实现SMT车间中计算机与设备的通信。通过从SMT车间现场自动化设备中采集实时生产信息,并传输到监控终端,分解成用户所需要的界面形式显示。同时,根据用户需求,对采集到的数据进行存储、输出等二次处理,并按照报警条件输出报警信息。

针对SMT车间需要采集数据的特点和RS 232口的通讯原理,本文实现数据采集时用到的主要函数如下:

BOOL InitPort(CWnd*pPortOwner,UINT portnr,UINT baud,char parity,UINT databits,UINT stopbits,DWORD dwCommEvents,UINT writebuffersize...);//初始化RS 232串口

SetTimer(1,1000,NULL);//设置定时器,1 s后发送数据

void WriteToPort(char* string,DWORD len);//向串口写数据

OnCommunication(WPARAM ch,LPARAM port)//中断方式的串口消息响应函数,并对数据进行处理

2.2 主要流程

数据采集的主要流程如图1所示。

图1 数据采集流程图

如图1所示,主机与设备通信之前,主机先检查是否连接成功,若已连接,则主机调用InitPort函数进行端口初始化,包括对传输速度,传输的数据位数等参数的初始化。接着主机(SetTimer函数)定时向设备发送命令,并根据不同情况向主机发送(使用WriteToPort函数)相应的命令,要求接收数据。设备响应命令发送其参数,若响应超时,则主机再要求重发。当主机接收到设备参数时,调用OnCommunication对数据处理,并判定是否结束。同时将已接收到的数据存入数据库中,并在屏幕显示数据。

3 实验验证

本文采用VC++为开发平台,使用面向对象语言C++和SQL SERVER 2000数据库,以西门子80F4、HS50贴片机为例,对数据采集技术进行模拟、验证。用多台计算机模拟主机和设备,将从生产线上采集到的数据存入数据库中。如图2,图3所示。

图2 生产线上采集到的贴片机参数

图3 贴片机统计界面

4 结 语

虽然目前大多数设备都具备采集参数的能力,但可靠性低,扩展性弱,且仍然需要人工逐个查看各设备参数或磁盘备份等。本文应用RS 232接口标准的特点,研究了基于RS 232接口标准的数据采集技术,并详细地列出了该技术的数据采集流程。实验证明,该技术通

过RS232口实现了主机与设备之间通讯,且该方法方

便、快捷、简单,很大程度上克服了传统人工采集数据的实时性差、工作效率低、准确率不能保障等缺点,且本文的数据采集流程还适用于其他设备,扩充性良好。

参考文献

[1]彭瑜.制造执行系统(MES)的发展和挑战[A].中国自动化学会制造执行系统(MES)在管控一体化中的作用研讨会论文集[C].2002.

[2]王延辉,姜建国,王宇.基于GEM/SECS协议的数据采集系统设计与实现[J].计算机工程与设计,2008(12):3 218-3 220.

[3]张沛泓,王松林,姜建国,等.SMT车间MES中飞针测试仪的数据分析和采集[J].中国科技信息,2008(10):113-114.

[4]王小婷,何惠森.SMT车间的数据采集[J].西安航空技术高等专科学校学报,2007(5):20-22.

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