【正文】 231 [2] 覃貴禮等. ：北京理工大學出版社，2022[2] 任彬，李珂．條碼識別技術(shù)在行李分揀系統(tǒng)中的應用．北京：工業(yè)控制技術(shù)，2022[3] 孫憲明，金立軍．基于一般條形碼閱讀器實現(xiàn) PLC 數(shù)據(jù)采集與識別的應用設計．北京：自動化技術(shù)與應用，2022[4] 袁健，楊帆．組態(tài)軟件在試驗臺 PLC 控制系統(tǒng)中的應用．北京：機械工業(yè)出版社，20224[5] 冷穎．PLC 控制的玻璃生產(chǎn)流水線設計．西安理工大學，2022[6] 陳乃闊，李萌， CAN ，2022 11 月第 34 期[7] ,1992[8] [9] 于振榮，1994 [10] 郁矢宇，祁建光， P110 的倉儲貨物管理應用軟件系統(tǒng) 內(nèi)蒙古大學學報(自然科學版) 2022 年 11 月第 39 卷第 6 期[11] OMRON SYSMAC 200HX/HG/HE 可編程控制器編程手冊，1997[12] Amacher G. L. BarCode Decoding System. Int. Cl:06K7/,1979,5,30[13] Burke H. E. Bar Code System. 1 nd de. New Yord:NCR 致謝 經(jīng)過近一個學期的準備，我終于順利的完成了畢業(yè)論文的設計。本設計內(nèi)容由于本人學識淺薄，無法實現(xiàn) VB 編程，編寫 VB 環(huán)境下的組態(tài)數(shù)據(jù)庫，因此系統(tǒng)30 在數(shù)據(jù)庫方面的改善在本設計上是一個重要的方面。在本項目的基礎之上，再預期進行一些深入的研究和探討，主要體現(xiàn)在三個方面：1. 監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理及信息管理功能和工廠信息管理系統(tǒng)之間的集成和通訊功能的加強。本設計是組態(tài)王軟件和可編程控制器通過程序來控制的，不但能對該系統(tǒng)流水線的運行狀態(tài)進行監(jiān)視，提供及時故障報警信息。比較 OMRON為 C200Hα 配備的專用條形碼閱讀器，雖然采用專用條形碼閱讀器具有配備簡單的優(yōu)點，但缺乏系統(tǒng)靈活性和通用性，性價比較差。結(jié)合目前市場應用情況，利用成熟的可編程29 控制器和組態(tài)軟件結(jié)合，對貨物識別過程的自動化改造技術(shù)進行研究，開發(fā)出一套具備手動/自動功能、高性能、高可靠性的貨物自動識別控制系統(tǒng)。除“無”以外的安全區(qū)名稱可由用戶按照自己的需要進行修改。特別的還增加了多用戶權(quán)限。用戶可以自定義報警信息的顯示格27 式、記錄格式和打印格式。同時對每一個變量的報警，可以規(guī)定報警的優(yōu)先級和所在的報警組，分別用于描述報警的嚴重程度和報警分類信息。當緩沖區(qū)達到一定數(shù)目或記錄定時時間到時，系統(tǒng)自動將報警和事件信息寫到報警存儲文件、打印機或數(shù)據(jù)庫中。“組態(tài)王”提供強有力的報警和事件系統(tǒng)，并且操作方法簡單。圖 45 數(shù)據(jù)顯示窗口 數(shù)據(jù)頁面實時曲線圖貨物識別率是該系統(tǒng)的一個重要技術(shù)指標，實時識別率變化曲線趨勢26 圖如圖 46 所示，主要用于實時顯示數(shù)據(jù)的變化情況。24 圖 43 工程瀏覽器對話框 頁面設置模塊 首頁本頁面為系統(tǒng)控制頁面，可以完全代替硬件控制臺完成整個生產(chǎn)的控制，如圖 44 所示，所有操作都有相應的啟動按鈕，所有的動作都有相應的指示燈進行顯示。組態(tài)王系統(tǒng)支持多種變量類型。對于其它方式，則激活安裝配置向?qū)А＂谠诠こ虨g覽器中選擇“設備”大綱項下的相應成員名。其他線程歷史記錄線程數(shù)據(jù)采集線程動畫顯示線程驅(qū)動程序 4驅(qū)動程序 3驅(qū)動程序 2驅(qū)動程序 1其他工控設備智能儀表PLC模塊組態(tài)王 COM 組件現(xiàn)場設備圖 41 組態(tài)王與現(xiàn)場 I/0 設備通訊 監(jiān)控系統(tǒng)的功能模塊根據(jù)設計目的的要求，及生產(chǎn)的實際需要，將系統(tǒng)的運行情況、采集數(shù)據(jù)進行了集成，形成了參數(shù)設定模塊、數(shù)據(jù)詞典設置模塊、頁面設置模塊、權(quán)限設置模塊等 4 個功能模塊。輸入輸出的數(shù)值存放在I/O 設備的寄存器中，寄存器通過其地址進行引用。2. 組態(tài)王的工作過程組態(tài)王可以與現(xiàn)場的 I/0 設備直接進行通訊(如圖 41 所示)。組態(tài)王是國內(nèi)一家較有影響的組態(tài)軟件開發(fā)公司開發(fā)的，組態(tài)王提供了資源管理器似的操作主界面，并且提供了以漢字作為關鍵字的腳本語言支持。國內(nèi)組態(tài)軟件己經(jīng)商業(yè)化，本課題選用實用性較好的組態(tài)王軟件做為監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)平臺。開發(fā)時操作簡易靈活，開發(fā)的產(chǎn)品直觀生動、顯示畫面豐富、工業(yè)控制中的各種顯示儀表控制表盤、回路調(diào)節(jié)圖、歷史趨勢圖、實時曲線都可通過它來實現(xiàn)。2. 采用組態(tài)軟件進行開發(fā)實時監(jiān)控系統(tǒng)上位機應用軟件的開發(fā)建立在組態(tài)軟件的基礎之上，是工業(yè)控制系統(tǒng)軟件開發(fā)的一個方向。 監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)手段1. 采用 VB，VC 等開發(fā)工具進行開發(fā)軟件的控制界面和控制算法功能是靠軟件工作人員通過編程從底層來實現(xiàn)的，工作量大且設計的軟件通用型差，軟件功能可靠性也低。表 33 I/O 輸出點分配表元件名 功能 I/O 點電機 A 輸出 電機 B1 輸出 電機 B2 輸出 電機 B3 輸出 電磁閥 B1 輸出 電磁閥 B2 輸出 電磁閥 B3 輸出 聲光電報警 輸出 表 34 I/O 輸入點分配表元件名 功能 I/O 點系統(tǒng)總開關 輸入 條形碼閱讀器傳感器 輸入 傳送帶傳感器 輸入 1通道位置傳感器 輸入 2通道位置傳感器 輸入 3通道位置傳感器 輸入 1通道貨物到位傳感器 輸入 2通道貨物到位傳感器 輸入 3通道貨物到位傳感器 輸入 手動開關 1 輸入 手動開關 2 輸入 手動開關 3 輸入 手動開關 4 輸入 手動開關 5 輸入 18 手動開關 6 輸入 手動開關 7 輸入 手動控制 輸入 程序詳見附錄 2。端子 名稱 功能 電機 A 驅(qū)動貨物到達閱讀區(qū) 電機 B1 驅(qū)動貨物運行在 1通道 電機 B2 驅(qū)動貨物運行在 2通道 電機 B3 驅(qū)動貨物運行在 3通道 推桿電磁閥 1 驅(qū)動貨物推進 1通道 推桿電磁閥 2 驅(qū)動貨物推進 2通道 推桿電磁閥 3 驅(qū)動貨物推進 3通道 報警聲光電 報警輸出17 ：根據(jù)設計功能要求，當系統(tǒng)出現(xiàn)故障，無法在自動控制模式下完成流水作業(yè)時，人工將根據(jù)具體情況選擇手動控制。 其他處理子程序：此部分主要根據(jù)上位機處理相應貨物信息，根據(jù)條形碼提供的基本資料按照相應規(guī)制將貨物進行不同處理。表 31 輸入端子分配表端子 名稱 功能 啟動停止按鈕 系統(tǒng)啟動 條形碼閱讀器傳感器 檢測控制條形碼閱讀器工作 傳感器 1 1通道到位檢測 傳感器 2 2通道到位檢測 傳感器 3 3通道到位檢測 通道 1 傳感器 1通道貨物到位檢測 通道 2 傳感器 2通道貨物到位檢測 通道 3 傳感器 3通道貨物到位檢測 傳送帶傳感器 檢測貨物抵達 手動開關 1 傳送帶手動控制 手動開關 2 電磁閥 1 手動控制 手動開關 3 電磁閥 2 手動控制 手動開關 4 電磁閥 3 手動控制 手動開關 5 電動機 B1 手動控制 手動開關 6 電動機 B2 手動控制 手動開關 7 電動機 B3 手動控制 手動控制開關 手動控制開關RS232C 與條形碼閱讀器及 PC 上位機通信16 表 32 輸出端子分配表 軟件設計PLC 軟件設計主要分主程序、校驗程序、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換程序、機械控制子程序程序等。α 機兼容 C200H 的通信單元，即可以使用 C200H 的通信單元接入 HOST Link 網(wǎng)、PC Link 網(wǎng)，也可以在 α 機上配置 Remote I/O 主單元形成遠程網(wǎng)。其中，004 通信板上的總線連接器是與SYSMACLink、SYSMAC NET Link、ControllerLink 、PC 卡等通信單元連接的端口，0006 通信板具有通信協(xié)議宏功能。C200Hα 的特殊功能單元和通信聯(lián)網(wǎng)有以下特點：1. 特殊功能單元豐富：C200Hα 全兼容 C200HS/C200H 的特殊功能單元。在改變控制功能時，可方使的用替換內(nèi)存卡來改變設定的程序。內(nèi)存卡能長期保存數(shù)據(jù)，不需要任何后備電源。在 CPU 上有一個通信板的插槽，插上通信板后，極大地增強了 α 機的通信聯(lián)網(wǎng)功能。α 的模塊有電源單元、CPU 單元、基本 I/O 單元、特殊功能單元和通信單元，所有模塊通過其底部的總線插頭安裝在 CPU 底板或 I/O 擴展底板上。3. 保證數(shù)據(jù)采集的準確，提高生產(chǎn)率。接地線進入 PLC 控制柜中的信號接地端子排。PLC 供電電源一般為 AC85240V，適應電源范圍較寬，但為了抗干擾，應加裝電源凈化元件(如電源濾波器、1：l 隔離變壓器等)；隔離變壓器也可以采用雙隔離技術(shù)，即變壓器的初、次級線圈屏蔽層與初級電氣中性點接大地，次級線圈屏蔽層接 PLC 輸入電路的地，以減小高低頻脈沖干擾。 開關量 I/O 點的節(jié)省相同控制作用且每個接點在編程中僅使用一次的若干個輸入接點，可在外部電路進行串、并聯(lián)后作為一個輸入點處理，編程時用常開編程接點。輸出電路：PLC 的模塊輸出方式一般有 3 種：晶體管輸出、繼電器輸出、雙向可控硅輸出。隔離變壓器的容量按 PLC 電源組件容量的 倍選擇。I/O 點數(shù)直接關系到 PLC 輸入/輸出模塊的選擇，I/O 點數(shù)一般要考慮余量，特別是開關量輸入更應考慮多些余量；合適的電壓等級可提高 PLC12 的抗干擾能力。應用于這樣的系統(tǒng)，將會最大限度發(fā)揮技術(shù)經(jīng)濟效果。向用戶提供梯形圖，可便于用戶生產(chǎn)發(fā)展或工藝改進時修改程序，并有利于用戶在維修時分折和排除故障。傳統(tǒng)的電氣圖，一般包括電氣原理圖、電氣布置圖及電氣安裝圖?？刂瞥绦蚴强刂普麄€系統(tǒng)工作的條件，是保證系統(tǒng)工作正常、安全、可靠的關鍵。選擇 PLC 應包括機型的選擇、容量的選擇、I/O 模塊的選擇、電源模塊的選擇等。因此，PLC控制系統(tǒng)設計的基本內(nèi)容應包括：1. 選擇用戶輸入設備(按鈕、操作開關、限位開關、傳感器等)、輸出設備(繼電器、接觸器、信號燈等執(zhí)行元件)以及由輸出設備驅(qū)動的控制對象(電動機、電磁閥等)。2. 在滿足控制要求的前提下，力求使控制系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟、使用及維修方便。比照上述 PLC 中定義的通訊協(xié)議，可設置條形碼閱讀器中通訊協(xié)議為：條形碼類型 128 碼，前置符“S”，后置符“EN” , 8 位數(shù)據(jù)位，1 個10 停止位，偶校驗，波特率 9600b/s，無終端符。信號源 序號RXD 2 TXD 3 GND 7屏蔽保護序號 信號名2 TXD3 RXD4 RS5 CS9 GND屏蔽保護條形碼閱讀器 C200Ha圖 24 條形碼閱讀器與 PLC 串行通信口接線示意圖條形碼閱讀器中的通訊設置和幀結(jié)構(gòu)與 PLC 的設置相一致才能保證正常通訊。各種系列 PLC 在串行通訊接口的定義上有一些區(qū)別，因此設計通訊接線時要首先了解選用 PLC 串行通訊接口的定義。用戶可利用發(fā)送/接收中斷，發(fā)送/接收指令來控制通訊的操作，實現(xiàn)與打印機、條形碼閱讀器等設備的通訊。ASCII 驅(qū)動包含物理層(ISO 參考模型第一層)?；趯嶋H應用系統(tǒng)中 RS232C 接口最常用，本系統(tǒng)中選用 RS232C 作為串行通訊接口。(V .24)接口，最大 通信距離 15m，只能連接單個設備。比較 OMRON 為其配備的專用條形碼閱讀器，雖然采用專用條形碼閱讀器具有配備簡單的優(yōu)點，但缺乏系統(tǒng)靈活性和通用性，性價比較差。EAN128 的編碼說明如表 22 所示。表 21 128 碼編碼類型起始碼 編碼類別 邏輯型態(tài) 相對值CODE A 11010000100 103CODE B 11010010000 104CODE C 11010011100 105終止碼無論是采用 A、B、C 何種編碼方式，128 碼的終止碼均為固定的一種性能，其邏輯型態(tài)皆為 1100011101011。，但包括起碼和終止碼在內(nèi)，不可超過 232 個字元。圖 22 是 128 碼的范例與結(jié)果。128 碼開始于 1981 年推出，是一種長度可變、連續(xù)性的字母數(shù)字條碼。有些條碼僅能表示 10 個字符：0 ~9，如交叉 25 碼、EAU 碼和 UPC 碼；有些條碼可表示特殊字符，如庫德巴條碼。 39 碼、庫德巴條碼和交叉 25 碼屬于寬度調(diào)節(jié)法編碼。交插 25 碼的字符集包括數(shù)字 0~9。一維條碼包括 EAU 碼，UPC 碼、EAN138 碼、ITF 碼、39 碼、庫德巴條碼、交叉 25 碼等。最后，由計算機系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)處理與管理，物品的詳細信息便被識別了。白條、黑條的寬度不同，相應的電信號持續(xù)時間長短也不同。4 2 識別技術(shù)的選擇與設計 識別技術(shù)的選擇 條形碼識別技術(shù)概述要將按照一定規(guī)則編譯出來的條形碼轉(zhuǎn)換成有意義的信息，需要經(jīng)歷掃描和譯碼兩個過程。主要用于分步控制流水線。：該部件主要是利用條形碼閱讀器采集貨物上的條形碼信息，并通過串口將數(shù)據(jù)發(fā)往 PLC，由 PLC 后續(xù)操作。采集電機、條形碼閱讀器、貨物位置等有關的各類對象信息。條形碼閱讀器上位機交流電機PLC 傳感器監(jiān)控室控制現(xiàn)場組態(tài)王軟件圖 11