【文章內容簡介】 一種性能，其邏輯型態(tài)皆為1100011101011。目前所推行的128碼是EAN128碼，EAN128碼是根據(jù)EAN/UCC128碼作為標準將資料轉變成條碼符號，并采用128碼邏輯，具有完整性、緊密性、連接性和高可靠度的特性。信息包括如生產日期、批號、計量等。可運用于貨運標簽、攜帶式資料庫、連續(xù)性資料段、流通配送標簽等。EAN128的編碼說明如表32所示。表32 EAN128的編碼說明代號碼別長度說明A 應用識別碼1800代表其后之資料內容為運送容器序號，為固定18位數(shù)字B 包裝性能指示碼13代表無定義的包裝指示碼C 前置碼與公司碼79代表EAN前置碼與公司碼D 自行編定序號1由公司指定序號E 檢查碼4檢查碼F 應用識別碼20代表其后之資料內容為配送郵政碼應用于僅有一郵政當局G 配送郵政碼代表配送郵政碼現(xiàn)在使用的一般條形碼閱讀器大多是為與電腦連接而設計的，其通訊方式與接口形式多種多樣。由于串行通訊已在PLC中成為一種最常用、最經濟的通訊方式，因此在條形碼閱讀器與PLC構成的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中多選用串行通訊為接口的條形碼閱讀器。本文選用Unitech公司的一種普通手持式條形碼閱讀器和OMRON C200Hα系列PLC為例進行設計研究。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。本文介紹的方法提高了PLC在進行條形碼數(shù)據(jù)采集與識別方面的配置靈活性，而不必局限于專用條形碼閱讀器，適用于所有支持串口通訊的PLC。條形碼閱讀器與PLC構成的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中條形碼閱讀器用來讀取條形碼信息，并通過通訊接口將數(shù)據(jù)上傳至PLC，PLC負責條形碼數(shù)據(jù)的接收、校驗、識別、解釋，構成了系統(tǒng)中基礎信息采集的一個單元。 通信設計串行通訊也稱為點對點(point to point)通訊，串行通訊的接口形式通常有三種。(V .24)接口，最大通信距離15m，只能連接單個設備。()接口，最大通信距離1200m， RS422串行口只能接一個設備，RS485串行口可連接多個設備。 TTY接口。TTY接口在目前已很少應用?；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。系統(tǒng)的硬件結構示意圖，如圖33所示。圖33 系統(tǒng)硬件連接示意圖PLC串行通訊處理模塊支持的串行通訊協(xié)議有多種，常見的有支持ASCII驅動、3964(R), RK512協(xié)議，特殊的還支持第三方串行通訊協(xié)議，如MODBUS RTU, Date Highway DFl協(xié)議。在絕大多數(shù)的應用中使用ASCII驅動，而3964(R), RK512協(xié)議在較早的一些PLC系統(tǒng)中有使用，現(xiàn)在則較少使用。ASCII驅動包含物理層(ISO參考模型第一層)。條形碼閱讀器都支持ASCII碼驅動方式，通常PLC要連接的串行口設備需要知道該設備的報文格式，數(shù)據(jù)請求報文和數(shù)據(jù)報文，串行口設備在接收到數(shù)據(jù)請求報文后返回數(shù)據(jù)報文，但這樣的設計應用在PLC條形碼數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中不能做到靈活的條形碼數(shù)據(jù)采集，因為需要等待PLC的數(shù)據(jù)請求報文。在PLC的串行通訊中通訊處理單元支持一種稱為“無協(xié)議通信模式”或“自由端口模式”的通訊方式。所謂“無協(xié)議通信模式”或“自由端口模式”是指CPU串行通訊口可由用戶程序控制。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。該方式下PLC數(shù)據(jù)接收緩存區(qū)處于激活狀態(tài)，隨時接收條形碼閱讀器產生的數(shù)據(jù)報文，并在接收到新數(shù)據(jù)時寄存器接收標記位產生一個PLC掃描周期長度的接收完成脈沖信號，利用該脈沖調用編寫的數(shù)據(jù)采集與識別程序即可實現(xiàn)條形碼數(shù)據(jù)的采集與識別。按照“無協(xié)議通信模式”將兩者RS232C接口相連，并分別進行通訊協(xié)議的設置。PLC的串行通訊口通常分為CPU模塊自帶串行通訊端口和專用串行通訊模塊，其功能上沒有區(qū)別，使用CPU自帶的串行通訊模塊最經濟。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。條形碼閱讀器的RS232C接口形式為標準的DB25或DB9定義。本系統(tǒng)中根據(jù)OMRON PLC對其S232C端口9芯的定義，其與條形碼閱讀器的接線形式如圖34所示。，條形碼閱讀器的串行通訊接口為D25. Male型。圖 34 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構與PLC的設置相一致才能保證正常通訊。條形碼閱讀器的通訊設置通常是使用用戶手冊中的參數(shù)設置條形碼來完成，即通過閱讀其中的參數(shù)設置條形碼來設定各種通訊協(xié)議。常用的參數(shù)設置條形碼有條形碼類型、前置符(Preamble)、后置符((Postamble)、RS232C通訊（包括：數(shù)據(jù)位、停止位、校驗方式、波特率、終端符）。其中的前置符((Preamble)對應PLC通訊協(xié)議中定義的起始代碼，后置符(Postamble)對應結束代碼。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個停止位，偶校驗，波特率9600b/s，無終端符。第四章 PLC的選型與設計第四章 PLC的選型與設計 PLC系統(tǒng)設計 PLC系統(tǒng)設計原則任何一種電器控制系統(tǒng)都是為了實現(xiàn)被控對象的工藝要求，以提高生產效率和產品質量。因此，在設計PLC控制系統(tǒng)時，應遵循以下基本原則：1. 最大限度地滿足被控對象的控制要求。設計前，應深入現(xiàn)場進行調查研究，搜集資料，并與機械部分的設計人員和實際操作人員密切配合，共同擬定電器控制方案，協(xié)同解決設計中出現(xiàn)的各種問題。2. 在滿足控制要求的前提下，力求使控制系統(tǒng)簡單、經濟、使用及維修方便。3. 保證控制系統(tǒng)的安全、可靠。4. 考慮到生產的發(fā)展和工藝的改進，在選擇PLC容量時，應適當留有余量。PLC控制系統(tǒng)設計的基本內容：PLC控制系統(tǒng)是由PLC與用戶輸入、輸出設備連接而成的。因此，PLC控制系統(tǒng)設計的基本內容應包括：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)以及由輸出設備驅動的控制對象(電動機、電磁閥等)。這些設備屬于一般的電器元件，其選擇的方法在其他有關書籍中已有介紹。2. PLC的選擇。PLC是PLC控制系統(tǒng)的核心部件，正確選擇PLC對于保證整個控制系統(tǒng)的技術經濟性能指標起著重要的作用。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。3. 分配I/O點，繪制I/O連接圖。4. 設計控制程序。包括設計梯形圖、語句表(即程序清單)或控制系統(tǒng)流程圖?？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?？刂葡到y(tǒng)的設計必須經過反復調試、修改，直到滿足要求為止。5. 必要時還需設計控制臺(柜)。6. 編制控制系統(tǒng)技術文件。包括說明書、電氣圖及電器元件明細表等。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。在PLC控制系統(tǒng)中，這一部分圖可以統(tǒng)稱為“硬件圖”。它在傳統(tǒng)電器圖的基礎上增加了PLC部分，因此在電氣原理圖中應增加PLC的I/O連接圖。此外，在PLC控制系統(tǒng)的電氣圖中還應包括程序圖(梯形圖)。向用戶提供梯形圖，可便于用戶生產發(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。 PLC控制系統(tǒng)的硬件設計PLC控制系統(tǒng)的硬件設計是至關重要的一個環(huán)節(jié)，這關系著PLC控制系統(tǒng)運行的可靠性、安全性、穩(wěn)定性。 PLC的選型在工程中主要根據(jù)工藝要求、控制對象、用戶需要等方面選擇合適的PLC，以獲得最佳的性能價格比。就一個控制系統(tǒng)而言，PLC的選型原則和考慮因素如下：1. PLC一般用于開關量控制為主兼有模擬量控制的系統(tǒng)，尤其適合于動作頻繁、邏輯關系復雜、程序多變的系統(tǒng)。應用于這樣的系統(tǒng)，將會最大限度發(fā)揮技術經濟效果。2. 是否與計算機連接，是否要求構成網絡信息系統(tǒng)，以及對遠程站的設置要求。是否需要中斷輸入、雙機設備、位置控制、高速計數(shù)器等特殊模塊和智能模塊。3. 開關量I/O點數(shù)、模擬量I/O路數(shù)、電壓等級及輸出功率、內存容量。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PLC的抗干擾能力。4. 其他考慮因素選擇PLC還要對其外型、結構、系統(tǒng)組成、設置條件、價格、技術服務、應用業(yè)績等多項指標綜合分析比較，然后才能確定理想的PLC產品。 輸入/輸出模塊的選擇模塊電源：在選擇交流I/O模塊時，宜采用隔離變壓器為其供電，這樣可防止外部電路故障沖擊模塊。電源線采用雙絞線，絞距1~2CM。直流模塊的外接電源，其波紋值應滿足模塊要求；若是模擬量直流模塊，尚需用穩(wěn)壓電源。電壓等級：在選擇電源模塊時，電壓等級是一個比較重要的參數(shù)，它要根據(jù)現(xiàn)場設備與模塊之間的距離來選。當外部線路較長時，可選用AC220V模塊；當外線短且控制相對集中時可選擇DC24V模塊。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。確定負載類型根據(jù)PLC輸出端所帶的負載是直流型還是交流型，是大電流還是小電流，以及PLC輸出點動作的頻率等，從而確定輸出端采用繼電器輸出，還是晶體管輸出，或晶閘管輸出。不同的負載選用不同的輸出方式，對系統(tǒng)的穩(wěn)定運行很重要。輸入電路：PLC輸入電路電源一般應采用DC24V，這對系統(tǒng)供電安全和PLC安全至關重要，同時其帶負載(接近開關等)時要注意容量，同時作好防短路措施(因為該電源的過載或短路都將影響PLC的運行)，建議該電源的容量為輸入電路功率的兩倍，PLC輸入電路電源支路加裝適當熔絲，防止短路。 開關量I/O點的節(jié)省和模擬量I/O模塊的代用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。如某個設備的多個故障信號接點可在外部電路串聯(lián)后接在一個輸入點上，而不必占用多個輸入點。相同控制邏輯的輸出，如集中聯(lián)鎖控制系統(tǒng)發(fā)往各現(xiàn)場的啟動預告信號，可只用一個輸出點，再用接線端子擴展至各現(xiàn)場設備。由于產生干擾的因素是復雜而多樣的，因此采取的抗干擾措施要根據(jù)情況而定。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，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。設置一個PLC信號專用接地裝置。該裝置不能和防雷接地裝置、電器設備接地裝置有金屬連接。接地電阻可參見使用說明書，一般小于100Ω即可。接地線進入PLC控制柜中的信號接地端子排。當出現(xiàn)干擾時將PLC的接線端子與信號接地端子排相連。 本項目的選型設計 PLC本項目的選型本項目的要求有以下幾點：1. 經濟實用，能夠適應現(xiàn)場，提高設備的可靠性。2. 方便現(xiàn)場數(shù)據(jù)的修改，具有一定的柔性。3. 保證數(shù)據(jù)采集的準確，提高生產率。4. 提高設備自動化率。根據(jù)設計提出的要求，我們優(yōu)先考慮安全穩(wěn)定性好、有質量保證的PLC品牌，綜合以上的考慮，決定采用OMRON C200Hα系列。C200Hα是中型機C200H/C200HS的后續(xù)機型。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。CPU單元上有內存卡(存儲器盒)的插槽，可插接多種存儲器盒。外設端口接外圍設備如編程器等。有些α機的CPU單元有RS232C口。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)網功能。CPU上的DIP開關設定PC的工作方式。α機有存儲介質為EPROM(電可編程只讀存儲器)和EEPROM(電可擦可編程只讀存儲器)兩種形式的內存卡(存儲器盒)。CPU可以直接讀寫EEPROM內存卡，CPU改寫EEPROM的次數(shù)幾乎不受限制，但對于EPROM內存卡，CPU只能讀出，不能寫入。內存卡能長期保存數(shù)據(jù)，不需要任何后備電源。內存卡安裝在CPU的專用插槽上。用戶程序、P