【文章內(nèi)容簡介】 類型的條碼，有不同的碼制和編碼方法。條碼編碼方法有以下兩種：，條碼的條(空)寬的寬窄設置不同，寬單元表示二進制“1”，窄單元表示二進制“0” 。 39 碼、庫德巴條碼和交叉 25 碼屬于寬度調(diào)節(jié)法編碼。，條碼符號中每個條碼字符的條與空分別由若干模塊組配而成，一個模塊寬的條表示二進制“1”，一個模塊寬的空表示二進制的“0”。通用商品條碼(EAU 碼和 UPC 碼)、93 碼、EAN128 碼屬于模塊組配法編碼。不同類型的條碼有不同的編碼容量和字符集。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 條碼可表示數(shù)字字符 0~9，26 個英文字母(A ~Z)以及一些特殊字符。在條形碼閱讀器設置前，應先要確定條形碼的形式、位數(shù)等，如碼型是選用 39 碼，還是 128 碼或其他形式，同時根據(jù)產(chǎn)品的各種型號、規(guī)格、參數(shù)設計定義條形碼的位數(shù)及每位數(shù)值的代表意義。本設計中選用的條形碼為 128 碼，條形碼由 17 位數(shù)字組成，每位數(shù)字 0~9 分別代表了不同含義。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。與其他一維條碼比較起來，128 碼是較為復雜的條碼系統(tǒng)，而其所能支持的字符也相對地比其他一維條碼來得多，又有不同的編碼方式可供交互運用，因此其使用彈性也較大。128 碼的內(nèi)容大致也分為起始碼、數(shù)據(jù)碼、終止碼、校驗碼等四部分，其中校驗碼是可有可無的。Code 128 碼可表示從 ASCII 0 到 ASCII 127 共 128 個字符，故稱 128 碼。圖 22 是 128 碼的范例與結果。128 碼具有下列特性： 圖 22 128 碼 A、B、C 三種不同的編碼類型，可提供標準 ASCII 中 128 個字符的編碼使用。，但包括起碼和終止碼在內(nèi)，不可超過 232 個字元。 128 碼，可以采用不同的方式進行編碼。即由 A、B、C 三種不同編碼規(guī)則的互換可擴大字符選擇的范圍，也可縮短編碼的長度。 128 碼的編碼方式：128 碼有三種不同類型的編碼方式（見表 21），對于選擇何種編碼方式，則決定于起始碼的內(nèi)容。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。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(chǎn)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 22 所示。表 22 EAN128 的編碼說明代號碼別 長度 說明A 應用識別碼 18 00 代表其后資料內(nèi)容為運送容器序號，為固定 18 位數(shù)字B 包裝性能指示碼 1 3 代表無定義的包裝指示碼C 前置碼與公司碼 7 9 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 代表其后資料內(nèi)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 條形碼閱讀器的選擇及應用現(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(jīng)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。本文選用了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。基于實際應用系統(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 23 所示。圖 23 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(chǎn)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(chǎn)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(diào)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(jīng)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 24 所示。圖中 PLC 串行通訊接口為 型，條形碼閱讀器的串行通訊接口為 D25. Male 型。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。3 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(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)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(diào)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(jīng)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(chǎn)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(nèi)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(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(jīng)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(jīng)過反復調(diào)試、修改，直到滿足要求為止。5. 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(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。 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(jīng)濟效果。2. 是否與計算機連接，是否要求構成網(wǎng)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(nèi)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(chǎn)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。隔離變壓器的容量按 PLC 電源組件容量的 倍選擇。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