【正文】 單元組成，I/O 擴(kuò)展機(jī)架由 I/O 擴(kuò)展底扳、電源單元和 I/O 單元組成。在改變控制功能時(shí)，可方使的用替換內(nèi)存卡來改變?cè)O(shè)定的程序。用戶程序、PC 設(shè)置、I/O 注釋、DM 區(qū)域和其它數(shù)據(jù)區(qū)域的數(shù)據(jù)可以作為一個(gè)整體保存到內(nèi)存卡中，以防誤操作而修改。內(nèi)存卡能長(zhǎng)期保存數(shù)據(jù)，不需要任何后備電源。α 機(jī)有存儲(chǔ)介質(zhì)為 EPROM(電可編程只讀存儲(chǔ)器)和 EEPROM(電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器)兩種形式的內(nèi)存卡(存儲(chǔ)器盒)。在 CPU 上有一個(gè)通信板的插槽，插上通信板后，極大地增強(qiáng)了 α 機(jī)的通信聯(lián)網(wǎng)功能。外設(shè)端口接外圍設(shè)備如編程器等。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(kuò)展底板上。根據(jù)設(shè)計(jì)提出的要求，我們優(yōu)先考慮安全穩(wěn)定性好、有質(zhì)量保證的 PLC品牌，綜合以上的考慮，決定采用 OMRON C200Hα 系列。3. 保證數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確，提高生產(chǎn)率。 系統(tǒng)的選型設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求系統(tǒng)的要求有以下幾點(diǎn)：1. 經(jīng)濟(jì)實(shí)用，能夠適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)，提高設(shè)備的可靠性。接地線進(jìn)入 PLC 控制柜中的信號(hào)接地端子排。該裝置不能和防雷接地裝置、電器設(shè)備接地裝置有金屬連接。PLC 供電電源一般為 AC85240V，適應(yīng)電源范圍較寬，但為了抗干擾，應(yīng)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(jí)線圈屏蔽層與初級(jí)電氣中性點(diǎn)接大地，次級(jí)線圈屏蔽層接 PLC 輸入電路的地，以減小高低頻脈沖干擾。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(chǎng)的啟動(dòng)預(yù)告信號(hào)，可只用一個(gè)輸出點(diǎn)，再用接線端子擴(kuò)展至各現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。 開關(guān)量 I/O 點(diǎn)的節(jié)省相同控制作用且每個(gè)接點(diǎn)在編程中僅使用一次的若干個(gè)輸入接點(diǎn)，可在外部電路進(jìn)行串、并聯(lián)后作為一個(gè)輸入點(diǎn)處理，編程時(shí)用常開編程接點(diǎn)。不同的負(fù)載選用不同的輸出方式，對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行很重要。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。電壓等級(jí)：在選擇電源模塊時(shí)，電壓等級(jí)是一個(gè)比較重要的參數(shù)，它要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與模塊之間的距離來選。隔離變壓器的容量按 PLC 電源組件容量的 倍選擇。 輸入/輸出模塊的選擇模塊電源：在選擇交流 I/O 模塊時(shí)，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。I/O 點(diǎn)數(shù)直接關(guān)系到 PLC 輸入/輸出模塊的選擇，I/O 點(diǎn)數(shù)一般要考慮余量，特別是開關(guān)量輸入更應(yīng)考慮多些余量；合適的電壓等級(jí)可提高 PLC的抗干擾能力。是否需要中斷輸入、雙機(jī)設(shè)備、位置控制、高速計(jì)數(shù)器等特殊模塊和智能模塊。應(yīng)用于這樣的系統(tǒng)，將會(huì)最大限度發(fā)揮技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。 PLC 的選型在工程中主要根據(jù)工藝要求、控制對(duì)象、用戶需要等方面選擇合適的PLC，以獲得最佳的性能價(jià)格比。向用戶提供梯形圖，可便于用戶生產(chǎn)發(fā)展或工藝改進(jìn)時(shí)修改程序，并有利于用戶在維修時(shí)分折和排除故障。它在傳統(tǒng)電器圖的基礎(chǔ)上增加了 PLC 部分，因此在電氣原理圖中應(yīng)增加 PLC 的 I/O 連接圖。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。5. 編制控制系統(tǒng)技術(shù)文件?？刂瞥绦蚴强刂普麄€(gè)系統(tǒng)工作的條件，是保證系統(tǒng)工作正常、安全、可靠的關(guān)鍵。4. 設(shè)計(jì)控制程序。選擇 PLC 應(yīng)包括機(jī)型的選擇、容量的選擇、I/O 模塊的選擇、電源模塊的選擇等。2. PLC 的選擇。因此，PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容應(yīng)包括：1. 選擇用戶輸入設(shè)備(按鈕、操作開關(guān)、限位開關(guān)、傳感器等)、輸出設(shè)備(繼電器、接觸器、信號(hào)燈等執(zhí)行元件)以及由輸出設(shè)備驅(qū)動(dòng)的控制對(duì)象(電動(dòng)機(jī)、電磁閥等)。4. 考慮到生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn)，在選擇 PLC 容量時(shí)，應(yīng)適當(dāng)留有余量。2. 在滿足控制要求的前提下，力求使控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、使用及維修方便。因此，在設(shè)計(jì) PLC 控制系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)遵循以下基本原則：1. 最大限度地滿足被控對(duì)象的控制要求。比照上述 PLC 中定義的通訊協(xié)議，可設(shè)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(gè)停止位，偶校驗(yàn)，波特率 9600b/s，無終端符。常用的參數(shù)設(shè)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(yàn)方式、波特率、終端符）。信號(hào)源 序號(hào)RXD 2 TXD 3 GND 7屏蔽保護(hù)序號(hào) 信號(hào)名2 TXD3 RXD4 RS5 CS9 GND屏蔽保護(hù)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(shè)置和幀結(jié)構(gòu)與 PLC 的設(shè)置相一致才能保證正常通訊。本系統(tǒng)中根據(jù) OMRON PLC 對(duì)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。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(shè)計(jì)通訊接線時(shí)要首先了解選用 PLC 串行通訊接口的定義。按照“無協(xié)議通信模式”將兩者 RS232C 接口相連，并分別進(jìn)行通訊協(xié)議的設(shè)置。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(shí)現(xiàn)與打印機(jī)、條形碼閱讀器等設(shè)備的通訊。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。ASCII 驅(qū)動(dòng)包含物理層(ISO 參考模型第一層)。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(qū)動(dòng)、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?；趯?shí)際應(yīng)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。 TTY 接口。(V .24)接口，最大通信距離 15m，只能連接單個(gè)設(shè)備。條形碼閱讀器與 PLC 構(gòu)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(fù)責(zé)條形碼數(shù)據(jù)的接收、校驗(yàn)、識(shí)別、解釋，構(gòu)成了系統(tǒng)中基礎(chǔ)信息采集的一個(gè)單元。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(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，但缺乏系統(tǒng)靈活性和通用性，性價(jià)比較差。由于串行通訊已在 PLC 中成為一種最常用、最經(jīng)濟(jì)的通訊方式，因此在條形碼閱讀器與 PLC 構(gòu)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。EAN128 的編碼說明如表 22 所示。信息包括如生產(chǎn)日期、批號(hào)、計(jì)量等。表 21 128 碼編碼類型起始碼 編碼類別 邏輯型態(tài) 相對(duì)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。即由 A、B、C 三種不同編碼規(guī)則的互換可擴(kuò)大字符選擇的范圍，也可縮短編碼的長(zhǎng)度。，但包括起碼和終止碼在內(nèi)，不可超過 232 個(gè)字元。圖 22 是 128 碼的范例與結(jié)果。128 碼的內(nèi)容大致也分為起始碼、數(shù)據(jù)碼、終止碼、校驗(yàn)碼等四部分，其中校驗(yàn)碼是可有可無的。128 碼開始于 1981 年推出，是一種長(zhǎng)度可變、連續(xù)性的字母數(shù)字條碼。在條形碼閱讀器設(shè)置前，應(yīng)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(shí)根據(jù)產(chǎn)品的各種型號(hào)、規(guī)格、參數(shù)設(shè)計(jì)定義條形碼的位數(shù)及每位數(shù)值的代表意義。有些條碼僅能表示 10 個(gè)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。通用商品條碼(EAU 碼和 UPC 碼)、93 碼、EAN128 碼屬于模塊組配法編碼。 39 碼、庫德巴條碼和交叉 25 碼屬于寬度調(diào)節(jié)法編碼。不同類型的條碼，有不同的碼制和編碼方法。交插 25 碼的字符集包括數(shù)字 0~9。在 1 個(gè)交叉 25 碼符號(hào)中，組成條碼符號(hào)的字符個(gè)數(shù)為偶數(shù)，當(dāng)字符是奇數(shù)個(gè)時(shí)，應(yīng)在左側(cè)補(bǔ) 0 變?yōu)榕紨?shù)。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。一維條碼只是在一個(gè)方向（一般是水平方向）表達(dá)信息，而在垂直方向上則不表達(dá)任何信息。最后，由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與管理，物品的詳細(xì)信息便被識(shí)別了。通過測(cè)量 0 或 1 信號(hào)持續(xù)的時(shí)間來判別條和空的寬度。白條、黑條的寬度不同，相應(yīng)的電信號(hào)持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)短也不同。根據(jù)原理的差異，掃描器可以分為光筆、CCD、激光三種。2 識(shí)別技術(shù)的選擇與設(shè)計(jì) 識(shí)別技術(shù)的選擇 條形碼識(shí)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(gè)過程。 故障報(bào)警系統(tǒng)設(shè)有安全保護(hù)，在自動(dòng)運(yùn)行模式下，當(dāng)上次運(yùn)行沒有到位的情況下，第二輪循環(huán)不進(jìn)行，并且報(bào)警。主要用于分步控制流水線。 系統(tǒng)運(yùn)行的選擇 運(yùn)行方式該系統(tǒng)有手動(dòng)和自動(dòng)兩種運(yùn)行方式。：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。同時(shí)接受上位機(jī)的控制指令，輸出控制信號(hào)，完成對(duì)監(jiān)控對(duì)象的實(shí)際控制。采集電機(jī)、條形碼閱讀器、貨物位置等有關(guān)的各類對(duì)象信息。下面分別介紹各個(gè)組件的功能。條形碼閱讀器上位機(jī)交流電機(jī)PLC 傳感器監(jiān)控室控制現(xiàn)場(chǎng)組態(tài)王軟件圖 11 系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)圖由于本系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)有 1 臺(tái)被控條形碼閱讀器以及數(shù)量不是很多的其他被控對(duì)象，可以使用單臺(tái) PLC 進(jìn)行多個(gè)對(duì)象的控制，只要選用高性能的 PLC，完全能夠勝任，另外，為了用戶直觀方便的使用，需要給予人機(jī)界面，采用如圖 11 所示的控制結(jié)構(gòu)。 構(gòu)成的分布式控制系統(tǒng)這類系統(tǒng)的被控對(duì)象通常比較多，分布在一個(gè)較大的區(qū)域內(nèi)，相互之間比較遠(yuǎn)，而且，被控對(duì)象之間經(jīng)常的交換數(shù)據(jù)和信息。 構(gòu)成的集中控制系統(tǒng)這種系統(tǒng)的被控對(duì)象通常是由數(shù)臺(tái)機(jī)器或數(shù)臺(tái)流水線構(gòu)成，該系統(tǒng)的控制單元由單臺(tái) PLC 構(gòu)成，每個(gè)被控對(duì)象與 PLC 指定的 I/O 相連。一般來說，PLC 控制系統(tǒng)有以下三種類型： 構(gòu)成的單機(jī)系統(tǒng)這種系統(tǒng)的被控對(duì)象是單一的機(jī)器生產(chǎn)或生產(chǎn)流水線，其控制器是由單臺(tái) PLC 構(gòu)成，一般不需要與其他 PLC 或計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信。其中軟件部分包括 PLC 軟件部分設(shè)計(jì)，組態(tài)軟件設(shè)計(jì)兩部分。所以擬采用 PLC 技術(shù)，組態(tài)軟件技術(shù)，條形碼識(shí)別技術(shù)來實(shí)現(xiàn)本設(shè)計(jì)。由于 PLC 的功能強(qiáng)大、容易使用、高可靠性，常常被用來作為現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集和設(shè)備的控制。 系統(tǒng)技術(shù)要求本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于讀取貨物條形碼這個(gè)步驟。為了應(yīng)用上的方便,必須使系統(tǒng)能夠?qū)嵱?、便捷，能夠適用于高速度的信息流通網(wǎng)絡(luò)。1 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 貨物識(shí)別系統(tǒng)簡(jiǎn)介 系統(tǒng)簡(jiǎn)介建立一個(gè)可靠的貨物識(shí)別系統(tǒng)，首先要對(duì)貨物管理改進(jìn)的重要性充分理解,即手段的改進(jìn)會(huì)在提高效率的同時(shí)給企業(yè)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來很好的輔助作用。PLC 程序設(shè)計(jì)部分主要包括實(shí)現(xiàn)對(duì)條形碼數(shù)據(jù)的閱讀、識(shí)別、解釋及處理等任務(wù)。程序設(shè)計(jì)主要分兩部分：PLC 程序的設(shè)計(jì)以及上位機(jī)監(jiān)控程序的設(shè)計(jì)。本系統(tǒng)采用 PLC 為中心控制器，通過擴(kuò)展的數(shù)據(jù)采集模塊采集現(xiàn)場(chǎng)條形碼數(shù)據(jù)信息，并通過 PLC 對(duì)信息的處理控制系統(tǒng)的其他操作，完成系統(tǒng)功能的整體實(shí)現(xiàn)。目前，較常使用的碼制有：EAN/UPC 條碼、EAN/UCC 系統(tǒng) 128 條碼、ITF14 條碼、交叉二五條碼、三九條碼、庫德巴條碼等。條碼技術(shù)是集編碼、符號(hào)表示、印刷、識(shí)別、數(shù)據(jù)采集和處理于一身的新興技術(shù)。條碼是由一組按特定規(guī)則排列的條、空及對(duì)應(yīng)字符組成的表示一定信息的符號(hào)。它是在計(jì)算機(jī)、光電技術(shù)和通信技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一門綜合性科學(xué)技術(shù)，是信息采集、輸入的重要方法和手段。全面、有效的信息采集和輸入幾乎成為所有信息系統(tǒng)的關(guān)鍵。使用組態(tài)軟件，用戶可以方便的構(gòu)造適應(yīng)自己需要的“數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)”，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)控管理，保證信息在全范圍內(nèi)的暢通，以適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要。本系統(tǒng)采用了基于組態(tài)王軟件與 PLC 結(jié)合一般條碼閱讀器的貨物自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)，給出了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、軟件設(shè)計(jì)和組態(tài)過程。組態(tài)軟件是伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的突飛猛進(jìn)發(fā)展起來的?！? ………………. …………………裝訂線……………….……. …………. …………. ………山 東 農(nóng) 業(yè) 大 學(xué)畢 業(yè) 論 文基于 PLC 與組態(tài)王的貨物自動(dòng)識(shí)別控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 院 部 專業(yè)班級(jí) 屆 次 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師 二 O 一 О 年 六 月十 日目錄摘要 ............................................................IABSTRACT .....................