【正文】 技術(shù)是最成熟、應(yīng)用領(lǐng)域最廣泛的一種自動識別技術(shù)。組態(tài)軟件在自動化系統(tǒng)的“水平”和“垂直”集成中起著橋梁和紐帶的作用，已成為自動化系統(tǒng)中的重要組成部分。采用 PLC 作為下位機(jī)提高了采集信號及控制信號的精度，并且可以現(xiàn)場修改程序，維修方便。關(guān)鍵詞：可編程控制器， 條形碼閱讀器 ，組態(tài)軟件 Based On PLC Control System Designing Automatic Identification Of GoodsAuthor：Song Wenjing，Supervisor: Li Tianhua(Shandong Agricultural University Mechanical institute lecturer)Abstract Goods identification technology after years of development have bee more mature, has been infiltrated into the mercial, storage, post and telemunications, transportation, industrial production process control and military equipment, the project, such as the national economy and people of all walks of life daytoday life. At present, the barcode technology is the most mature, most applications of a wide range of automatic identification software is acpanied by the rapid advances in puter technology developed. Configuration software in the automation system of horizontal and vertical integration plays a role of bridge and tie, has bee an important automation system ponents.The systembased software and PLC Kingview general bination of bar code reader system of automatic identification of goods, given the structure of the system, software design and configuration process. The use of PLC as the nextbit machine to improve the signal and control signal acquisition accuracy, and can modify the program site, to facilitate maintenance. The use of configuration software, users can easily adapt to their needs the structure of the Data Acquisition System, to achieve realtime data monitoring and management to ensure that information flow within the scope of the whole in order to adapt to the needs of modern production.Keywords: PLC, BarCode Reader, Configuration Software引言隨著計算機(jī)、信息及通信技術(shù)的發(fā)展，信息的處理能力、儲存能力、傳輸通信能力日益強(qiáng)大。條碼自動識別技術(shù)就是在這樣的環(huán)境下應(yīng)運(yùn)而生。自動識別技術(shù)是 20 世紀(jì) 70 年代發(fā)展起來的集光、機(jī)、電、計算機(jī)等技術(shù)為一體的高新技術(shù)，是數(shù)據(jù)自動采集、自動輸入的基礎(chǔ)，是計算機(jī)“實(shí)時”處理的重要技術(shù)保障。不同的碼制，條碼符號的組成規(guī)則不同。其核心內(nèi)容是利用光電掃描設(shè)備識讀條碼符號，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)器的自動識別，并快速準(zhǔn)確地將信息錄入到計算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，以達(dá)到自動化管理的目的。硬件選型：PLC 硬件的選型，各控制模塊的選擇，條形碼閱讀器的選擇。系統(tǒng)的操作控制、數(shù)據(jù)采集和動作過程監(jiān)視、各種參數(shù)的顯示設(shè)定，由掛接在 PLC 的上位組態(tài)軟件來實(shí)現(xiàn)。其中核心是 PLC 程序設(shè)計。貨物識別流程進(jìn)程的實(shí)時監(jiān)測、數(shù)據(jù)處理通過可編程控制器軟件和組態(tài)軟件來實(shí)現(xiàn)。此外，作為對貨物的管理，系統(tǒng)必須能夠穩(wěn)定可靠地運(yùn)行。近幾年條形碼技術(shù)在生活中的普遍應(yīng)用給了我們很好的提示，條形碼在商品消費(fèi)、圖書管理方面的應(yīng)用等已經(jīng)走入我們的生活，種種應(yīng)用的成功給我們帶來了鼓舞，當(dāng)然我們也可以以條形碼為媒介來對倉儲貨物管理進(jìn)行一次轉(zhuǎn)變，取代傳統(tǒng)的現(xiàn)場手工登記，將其轉(zhuǎn)入后臺進(jìn)行處理，這樣就大大節(jié)省了貨物出庫入庫時間，對貨物的流通速度的加快起到很好的促進(jìn)作用。本設(shè)計選用了當(dāng)前比較流行的一維碼來實(shí)現(xiàn)對信息的存儲，因此給貨物讀取標(biāo)簽就轉(zhuǎn)化成如何對一維碼進(jìn)行讀取的問題，故系統(tǒng)設(shè)計主要解決的問題是如何用特定的機(jī)具對一維條形碼進(jìn)行讀取。組態(tài)軟件作為用戶可訂制功能的軟件平臺工具，在 PC 機(jī)上可開發(fā)出友好的人機(jī)界面，通過 PLC 對自動化設(shè)備進(jìn)行“智能”控制。 系統(tǒng)的組成與要求該系統(tǒng)的設(shè)計主要包含兩大部分：硬件部分選型，軟件部分設(shè)計。而 PLC 部分的設(shè)計是核心內(nèi)容。但是，設(shè)計者還要考慮將來是否有聯(lián)網(wǎng)的需要，如果有的話，應(yīng)當(dāng)選用具有通信功能的PLC。由于采用一臺 PLC 控制，因此，各被控對象之間的數(shù)據(jù)、狀態(tài)不需要另外的通信線路。這種系統(tǒng)的控制器采用若干個相互之間具有通信能力的 PLC 構(gòu)成。在整個控制系統(tǒng)中，總共有四大部分組成，分別是：PLC 控制器、上位機(jī)、條形碼閱讀器、電機(jī)控制模塊。 控制器：系統(tǒng)的控制核心。PLC 經(jīng)過對輸入信號的處理，綜合所獲得的信息，反饋控制監(jiān)控對象，將信息送入上一級監(jiān)控器。：在整個系統(tǒng)中，監(jiān)控主要完成三個作用，一是通過串口下載參數(shù)進(jìn) PLC，這些參數(shù)作為 PLC 控制的依據(jù)，二是從串口讀出 PLC 中相應(yīng)的參數(shù)，并在顯示器上顯示，三是將 PLC 傳上來的參數(shù)作一定的處理，并將最終得到的信息存入數(shù)據(jù)庫中，以備以后可以查詢。：實(shí)現(xiàn)對載貨電機(jī)的運(yùn)動控制。手動為步進(jìn)運(yùn)行，即操作一按鈕，一部分動作執(zhí)行，操作另外一個按鈕，另外一個動作執(zhí)行。自動為全部一次性執(zhí)行，即在自動模式下，自動的完成整個貨物識別的所有動作，用于長時間生產(chǎn)。在手動模式下，當(dāng)操作人員沒有按照操作規(guī)程違規(guī)操作時，系統(tǒng)會拒絕執(zhí)行，同時報警。物體的顏色是由其反射光的類型決定的，白色物體能反射各種波長的可見光，黑色物體則吸收各種波長的可見光，所以當(dāng)條形碼掃描器光源發(fā)出的光在條形碼上反射后，反射光照射到條碼掃描器內(nèi)部的光電轉(zhuǎn)換器上，光電轉(zhuǎn)換器根據(jù)強(qiáng)弱不同的反射光信號，轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號。電信號輸出到條碼掃描器的放大電路增強(qiáng)信號之后，再送到整形電路將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。 然后譯碼器通過測量脈沖數(shù)字電信號 0 或 1 的數(shù)目來判別條和空的數(shù)目。此時所得到的數(shù)據(jù)仍然是雜亂無章的，要知道條形碼所包含的信息，則需根據(jù)對應(yīng)的編碼規(guī)則，將條形符號換成相應(yīng)的數(shù)字、字符信息。 識別系統(tǒng)的設(shè)計 條形碼的選擇及應(yīng)用條碼分為一維條碼和二維條碼。一個完整的一維條碼是由兩側(cè)空白區(qū)、起始字符、數(shù)據(jù)字符、校驗(yàn)字符(可選)和終止字符及供人識讀字符組成，如圖 21 所示。交叉 25 碼是一種“條”和“空”都表示信息的條碼，有兩種單元寬度，每一個條碼字符由五個單元組成，其中 2 個寬單元，3 個窄單元。條碼字符從左到右，奇數(shù)位置字符用條表示，偶數(shù)位字符用空表示。圖 21 一維碼一維條碼的優(yōu)點(diǎn)是信息錄人速度快、差錯率低，但是也存在一些如信息容量小、條碼尺寸相對較大(空間利用率低)、條碼遭到損壞后不能閱讀等不足之處。條碼編碼方法有以下兩種：，條碼的條(空)寬的寬窄設(shè)置不同，寬單元表示二進(jìn)制“1”，窄單元表示二進(jìn)制“0” 。，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(jìn)制“1”，一個模塊寬的空表示二進(jìn)制的“0”。不同類型的條碼有不同的編碼容量和字符集。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。本設(shè)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。與其他一維條碼比較起來，128 碼是較為復(fù)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(yùn)用，因此其使用彈性也較大。Code 128 碼可表示從 ASCII 0 到 ASCII 127 共 128 個字符，故稱 128 碼。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(biāo)準(zhǔn) ASCII 中 128 個字符的編碼使用。 128 碼，可以采用不同的方式進(jìn)行編碼。 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。目前所推行的 128 碼是 EAN128 碼，EAN128 碼是根據(jù) EAN/UCC128 碼作為標(biāo)準(zhǔn)將資料轉(zhuǎn)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。可運(yùn)用于貨運(yùn)標(biāo)簽、攜帶式資料庫、連續(xù)性資料段、流通配送標(biāo)簽等。表 22 EAN128 的編碼說明代號碼別 長度 說明A 應(yīng)用識別碼 18 00 代表其后資料內(nèi)容為運(yùn)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(yīng)用識別碼 20 代表其后資料內(nèi)容為配送郵政碼應(yīng)用于僅有一郵政當(dāng)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(yīng)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(shè)計的，其通訊方式與接口形式多種多樣。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(jìn)行設(shè)計研究。本文介紹的方法提高了 PLC 在進(jìn)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。 通信設(shè)計串行通訊也稱為點(diǎn)對點(diǎn)(point to point)通訊，串行通訊的接口形式通常有三種。()接口，最大通信距離 1200m， RS422 串行口只能接一個設(shè)備，RS485 串行口可連接多個設(shè)備。TTY 接口在目前已很少應(yīng)用。系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)示意圖，如圖 23 所示。在絕大多數(shù)的應(yīng)用中使用 ASCII驅(qū)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。條形碼閱讀器都支持ASCII 碼驅(qū)動方式，通常 PLC 要連接的串行口設(shè)備需要知道該設(shè)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(shè)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(shè)計應(yīng)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?yàn)樾枰却?PLC 的數(shù)據(jù)請求報文。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。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(biāo)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(shí)現(xiàn)條形碼數(shù)據(jù)的采集與識別。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(jì)。條形碼閱讀器的 RS232C 接口形式為標(biāo)準(zhǔn)的 DB25 或 DB9 定義。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。條形碼閱讀器的通訊設(shè)置通常是使用用戶手冊中的參數(shù)設(shè)置條形碼來完成，即通過閱讀其中的參數(shù)設(shè)置條形碼來設(shè)定各種通訊協(xié)議。其中的前置符((Preamble)對應(yīng) PLC 通訊協(xié)議中定義的起始代碼，后置符(Postamble)對應(yīng)結(jié)束代碼。3 PLC 的選型與設(shè)計 PLC 系統(tǒng)設(shè)計 PLC 系統(tǒng)設(shè)計原則任何一種電器控制系統(tǒng)都是為了實(shí)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。設(shè)計前，應(yīng)深入現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)查研究，搜集資料，并與機(jī)械部分的設(shè)計人員和實(shí)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(shè)計中出現(xiàn)的各種問題。3. 保證控制系統(tǒng)的安全、可靠。PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計的基本內(nèi)容：PLC 控制系統(tǒng)是由 PLC 與用戶輸入、輸出設(shè)備連接而成的。這些設(shè)備屬于一般的電器元件，其選擇的方法在其他有關(guān)書籍中已有介紹。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(shù)經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)起著重要的作用。3. 分配 I/O 點(diǎn)，繪制 I/O 連接圖。包括設(shè)計梯形圖、語句表(即程序清單)或控制系統(tǒng)流程圖。控制系統(tǒng)的設(shè)計必須經(jīng)過反復(fù)調(diào)試、修改，直到滿足要求為止。包括說明書