基于PLC与组态王货物自动识别控制系统设计
作者：宋文静，指导教师：李天华 （山东农业大学机电学院 讲师）
【摘要】货物识别技术经过多年的发展已经日趋成熟，现已渗透到了商业、仓储、邮电通信、交通运输、工业生产过程控制以及军事装备、工程项目等国民经济各行各业和人民日常生活之中。目前，条码技术是最成熟、应用领域最广泛的一种自动识别技术。组态软件是伴随着计算机技术的突飞猛进发展起来的。组态软件在自动化系统的“水平”和“垂直”集成中起着桥梁和纽带的作用，已成为自动化系统中的重要组成部分。
本系统采用了基于组态王软件与PLC结合一般条码阅读器的货物自动识别系统，给出了系统的结构、软件设计和组态过程。采用PLC作为下位机提高了采集信号及控制信号的精度，并且可以现场修改程序，维修方便。使用组态软件，用户可以方便的构造适应自己需要的“数据采集系统”，实现实时数据监控管理，保证信息在全范围内的畅通，以适应现代化生产的需要。
关键词：可编程控制器， 条形码阅读器 ，组态软件
I
Based On PLC Control System Designing Automatic
Identification Of Goods
Author：Song Wenjing，Supervisor: Li Tianhua
(Shandong Agricultural University Mechanical institute lecturer)
Abstract Goods identification technology after years of development have become more mature, has been infiltrated into the commercial, storage, post and telecommunications, transportation, industrial production process control and military equipment, the project, such as the national economy and people of all walks of life day-to-day life. At present, the bar-code technology is the most mature, most applications of a wide range of automatic identification technology.Configuration software is accompanied by the rapid advances in computer technology developed. Configuration software in the automation system of \automation system components.
The system-based software and PLC Kingview general combination 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 next-bit 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 \Acquisition System\to achieve real-time 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, Bar-Code Reader, Configuration Software
II
引言
随着计算机、信息及通信技术的发展，信息的处理能力、储存能力、传输通信能力日益强大。全面、有效的信息采集和输入几乎成为所有信息系统的关键。条码自动识别技术就是在这样的环境下应运而生。它是在计算机、光电技术和通信技术的基础上发展起来的一门综合性科学技术，是信息采集、输入的重要方法和手段。自动识别技术是20世纪70年代发展起来的集光、机、电、计算机等技术为一体的高新技术，是数据自动采集、自动输入的基础，是计算机“实时”处理的重要技术保障。
条码是由一组按特定规则排列的条、空及对应字符组成的表示一定信息的符号。不同的码制，条码符号的组成规则不同。条码技术是集编码、符号表示、印刷、识别、数据采集和处理于一身的新兴技术。其核心内容是利用光电扫描设备识读条码符号，从而实现机器的自动识别，并快速准确地将信息录入到计算机进行数据处理，以达到自动化管理的目的。目前，较常使用的码制有：EAN/UPC条码、EAN/UCC系统128条码、ITF-14条码、交叉二五条码、三九条码、库德巴条码等。
硬件选型：PLC硬件的选型，各控制模块的选择，条形码阅读器的选择。本系统采用PLC为中心控制器，通过扩展的数据采集模块采集现场条形码数据信息，并通过PLC对信息的处理控制系统的其他操作，完成系统功能的整体实现。系统的操作控制、数据采集和动作过程监视、各种参数的显示设定，由挂接在PLC的上位组态软件来实现。程序设计主要分两部分：PLC程序的设计以及上位机监控程序的设计。其中核心是PLC程序设计。PLC程序设计部分主要包括实现对条形码数据的阅读、识别、解释及处理等任务。货物识别流程进程的实时监测、数据处理通过可编程控制器软件和组态软件来实现。
1
1系统设计
1.1 货物识别系统简介
1.1.1 系统简介
建立一个可靠的货物识别系统，首先要对货物管理改进的重要性充分理解,即手段的改进会在提高效率的同时给企业的经济发展带来很好的辅助作用。此外，作为对货物的管理，系统必须能够稳定可靠地运行。为了应用上的方便,必须使系统能够实用、便捷，能够适用于高速度的信息流通网络。
近几年条形码技术在生活中的普遍应用给了我们很好的提示，条形码在商品消费、图书管理方面的应用等已经走入我们的生活，种种应用的成功给我们带来了鼓舞，当然我们也可以以条形码为媒介来对仓储货物管理进行一次转变，取代传统的现场手工登记，将其转入后台进行处理，这样就大大节省了货物出库入库时间，对货物的流通速度的加快起到很好的促进作用。 1.1.2 系统技术要求
本系统设计的关键在于读取货物条形码这个步骤。本设计选用了当前比较流行的一维码来实现对信息的存储，因此给货物读取标签就转化成如何对一维码进行读取的问题，故系统设计主要解决的问题是如何用特定的机具对一维条形码进行读取。
由于PLC的功能强大、容易使用、高可靠性，常常被用来作为现场数据的采集和设备的控制。组态软件作为用户可订制功能的软件平台工具，在PC机上可开发出友好的人机界面，通过PLC对自动化设备进行“智能”控制。所以拟采用PLC技术，组态软件技术，条形码识别技术来实现本设计。
1.2 系统的组成与要求
该系统的设计主要包含两大部分：硬件部分选型，软件部分设计。其中软件部分包括PLC软件部分设计，组态软件设计两部分。而PLC部分的设计是核心内容。
一般来说，PLC控制系统有以下三种类型： 1.PLC构成的单机系统
这种系统的被控对象是单一的机器生产或生产流水线，其控制器是由单台PLC构成，一般不需要与其他PLC或计算机进行通信。但是，设计者还要
2
考虑将来是否有联网的需要，如果有的话，应当选用具有通信功能的PLC。
2.PLC构成的集中控制系统
这种系统的被控对象通常是由数台机器或数台流水线构成，该系统的控制单元由单台PLC构成，每个被控对象与PLC指定的I/O相连。由于采用一台PLC控制，因此，各被控对象之间的数据、状态不需要另外的通信线路。
3.PLC构成的分布式控制系统
这类系统的被控对象通常比较多，分布在一个较大的区域内，相互之间比较远，而且，被控对象之间经常的交换数据和信息。这种系统的控制器采用若干个相互之间具有通信能力的PLC构成。
监控室 上位机 组态王软件 条形码阅读器 控制现场 PLC 传感器 交流电机
图1-1 系统控制结构图
由于本系统现场有1台被控条形码阅读器以及数量不是很多的其他被控对象，可以使用单台PLC进行多个对象的控制，只要选用高性能的PLC，完全能够胜任，另外，为了用户直观方便的使用，需要给予人机界面，采用如图1-1所示的控制结构。在整个控制系统中，总共有四大部分组成，分别是：PLC控制器、上位机、条形码阅读器、电机控制模块。下面分别介绍各个组件的功能。
1.PLC控制器：系统的控制核心。采集电机、条形码阅读器、货物位置等有关的各类对象信息。PLC经过对输入信号的处理，综合所获得的信息，反馈控制监控对象，将信息送入上一级监控器。同时接受上位机的控制指令，输出控制信号，完成对监控对象的实际控制。
2.上位机：在整个系统中，监控主要完成三个作用，一是通过串口下载参数进PLC，这些参数作为PLC控制的依据，二是从串口读出PLC中相应的参数，并在显示器上显示，三是将PLC传上来的参数作一定的处理，并将最
3