基于PLC的商标打印控制系统设计
基于PLC的商标打印控制系统设计[20200211152944]
摘要
传统的电阻丝的商标打印过程要先测量电阻丝的各项参数，然后在进行打印，这样的打印系统使得打印的效率非常低。现代PLC通信能力的提高及人机界面技术的发展，使得用PLC组成各种控制系统也变得非常便捷。本次设计从利用PLC与外围数据采集设备建立通信入手，将测量过程与打印过程相结合，实现了电阻丝的商标打印过程的自动化。
本次课题设计完成了商标打印控制系统的硬件及软件的设计和调试。硬件方面主要是数据采集设备与PLC的通信、PLC与组态王的通信，完成了系统电气原理图的设计、硬件的安装与调试。软件方面的主要是数据采集设备采集到的数据的一个处理过程、组态王读取处理好的数据并设计打印界面。经过一系列的运行测试，成功的实现了测量与打印过程的系统化，满足了课题设计的要求，很大程度上的提高了打印的效率。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:数据采集设备PLC组态王通信
目 录
1绪论 1
1.1课题研究背景及意义 1
1.2课题研究现状 2
1.3本文的主要内容和工作安排 2
2总体设计方案 4
2.1课题设计要求 4
2.2课题总体方案设计 4
2.3系统硬件选型 4
3商标打印控制系统硬件设计 6
3.1电阻测量模块设计 6
3.1.1 TH2810D通信硬件电路 7
3.1.2 TH2810D通信参数 7
3.1.3 TH2810D通信要求 8
3.2称重模块设计 9
3.2.1 TR700通信参数 9
3.2.2 TR700通讯协议 9
3.3 PLC通讯及控制设计 11
3.3.1 台达ES2系列PLC通讯方式 12
3.3.2 台达ES2系列PLC串行通讯要求 13
3.3.3 台达ES2系列PLC控制过程 13
3.4硬件系统电气原理图 14
4商标打印控制系统软件设计 16
4.1 软件流程图 16
4.2 I/O口分配 17
4.3电阻值的程序处理 18
4.3.1 COM3口通信参数设置 18
4.3.2 电阻值的读取 19
4.3.3 电阻值的处理 21
4.4 称重数据程序处理 24
4.4.1 COM2口通信参数设置 25
4.4.2 重量值读取和处理 25
4.5 组态王人机界面的设计 26
4.5.1 组态王和下位机的通讯原理 26
4.5.2 组态王与PLC通讯设置 27
4.5.3 画面组态 28
4.5.4 数据库访问 30
5系统运行调试 33
6总结与展望 34
参考文献 35
附录1 36
致谢 46
1绪论
1.1课题研究背景及意义
近年来，随着现代PLC的迅速发展，各方面的功能都越来越丰富、数据运算能力更加完善、通信能力更加强大、人机界面发展迅速，用PLC组建的工业控制系统也越来越广泛，正是由于PLC的这些优点，使得其渗透到了各种工业控制、数字控制领域。基于这一现状，本次课题选择了基于PLC的商标打印控制系统设计这一课题，利用PLC与数据采集设备建立通信，并对测量数据进行读取、处理及传送以实现商标打印过程的自动控制。
随着社会电气化进程的加快，电阻丝这一材料的需求也越来越广泛，可以说要用电的地方就会用到电阻丝，各类电阻丝的生产厂家在对电阻丝进行包装时要将电阻丝的重量和电阻值这两个参数在商标上打印出来以便人们参考选用。考虑到传统的商标打印控制系统在针对电阻丝的重量和阻值这两个参数进行打印时其作用过于单一，只能连续的批量的打印同一规格的电阻丝这两项参数的数值，一旦电阻丝的重量和电阻值有所变化，则必须中断打印过程，需要重新测量这两个参数个数值后才能继续进行打印。给实际的商标打印过程造成了很大的不便，大大降低了打印的效率。在当今的工业生产现场，这种打印形式已经不能满足使用者的和生产力发展的要求，所以说实现商标打印的自动控制是生产力发展的一个必然趋势。
针对这一问题，此次的商标打印控制系统的的设计将PLC与称重模块、电阻测量模块建立通信，并由PLC对这两个模块采集到的信息进行处理，由组态王与PLC进行通讯读取处理好的数据，并由PC机控制商标打印机进行正确打印。这样的设计实现了商标打印机与称重模块和测量模块的连接，可以在进行测量的同时进行打印过程，可以说实现了商标打印的自动化。这样商标打印系统对任何规格的电阻丝都可以连续且正确打印出其重量和电阻值的功能，解决了因为电阻丝的规格不同，而必须暂停打印过程无法连续打印的问题，使得打印过程可以高效持续的进行，在生产水平日益提高的今天，实现商标打印自动化也是一个必然的趋势，因为这不仅解决了打印过程遇到的的实际问题，而且有效的提高了工业生产的效率,可以创造更多的经济效益。
1.2课题研究现状
传统的打印控制系统大多都只承担着接受计算机输入的命令然后进行机械的打印任务，很少能够做到打印与测量过程相结合，这也算是打印控制系统中的一些不足之处。目前的一种基于嵌入式linux的打印控制系统，并给出了一套整体的软、硬件设计方案，这一方案应用先进的ARM嵌入式技术，设计了格式转换程序、GhostScript程序、打印驱动程序，利用这些设计使原本必须由计算机驱动的打印机，完全脱离了计算机的束缚，构成了一套完整独立的打印系统，完成了预览、编辑、控制、打印的任务。其中的打印驱动程序是应用软件与打印机之间交流的桥梁，也相当于实现的商标打印过程的另外一种自动化的形式。其中的驱动程序的设计是一个很好的参考，在打印界面设计时就要做好各个模块与打印机的通信与控制。这也是完成商标打印自动化过程中需要进一步进行研究的地方。
因为这是针对电阻丝这一特定产品的阻值和重量这两个数据进行打印的商标打印控制系统的设计，所以目前在这方面的研究还不是很全面，也不够成熟。但是相信随着生产技术的提高，生产力发展的要求，测量过程与打印过程的结合实现商标打印过程的系统化和自动化将是一个必然的趋势，在这方面的研究也将日趋成熟。
1.3本文的主要内容和工作安排
基于PLC的商标打印控制系统设计主要是先考虑到实际的生产需求和经济投入选择经济适用的外围数据采集模块，即电阻丝的称重模块和测量电阻模块，然后利用PLC与这两个模块建立通信，并由PLC读取这两个模块采集的信息，PLC对测量信息进行一系列的处理后送给PC端，在PC端由组态王软件设计出商标打印界面，最后由PC机控制打印机实现商标的正确打印。本文内容如下：
1介绍了课题的研究背景和意义、本文主要工作及内容安排。
2 对商标打印控制系统进行了概述，包括设计要求、总体设计方案及硬件选型。
3 介绍了商标打印控制系统硬件设计思路，各个硬件部分的应用描述，以及商标打印控制系统的电气原理图。
4 介绍了商标打印控制系统的软件设计，包括软件工作流程图，以及通讯设置和软件各个工作流程的梯形图程序介绍。
5 总结与展望，总结分析了该控制系统的设计内容，并指出了一些不足之处，展望了该系统以后的前景。
6 系统运行调试，介绍了对系统的调试过程和其中可能出现的问题及解决办法。
2总体设计方案
2.1课题设计要求
本次的课题设计要求是针对特定产品进行商标打印，并能够做到数据快速、准确的测量。首先要根据要求选择数据采集设备，即称重模块和电阻测量模块。然后要利用PLC实现对称重模块及电阻测量模块的数据采集，要求PLC能正确读取数据采集设备采集到的测量信息。然后利用PLC对输入的信息进行一定处理后，将处理后的结果输送给PC机，通过PC机实现控制商标打印机的正确打印。
2.2课题总体方案设计
基于课题的相关要求，通过查阅参考各类文献资料，本课题的总体设计方案如图2-1所示：
图2-1商标打印控制系统总体设计方案
2.3系统硬件选型
摘要
传统的电阻丝的商标打印过程要先测量电阻丝的各项参数，然后在进行打印，这样的打印系统使得打印的效率非常低。现代PLC通信能力的提高及人机界面技术的发展，使得用PLC组成各种控制系统也变得非常便捷。本次设计从利用PLC与外围数据采集设备建立通信入手，将测量过程与打印过程相结合，实现了电阻丝的商标打印过程的自动化。
本次课题设计完成了商标打印控制系统的硬件及软件的设计和调试。硬件方面主要是数据采集设备与PLC的通信、PLC与组态王的通信，完成了系统电气原理图的设计、硬件的安装与调试。软件方面的主要是数据采集设备采集到的数据的一个处理过程、组态王读取处理好的数据并设计打印界面。经过一系列的运行测试，成功的实现了测量与打印过程的系统化，满足了课题设计的要求，很大程度上的提高了打印的效率。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:数据采集设备PLC组态王通信
目 录
1绪论 1
1.1课题研究背景及意义 1
1.2课题研究现状 2
1.3本文的主要内容和工作安排 2
2总体设计方案 4
2.1课题设计要求 4
2.2课题总体方案设计 4
2.3系统硬件选型 4
3商标打印控制系统硬件设计 6
3.1电阻测量模块设计 6
3.1.1 TH2810D通信硬件电路 7
3.1.2 TH2810D通信参数 7
3.1.3 TH2810D通信要求 8
3.2称重模块设计 9
3.2.1 TR700通信参数 9
3.2.2 TR700通讯协议 9
3.3 PLC通讯及控制设计 11
3.3.1 台达ES2系列PLC通讯方式 12
3.3.2 台达ES2系列PLC串行通讯要求 13
3.3.3 台达ES2系列PLC控制过程 13
3.4硬件系统电气原理图 14
4商标打印控制系统软件设计 16
4.1 软件流程图 16
4.2 I/O口分配 17
4.3电阻值的程序处理 18
4.3.1 COM3口通信参数设置 18
4.3.2 电阻值的读取 19
4.3.3 电阻值的处理 21
4.4 称重数据程序处理 24
4.4.1 COM2口通信参数设置 25
4.4.2 重量值读取和处理 25
4.5 组态王人机界面的设计 26
4.5.1 组态王和下位机的通讯原理 26
4.5.2 组态王与PLC通讯设置 27
4.5.3 画面组态 28
4.5.4 数据库访问 30
5系统运行调试 33
6总结与展望 34
参考文献 35
附录1 36
致谢 46
1绪论
1.1课题研究背景及意义
近年来，随着现代PLC的迅速发展，各方面的功能都越来越丰富、数据运算能力更加完善、通信能力更加强大、人机界面发展迅速，用PLC组建的工业控制系统也越来越广泛，正是由于PLC的这些优点，使得其渗透到了各种工业控制、数字控制领域。基于这一现状，本次课题选择了基于PLC的商标打印控制系统设计这一课题，利用PLC与数据采集设备建立通信，并对测量数据进行读取、处理及传送以实现商标打印过程的自动控制。
随着社会电气化进程的加快，电阻丝这一材料的需求也越来越广泛，可以说要用电的地方就会用到电阻丝，各类电阻丝的生产厂家在对电阻丝进行包装时要将电阻丝的重量和电阻值这两个参数在商标上打印出来以便人们参考选用。考虑到传统的商标打印控制系统在针对电阻丝的重量和阻值这两个参数进行打印时其作用过于单一，只能连续的批量的打印同一规格的电阻丝这两项参数的数值，一旦电阻丝的重量和电阻值有所变化，则必须中断打印过程，需要重新测量这两个参数个数值后才能继续进行打印。给实际的商标打印过程造成了很大的不便，大大降低了打印的效率。在当今的工业生产现场，这种打印形式已经不能满足使用者的和生产力发展的要求，所以说实现商标打印的自动控制是生产力发展的一个必然趋势。
针对这一问题，此次的商标打印控制系统的的设计将PLC与称重模块、电阻测量模块建立通信，并由PLC对这两个模块采集到的信息进行处理，由组态王与PLC进行通讯读取处理好的数据，并由PC机控制商标打印机进行正确打印。这样的设计实现了商标打印机与称重模块和测量模块的连接，可以在进行测量的同时进行打印过程，可以说实现了商标打印的自动化。这样商标打印系统对任何规格的电阻丝都可以连续且正确打印出其重量和电阻值的功能，解决了因为电阻丝的规格不同，而必须暂停打印过程无法连续打印的问题，使得打印过程可以高效持续的进行，在生产水平日益提高的今天，实现商标打印自动化也是一个必然的趋势，因为这不仅解决了打印过程遇到的的实际问题，而且有效的提高了工业生产的效率,可以创造更多的经济效益。
1.2课题研究现状
传统的打印控制系统大多都只承担着接受计算机输入的命令然后进行机械的打印任务，很少能够做到打印与测量过程相结合，这也算是打印控制系统中的一些不足之处。目前的一种基于嵌入式linux的打印控制系统，并给出了一套整体的软、硬件设计方案，这一方案应用先进的ARM嵌入式技术，设计了格式转换程序、GhostScript程序、打印驱动程序，利用这些设计使原本必须由计算机驱动的打印机，完全脱离了计算机的束缚，构成了一套完整独立的打印系统，完成了预览、编辑、控制、打印的任务。其中的打印驱动程序是应用软件与打印机之间交流的桥梁，也相当于实现的商标打印过程的另外一种自动化的形式。其中的驱动程序的设计是一个很好的参考，在打印界面设计时就要做好各个模块与打印机的通信与控制。这也是完成商标打印自动化过程中需要进一步进行研究的地方。
因为这是针对电阻丝这一特定产品的阻值和重量这两个数据进行打印的商标打印控制系统的设计，所以目前在这方面的研究还不是很全面，也不够成熟。但是相信随着生产技术的提高，生产力发展的要求，测量过程与打印过程的结合实现商标打印过程的系统化和自动化将是一个必然的趋势，在这方面的研究也将日趋成熟。
1.3本文的主要内容和工作安排
基于PLC的商标打印控制系统设计主要是先考虑到实际的生产需求和经济投入选择经济适用的外围数据采集模块，即电阻丝的称重模块和测量电阻模块，然后利用PLC与这两个模块建立通信，并由PLC读取这两个模块采集的信息，PLC对测量信息进行一系列的处理后送给PC端，在PC端由组态王软件设计出商标打印界面，最后由PC机控制打印机实现商标的正确打印。本文内容如下：
1介绍了课题的研究背景和意义、本文主要工作及内容安排。
2 对商标打印控制系统进行了概述，包括设计要求、总体设计方案及硬件选型。
3 介绍了商标打印控制系统硬件设计思路，各个硬件部分的应用描述，以及商标打印控制系统的电气原理图。
4 介绍了商标打印控制系统的软件设计，包括软件工作流程图，以及通讯设置和软件各个工作流程的梯形图程序介绍。
5 总结与展望，总结分析了该控制系统的设计内容，并指出了一些不足之处，展望了该系统以后的前景。
6 系统运行调试，介绍了对系统的调试过程和其中可能出现的问题及解决办法。
2总体设计方案
2.1课题设计要求
本次的课题设计要求是针对特定产品进行商标打印，并能够做到数据快速、准确的测量。首先要根据要求选择数据采集设备，即称重模块和电阻测量模块。然后要利用PLC实现对称重模块及电阻测量模块的数据采集，要求PLC能正确读取数据采集设备采集到的测量信息。然后利用PLC对输入的信息进行一定处理后，将处理后的结果输送给PC机，通过PC机实现控制商标打印机的正确打印。
2.2课题总体方案设计
基于课题的相关要求，通过查阅参考各类文献资料，本课题的总体设计方案如图2-1所示：
图2-1商标打印控制系统总体设计方案
2.3系统硬件选型
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