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1、精选资料基于PLC和触摸屏的EMID标签卷盘机电气控制系统设计摘 要EMID标签是RFID标签和非晶磁条标签混合而成的标签，如今RFID越来越普及，在图书馆界RFID替代传统开放式图书馆管理模式已经成为发展趋势。本文应用RFID、欧姆龙PLC、工业触摸屏和步进电机等技术设计实现一台“EMID标签卷盘机电气控制系统”，实现自动生产EMID标签。首先简介EMID标签卷盘机设计的工作原理、研究目的，意义和主要内容，接下来介绍此系统的硬件电路设计，简介PLC控制电路设计，这其中包括电源接线图，步进电机和裁切电机接线图，PLC接线图，然后介绍此电气控制系统的PLC软件设计，简介实现系统各功能的PLC梯形
2、图程序，这其中包括开机设置、动作段、参数设置、错误段等模块。其次介绍触摸屏的接线图、触摸屏软件结构图。最后介绍此系统的调试工作环境要求。关键词：RFID；欧姆龙PLC；触摸屏；步进电机可修改编辑DESIGN OF EMID LABEL REEL ELECTRICAL CONTROL SYSTEM BASED ON PLC AND TOUCH SCREEN AbstractEMID labels are a mixture of RFID tags and amorphous magnetic stripe label, RFID is now becoming increasingly pop
3、ular alternative to traditional open library management mode RFID in the library community has become a trend.In this paper, RFID, Omron PLC, industrial touch screen and stepper motor technology designed to achieve a EMID label reel electrical control system to achieve automatic production EMID labe
4、l. First Introduction EMID label reel machine design works, purpose, meaning and the main content, then describes the hardware circuit design of this system, Introduction PLC control circuit design, which includes the power supply wiring diagram, stepper motors and cutting motor wiring Figure, PLC w
5、iring diagram, and then introduces the PLC electrical control system software design, Introduction to realize various functions of the system PLC ladder program, including the power to set the action section, parameter setting, error segment modules. Secondly, it introduces touch-screen wiring diagr
6、ams, touch screen software structure diagram. Finally, this system debugging environment requirements.Key words: RFID; OMRON PLC; touch screen; stepper motor目录第1章 绪论11.1 研究背景11.2 研究目的及意义31.3 研究主要内容3第2章 系统硬件电路设计72.1 系统总体结构72.2 PLC 控制电路设计72.3 EMID电器原理图介绍7第3章 PLC软件设计163.1 开机检测163.2 开机设置初值173.3 手动保持，手动送
7、料和手动切断183.4 急停按钮设置193.5 送料电机1设置初值203.5.1 周期时长控制213.5.2 脉冲输出（PLUS）指令213.5.3 速度输出（SPED）指令233.6 光标延时263.7 产量计数263.8 裁切273.9 ERROR段梯形图设计283.10 参数设置段梯形图设计29第4章 触摸屏软件设计324.1 触摸屏画面设计32第5章 调试365.1 系统工作环境要求365.2 控制系统中干扰及其来源36结论39致谢40参考文献41前言随着人们的生活水平不断提高，消费者对各种服务的要求也越发变高。目前,超市、图书馆、展览馆等场所绝大多数都采用开架服务方式,在为消费者提供
8、便利服务的同时,也为行窃者提供了机会,因此这些场所大都引入各种防盗系统加以防范。目前RFID标签和非晶体磁条标签是最好的选择之一，不仅能起到防盗的作用，而且此组合的隐蔽性是世界上最好的标签之一，所以在提高管理效率的同时也避免了消费者的抵制情绪。EMID标签还是目前世界上价格最低廉的标签之一，这也符合了用户的“最低成本原则”，可谓是一举多得。本文共分五章：第一章 绪论，简介有关课题的一些背景知识和课题内容，介绍有关PLC技术、工业触摸屏技术、RFID技术的知识，了解PLC、RFID的发展，以及工作原理。第二章 系统硬件电路设计，简介此电气系统的工作原理和硬件的设计方案（系统总体框图和功能流程图）
9、。第三章 PLC程序设计，详细讲解各模块的程序设计。第四章 触摸屏设计，详细讲解触摸屏的界面设计。第五章 调试，主要介绍该系统的工作环境要求。 由于本人的时间和能力有限，将此课题的有关知识做到完完全全的理解和应用不可能在短短几个月内完成。所以很多地方还有待完善，而本文中的不足，疏漏和错误也不可能完全避免，殷切希望各位老师和专家批评指正。第1章 绪论1.1 研究背景在我国，第一代EAS（商品电子防盗系统英文简称）系统在上海交通大学消磁实验室于1980年研制成功。上海交通大学图书馆也由此成为我国第一家依靠EAS系统实行开架管理的图书馆。后来各高等院校各自的EAS科研成果也不断地向企业转化，为我国图
10、书馆实现开架式管理的普及奠定了基础。现如今RFID越发的普及，在图书馆界RFID取代传统开放式图书管理模式已经成为发展趋势。条形码的局限提到标签，人们自然会联想起条形码，条形码在相当长的一段时间内都担任着重要的角色。但是RFID技术的普及将大幅度提高条形码原来的作用。而RFID的应用就会用到EMID标签。本系统中提到的EMID磁条是非晶态的，使用非晶态合金的好处是制成的磁场传感器仅需非常简单的电子电路，就可得灵敏度很高的磁条，并且其抗干扰性和热稳定性也明显优于同类的半导体传感器。这样所制作出的传感器不止有着简单的结构、低廉的成本，而且可靠性高。金属防盗标签使用的传感材料是铁基非晶合金，因为其具
11、有价格低廉、易于隐藏和配套检测设备简单等优点。非晶态合金磁性标签的特性：1） 磁导率高和饱和磁感应强度低的特点决定了它可以降低励磁功率；2） 磁致伸缩系数小，减少机械应力对磁性标签性能的影响；3） 机械尺寸小，这样可以增加标签的隐藏性；4） 标签材料的特殊性决定其难于被仿制。从上面这些特点来看，像这样的非晶态合金材料的磁性标签非常适合于这种用途。很容易就能粘贴在书脊里头或藏在被监测物品的隐藏处。一般情况下发射线圈产生的交变激励磁场和包括地磁场在内的恒定杂散磁场两部分构成了磁场，如果监测通道中有磁性标签的话，等于说检测系统磁场的范围内有另一种磁场进入，从而干扰了检测系统磁场的稳定性，那么检测机构
12、的接收线圈感应电压就会产生变化，即可判断磁性标签在监测通道中出现了。这种用于图书防盗的金属防盗标签由若干段间隔的高碳钢条、非晶合金磁条通过两层双面胶带叠合粘贴而成。目前，图书或商品有大有小，内夹缝粘贴的标签都是由人工手动切割生产的，这就出现了个问题：很多没有按照参数生产的标签成为废品，使得磁条良品率很低，成本很高，标签质量不稳定，达不到要求。对于这种情况，本文讨论研制一种自动按照所设定参数进行切割生产标签的标签卷盘机。这使得在后面的工厂生产标签时，自动切割生产标签变得可能。最终所切割生产出的标签样品如下图1-1所示：这是我们自己设置的钢带长、段数以及段长等参数，当然生产出的标签参数是可以修改的
13、，当设置参数完后就可以进行自动生产了。图11 复合磁条示意图整套设备主要是由机架、料盘及料盘架、钢铁进给、刚逞剪刀、产品分切、检测装置及控制系统等几个部分构成。主要的工序流程分别是由2台步进电机驱进行送料，有一套计算机控制机构进行协调动作钢刀进行切割，并最后进行标签的贴合与卷盘。在开机运行前，首先在对应的料架上安装绕有原料的料盘。胶带料架上配有胶带放带装置，胶带放带装置位于垂直平台上。在开机运行后，计算机会先对各个装置进行复位，然后检查各个供料口的供料情况。如果一切正常，系统会进行自动式循环的工作根据用户所设定的产品参数，产品的参数包括产品长度，钢带段数等。当然这些参数用户是可根据实际情况任意
14、设定的。在每个自动循环工作中都要采用非接触检测技术检测，用于检测供料情况及机器状态。如果某一个料盘供料异常，例如没有料或断了料，主机就会自动停止运转。机器里有一个切割装置：用于切割最后导出的成品，切割装置在运行时都是由步进电机驱动生产制造业中常用的偏心轮及连杆机构，当偏心轮转一圈时，切刀完成了上，下的运动，从而完成一次切割。只要调整刀座侧面的螺丝，即可调节动刀和定刀之间的压力和间隙，而且经过调整固定后，再更换切刀时，就不需要再进行大幅度的调整。更换裁切刀时，只需把相应固定螺丝拧松即可。若刀片损坏或者不再锋利需要更换时，只需将刀片座取下，将新刀片后重新装入即可。1.2 研究目的及意义随着社会的发
15、展，自动化技术日新月异，绝大部分的工业机器由手工控制逐渐转变为全自动控制。EMID标签自动卷盘机控制系统的引入，在很大程度上使得使用此标签的公司的人力资源开支的减少（工人的人数，管理人员的人数），也使管理方面的漏洞大大的得到了弥补，从而提高了厂商的效率、效益以及信誉度，同时EMID标签目前在世界上的最优隐蔽性也降低了消费者的抵制心理。EMID标签可切割成各种尺寸用于不同的货物，图书上从而达到防盗效果。目前此种标签还是世界上价格较为低廉的标签的其中之一，所有的这些EMID的优点都说明本系统设计具有很多优点：强大的功能、良好的通用性、高度的可靠性、简单的接线、较强的抗干扰能力、参数修改方便、重量轻
16、、体积小、低功率消耗等。因此，我觉得“EMID标签自动卷盘机”电气控制系统的设计是多么的刻不容缓。1.3 研究主要内容EMID标签卷盘机控制系统主要是以PLC技术为核心，PLC控制系统是机电一体化系统。 CPM2A PLC控制1个异步交流电机启停控制，驱动2个步进直流电机，有启动、停止、复位按钮。为了使系统变得更加人性化和功能完善化，本系统新加入了触摸屏技术，人机界面的设计不仅为用户提供方便，同时也使得硬件之间的连线得到了简化，如果硬件按钮发生故障，屏幕可以继续操作系统，同样，屏幕如果失灵，硬件按钮也可继续操作。从而降低了生产故障的发生率，提高了生产的工作效率。由触摸屏控制器和显示屏幕两部分组成触摸屏。由触
