重庆烟厂条形码阅读系统新方案

重庆烟厂条形码阅读系统技术说明书（VER 1.1）重庆骏凯科技有限公司2008年叁月一、 系统需求根据现有资料，重庆烟厂的技术要求如下：1. 分时间段记烟包总数。2. 分时间段采集入库烟包条码信息并分品牌记录（对未识别条码的烟包实时报警）。3. 在成品库和车间分别配制显示器，实时显示数据。4. 每班的现场工作人员应有自己的用户名和密码，根据用户名和密码登陆后方能操作，并加入分级操作权限，区别系统管理员和值班人员权限（管理员能在数据异常时，进行数据补录和情况的说明）。5. 系统应能查询某一时间段的历史数据（包括数据异常时的情况处理说明），并能显示和打印；6. 系统接入内网，并建立WEB站点发布数据，方便各级领导实时查询；7. 在输送线上加入2组积放位控制装置，杜绝连箱；8. 条码采集工控机上配置UPS电源应急；9. 采用SQL SERVER 2005数据库，保障数据安全性、稳定性、保障系统的可扩展性；10. 记数传感器外部应安装护罩，杜绝异常干扰；11. 加装摄像头实时监控条码阅读系统，以备查验。二、 工艺流程1. 每班接班时，直接输入用户名和密码，显示系统显示当前班的名称，并指示plc对当前班进行计数。2. 当烟箱到达传感器位置时，传感器接收到位置传感信号，将此高电平信号传送给plc,plc在发送电平信号给条码阅读器，条码阅读器有待机状态转为工作状态，准备读取条码。3. 当条码阅读器读出条码后，将条码内容传送给触摸屏，触摸屏再将条码下载到plc的寄存器，总数寄存器加1。4. 上位机（工控机或者pc机）读取plc寄存器的条码数据，根据时间先后存放于数据库，并与之前的条码进行比较，若条码为某品牌的正确条码，则通知plc的某品牌计数器加1，若条码为重码，则通知plc的重码寄存器加1，报警器报警；若条码为错码，则无效码寄存器加1，报警器报警。5. 同时，plc发送低电平给条码阅读器，条码阅读器从工作状态转为待机状态，等待传感器的电平信号，准备下一工作流程。6防连箱的条码采集另有附件说明。三、 系统结构示意图四、 主要设备参数详细：A. PLC可编程控制器-CPU 224XP24V DC电源 24V DC输入 24V DC输出 6ES7 214-2AD23-0XB0 100230V AC电源 24V DC输入 继电器输出 6ES7 214-2BD23-0XB0 CPU 224 XP 技术规范描述CPU 224XP DC/DC/DC CPU 224XP AC/DC/继电器物理特性尺寸(W X H X D)重量功耗140x80 x62mm390g8W140x80 x62mm440g11W存储器特性程序存储器 在线程序编辑时非在线程序编辑时数据存储器装备(超级电容)(可选电池)12288 bytes16384 bytes10240 bytes100小时/典型值(40C时最少70小时)200天/典型值12288 bytes16384 bytes10240 bytes100小时/典型值(40C时最少70小时)200天/典型值I/O特性本机数字量输入本机数字量输出本机模拟量输入本机模拟量输出数字I/O映象区模拟I/O映象区允许最大的扩展I/O模块允许最大的智能模块脉冲捕捉输入高速计数器总数单相计数器两相计数器脉冲输出14输入10输出2输入1输出256(128输入/128输出)64(32输入/32输出)7个模块7个模块146个4，每个30KHz2，每个200KHz3，每个20KHz1，每个100KHz2个100KHz(仅限于DC输出)14输入10输出2输入1输出256(128输入/128输出)64(32输入/32输出)7个模块7个模块146个4，每个30KHz2，每个200KHz3，每个20KHz1，每个100KHz2个100KHz(仅限于DC输出)常规特性定时器总数1ms10ms100ms计数器总数内部存储器位掉电保持时间中断边沿中断模拟电位器布尔量运算执行时间时钟卡件选项256个4个16个236个256(由超级电容或电池备份)256(由超级电容或电池备份)112(存储在EEPROM)2个1ms分辨率4个上升沿和/或4个下降沿2个8位分辨率0.22s内置存储卡和电池卡256个4个16个236个256(由超级电容或电池备份)256(由超级电容或电池备份)112(存储在EEPROM)2个1ms分辨率4个上升沿和/或4个下降沿2个8位分辨率0.22s内置存储卡和电池卡集成的通信功能接口PPI, DP/T波特率自由口波特率每段最大电缆长度最大站点数最大主站数点到点(PPI主站模式)MPI连接2个RS-485接口9.6,19.2和187.5kbaud1.2kbaud至115.2kbaud使用隔离的中继器：187.5kbaud可达1000米，38.4kbaud可达1200米未使用隔离中继器：50米每段32个站，每个网络126个站32是(NETR/NETW)共4个，2个保留(1个给PG，1个给OP)2个RS-485接口9.6, 19.2和187.5kbaud1.2kbaud至115.2kbaud使用隔离的中继器：187.5kbaud可达1000米，38.4kbaud可达1200米未使用隔离中继器：50米每段32个站，每个网络126个站32是(NETR /NETW)共4个，2个保留(1个给PG，1个给OP)电源特性输入电源输入电压输入电流冲击电流隔离(现场与逻辑)保持时间(掉电)保险(不可替换)20.4 至 28.8VDC120mA(仅CPU，24VDC)900mA(最大负载，24VDC)12A，28.8 VDC时不隔离10ms ，24 VDC时3A，250 V时慢速熔断85 至 264VAC(47至 63Hz)70/35mA (仅CPU，120/240VAC)220/100mA (最大负载，120/240 VAC)20A ，264 VAC时 1500 VAC20/80ms，120/240 VAC时2A，250 V时慢速熔断24 VDC传感器电源传感器电压电流限定纹波噪声隔离(传感器与逻辑)L+ 减5V1.5A峰值，终端限定非破坏性来自输入电源非隔离20.4 至28.8 VDC1.5A峰值，终端限定非破坏性小于1V峰分值非隔离数字量输入特性本机集成数字量输入点数输入类型额定电压最大持续允许电压浪涌电压逻辑1信号(最小)逻辑0信号(最大)输入延迟连接2线接近开关传感器(Bero)允许漏电流最大隔离(现场与逻辑)光电隔离隔离组高速输入速率高速计数器逻辑1=1530 VDC高速计数器逻辑1=1526 VDCHC4和HC5逻辑14VDC同时接通的输入电缆长度最大屏蔽非屏蔽14输入漏型/源型(IEC类型1/漏型，除I0.3到I0.5)24 VDC，4mA典型值时30V DC35V DC，0.5秒15 VDC，2.5mA(I0.0至I0.2和I0.6至I1.5)4 VDC，8mA(I0.3 至I0.5)5 VDC，1mA(I0.0至I0.2和I0.6至I1.5)1 VDC，1mA(I0.3 至I0.5)可选(0.2至12.8ms)1mA500 VAC，1分钟见接线图20KHz(单相) ， 10KHz(两相)30KHz(单相) ， 20KHz(两相)200KHz(单相) ，100KHz(两相)所有500米(标准输入)50米(高速计数器输入)300米(标准输入)14输入漏型/源型(IEC类型1/漏型，除I0.3到I0.5)24 VDC，4mA典型值时30 VDC35 VDC，0.5秒15 VDC，2.5mA(I0.0至I0.2和I0.6至I1.5)4 VDC，8mA(I0.3至I0.5)5 VDC，1mA(I0.0至I0.2和I0.6至I1.5)1 VDC，1mA(I0.3至I0.5)可选(0.2至12.8ms)1mA500VAC，1分钟见接线图20KHz(单相)，10KHz(两相)30KHz(单相)，20KHz(两相)200KHz(单相)，100KHz(两相)55C时所有的DC输入(最大26VDC)50C时所有的DC输入(最大30VDC)500米(标准输入)50米(高速计数器输入)300米(标准输入)数字量输出特性本机集成数字量输出点数输出类型额定电压电压范围浪涌电流(最大)逻辑1(最小)逻辑0(最大)每点额定电流(最大)每个公共端的额定电流(最大)漏电流(最大)灯负载(最大)感性嵌位电压接通电阻(接点)10输出固态 -MOSFET(源型)24VDC5至28.8VDC(Q0.0至Q0.4)20.4至28.8VDC(Q0.5至Q1.1)8A，100msL+减0.4V(最大电流时)0.1VDC，10K负载0.75A3.75A10mA5WL+减48VDC，1W功耗0.3典型值(0.6最大值)10输出干触点24 VDC或250 VAC5至30 VDC或5至250 VAC5A，4s(10%工作率时)-2.0A10A-30WDC；200WAC-0.2(新的时候最大值)隔离光电隔离(现场到隔离)逻辑到接点电阻(逻辑到接点)隔离组延时(最大)断开到接通接通到断开切换脉冲频率(最大)机械寿命周期触点寿命同时接通的输出两个输出并联电缆长度(最大)屏蔽非屏蔽500 VAC，1分钟-见接线图0.5s(Q0.0, Q0.1)，15s(其它)1.5s(Q0.0, Q0.1)，130s(其它)-100KHz(Q0.0和Q0.1)-55C时，所有的输出(水平安装)45C时，所有的输出(垂直安装)是，仅输出同组时500米150米-1500 VAC，1分钟100 M见接线图-10ms1Hz10,000,000(无负载)100,000(额定负载)55C时，所有的输出(水平)45C时，所有的输出(垂直)否500米150米模拟量输入特性本机集成模拟量输入点数模拟量输入类型电压范围数据字格式，满量程DC输入阻抗最大输入电压分辨率最小有效值隔离精度最差情况(0至55C)典型值(25C)重复性模拟到数字的转换时间转换类型阶跃响应噪声抑制2输入单端输入10 V- 32,000 至 + 32,000 100 K30 VDC11位加1个符号位4.88mV无 2.5%满量程 1.0%满量程 0.05%满量程125msSigma Delta最大250 ms- 20 Db(50Hz典型值)2输入单端输入10 V- 32,000 至 + 32,000 100 K30 VDC11位加1个符号位4.88mV无 2.5%满量程 1.0%满量程 0.05%满量程125msSigma Delta最大250 ms- 20 Db(50Hz典型值)模拟量输出特性本机集成输出点数信号范围电压输出电流输出数据字格式，满量程电压电流分辨率，满量程最小有效值电压电流隔离精度最差情况(0至55C)电压输出电流输出典型(25C)电压输出电流输出1 输出0 至10 V0 至20mA0 至+ 327670 至+ 3200012位2.44mV4.88mA无 2%满量程 3%满量程 1%满量程 1%满量程1输出0至10V0至20mA0至+327670至+3200012位2.44mV4.88mA无2%满量程3%满量程1%满量程1%满量程稳定时间电压输出电流输出最大驱动电压输出电流输出 50 s 100 s 5000 500 50 s 100 s 5000 500CPU 224 XP 端子链接图B. 扩展模块说明 订货号 EM 277 PROFIBUS-DP 模块 6ES7 277-0AA22-0XA0 物理特性尺寸（WHD） 重量 功率损失（耗散） 71 x 80 x 62 mm 175 g 2.5W 通信性能节点数 电气接口 隔离（外部信号到PLC逻辑） PROFIBUS-DP/MPI波特率 (自动设置) 1 port RS - 485 500 VAC( 电气) 9.6, 19.2, 45.45, 93.75, 187.5和500kbps；1, 1.5, 3, 6和12Mbps 协议PROFIBUS-DP从站和MPI从站电缆长度93.75kbps以下 187.5kbps 500kbps 11.5Mbps 3-12Mbps 1200m 1000m 400m 200m 100m 网络能力站地址设定 每个段最多站数 每个网络最多站数 099 (由旋转开关设定) 32 126，最大到99个EM 277站 MPI连接总共6个，其中2个预留(1个为PG，1个为OP)电源损耗 5V DC (从I/O总线) 150 mA24V DC输入电源需求 电压范围 最大电流 端口工作电流 端口增加5V，90mA输出 端口增加24V，120mA输出 电源噪声 (10MHz) 隔离 (输入电源与逻辑电路之间) 20.428.8V DC 30mA 60mA 180mA 峰峰值1V 500V AC,1分钟 通讯口上5V DC电源 每个口最大电流 隔离变压器与24V DC 输入和逻辑电路隔离 90mA 500V AC，1分钟 通讯口上24V DC电源 电压范围 每个口最大电流 电流限制 隔离 20.428.8V DC 120 mA 0.72.4 A 非隔离 兼容性 EM 277 PROFIBUS-DP从站模块与S7-200 PLC工作的兼容性CPU订货号CPU 222，1.10版以上6ES7 212-1AB22-0XB06ES7 212-1BB22-0XB0CPU 224，1.10版以上6ES7 214-1AD22-0XB06ES7 214-1BD22-0XB0CPU 226，1.00版以上6ES7 216-2AD22-0XB06ES7 216-2BD22-0XB0CPU 226XM，1.00版以上6ES7 216-2AF22-0XB06ES7 216-2BF22-0XB0地址开关和指示灯 地址开关和状态指示灯位于模块的前面 (如图34所示)。EM 277的状态指示灯见表3。图34 EM 277 PROFIBUS-DP模块前视图表3 EM 277状态灯灯灭 红灯亮 红灯闪烁绿灯亮CPU故障模块完好内部模块故障电源无24V DC电源24V DC接通DP错误没有错误处于非数据交换模式参数/组态错误DX模式不处于数据交换模式处于数据交换模式注意当EM 277 PROFIBUS-DP模块单独作为MPI从站使用时，只有绿色电源灯点亮。 DP从站接口图35 EM 277 PROFIBUS-DP模块的前视图使用EM 277将S7-200 CPU作为DP从站连接到网络组态特性通过EM 277 PROFIBUS-DP扩展从站模块，可将S7-200 CPU连接到PROFIBUS-DP网络。EM 277经过串行I/O总线连接到S7-200 CPU。PROFIBUS网络经过其DP通信端口，连接到EM 277 PROFIBUS-DP模块。这个端口可运行于9600波特和12M波特之间的任何PROFIBUS波特率。（支持的波特率见表A-16）。作为DP从站，EM 277模块接受从主站来的多种不同的I/O配置，向主站发送和接收不同数量的数据。这种特性使用户能修改所传输的数据量，以满足实际应用的需要。与许多DP站不同的是，EM 277模块不仅仅是传输I/O数据。EM 277能读写S7-200 CPU中定义的变量数据块。这样，使用户能与主站交换任何类型的数据。首先将数据移到S7-200 CPU中的变量存储器，就可将输入、计数值、定时器值或其它计算值传送到主站。类似地，从主站来的数据存储在S7-200 CPU中的变量存储器内，并可移到其它数据区。EM 277 PROFIBUS-DP模块的DP端口可连接到网络上的一个DP主站上，但仍能作为一个MPI从站与同一网络上如SIMATIC编程器或S7-300/S7-400 CPU等其它主站进行通信。图34表示有一个CPU 224和一个EM 277 PROFIBUS-DP模拟的PROFIBUS网络。在种场合，CPU-315-2是DP主站，并且已通过一个带有STEP 7编程软件的SIMATIC编程器进行组态。CPU 224是CPU 315-2所拥有的一个DP从站，ET 200 I/O模块也是CPU 315-2的从站。S7-400 CPU连接到PROFIBUS网络，并且藉助于S7-400 CPU用户程序中的XGET指令，可从CPU 224读取数据。 C. 界面（触摸屏）人机MP277 10 Touch和Key 全新设计，性能显著增强的多功能面板。 突出特点： 操作方便 全图形化 7.5 / 10.4 TFT 显示屏，64K 色 分辨率 640 x 480 26/36个功能键，也可用作直接按键 （例如通过 PROFINET I/O） 内置 PROFINET/以太网 支持 SmrtService 和 SmrtAccess 具有可追溯性 (符合 FDA) 免维护、非易失性报警缓存器 脚本，归档 Windows CE 5.0 性能 与 MP 270 相比，性能显著增强 6 MB 用户存储器，取代以前的 4 MB 灵活性好 可从 TP/OP/MP 270 转换 (例外：RS232 和 CF 卡) 与 xP 270 兼容 SD/多媒体卡组合插槽 2 个 USB 端口 (鼠标，键盘，打印机，USB 棒) 多达 5 种语言在线切换，全球通用 (包括亚洲和西里尔语言) 技术参数 设备MP 277 8 Touch MP 277 10 Touch MP 277 8 Key MP 277 10 Key 显示TFT LCD TFT LCD TFT LCD TFT LCD 尺寸 7.5 英寸 7.5 英寸 10.4 英寸 10.4 英寸 分辨率（宽 高，象素）640 x 480 640 x 480 640 x 480 640 x 480 颜色 64K 颜色 64K 颜色 64K 颜色 64K 颜色 背景光的平均亮度寿命（ 25 ） 大约 50,000 小时 大约 50,000 小时 大约 50,000 小时 大约 50,000 小时 控制元件触摸屏幕 按键键盘 数字输入 / 字母输入 有 / 有 有 / 有 覆膜功能 / 系统按键 无 26/38 36/38 存储 用户数据可用内存 6MB 集成的接口1RS422/485 ； 2USB1.1;1Ethernet 与 PLC 的连接SIMATIC S7-200/300/400, WinAC, 3rd-party PLCs, . 时钟软件时钟，有后备电池（ 6 小时） 电源DC 24V (20.4V 28.8V) 额定电流 0.6A 0.7A 0.7A 0.8A 防护等级 前面板 IP65,NEMA4x, NEMA12 后面板 IP20 认证CE, cULus,N117 即将获得的认证 : FM,EX Zone 2/22 尺寸 前面板尺寸 宽高（ mm） 240180 325263 352221 483310 安装开孔尺寸 宽高（ mm） 227167 311249 339207 434291 安装深度（ mm） 61 61 61 55 重量大约 1.61 kg 大约 2.65 kg 大约 2.25 kg 大约 4.95 kg 环境条件 安装角度 垂直 - 无外部通风的最大允许倾斜角 35 温度 操作（垂直安装） 0 50 操作（最大倾斜角度） 0 40 运输和存储 20 60 相对湿度 最大 90%; 没有浓缩 功能 报警系统 报警的数目 4000 位 /模拟报警 有 / 有 报警的长度（字符数） 80 每条报警的过程值数目 8 消息缓冲器 循环缓冲， 512 个消息 对象 过程画面 500 变量对象（每个画面） 200 域（每个画面） 200 图形对象（每个画面） 10 （柱型图，趋势曲线） 配方 300 - 数据纪录 500 - 条目 1000 可组态的系统键有 有 图形 /图形列表有 变量2048 用户管理有 在线连接（同时）6 在线语言（同时）5 屏幕上的键盘有 清空屏幕有 无 字体WinCC flexible 标准字体 , Tahoma 字体 , 符号语言 安全系统（密码保护）有 帮助系统有 VBScript 脚本 50 趋势300 图形对象矢量图和图形 文本对象10,000 任务计划（计时功能）48 可选件SmrtService,SmrtAccess,/Audit, OPC server附加功能PROFIBUS DP direct keys,PROFINET IO direct keys 订货号6AV6643-0CB01-1AX0 6AV6643-0CD01-1AX0 6AV6643-0DB01-1AX0 6AV6643-0DD01-1AX0 D. 工业控制计算机五、 本方案的不足部分1. 由于系统要求记录条码总数、重码总数、分品牌记录条码总数等功能，特别是在要求记录码的内容部分和比较重码部分，必须要求上位机（工控机）的参与，所以，如果发生工控机死机或因故重新启动的情况，将无法记录条码的具体内容和重码的数量，但是条码总数和分品牌计数以及其他功能均不受影响。2. 本次系统未考虑UPS不间断电源系统，主要理由在于：重庆烟厂的电源系统应当十分可靠；如果主电源停电，生产线也无法工作，计数系统相当于摆设，基于成本考虑，未考虑不间断电源系统。（在工控机部门客户可以配备一个小容量的后备式UPS电源）3. 本设计方案暂未考虑线路的布放路径，待项目合同签订后我公司派出设计人员前往现场观察后出具施工图后再行施工。六、 系统预算项目型号及品牌成本单价数量单位小计备注可编程控制器西门子CPU224XP28601台2860扩展通讯模块西门子EM277 11501台1150人机界面（触摸屏）西门子 TP177A26391台2639工业控制计算机研华610L57001台5700液晶显示器PHLIPS17寸16501台1650机柜基业8001个800开关电源纬明DC24V1501台150接线端子及附件魏德米勒3001批300下位机软件开发JK20001套2000上位机软件开发及数据库开发JK60001套6000线材部分西门子、上海火箭8001批800人机界面连接线、485数据连接线等软硬件价格合计24049安装调试费用总价的8%240490.081924不可预见费用100011000人机界面安装现场机架制作等合计25973