RFID的全称是Radio Frequency Identification，即射频识别,它利用无线电射频实现可编程控制器（PLC）或微机（PC）与标识间的数据传输, 从而实现非接触式目标识别与跟踪。
一个典型的RFID射频识别系统包括四部分：标识、天线、控制器和主机（PLC或PC），系统结构图见图1。
图1 RFID射频识别系统结构图
标识一般固定在跟踪识别对象上，如托盘、货架、小车、集装箱，在标识中可以存储一定字节的数据，用于记录识别对象的重要信息。当标识随识别对象移动时，标识就成为一个移动的数据载体。以RFID在计算机组装线上的应用为例，标识中可以记录机箱的类型（立式还是卧式）、所需配件及型号（主板、硬盘、CD-ROM等）、需要完成的工序等。又如在邮包的自动分拣和跟踪应用中，可以在标识中存储邮包的始发地、目的地、路由等信息。
天线的作用是通过无线电磁波从标识中读数据或写数据到标识中。天线形状大小各异，大的可以做成货仓出口的门或通道，小的可以小到1mm。
控制器用于控制天线与PLC或PC间的数据通信，有的控制器还带有数字量输入输出，可以直接用于控制。控制器与天线合称读写器。
PLC或PC根据读写器捕捉到的标识中的数据完成相应的过程控制，或进行数据分析、显示和存储。
本文即以具有代表性的美国EMS（Escort Memory Systems）公司的13.56MHz无源RFID射频识别读写器LRP830为例，介绍了PLC及PC与RFID读写器进行串行通讯，从而获取标识数据，用于控制或数据处理的具体实现方法。
1 引言
传统的自立袋罐装机多采用继电器控制，随着执行机构的增多，功能的增强，使得机器越来越复杂，给制造、调整、使用和维修均带来不便，并且会使故障率增加。
由于目前罐装机行业竞争激烈，企业要在竞争中站稳脚跟，需要不断的改进产品质量，向自动化、高效化发展。PLC由于其抗干扰能力强，可靠性高，编程简单，等优点被广泛应用于各种工业控制领域。利用PLC实现对自立袋罐装机的控制，结构简化，维护方便，可以节约调整时间，增加设备的柔性，运行稳定可靠。本系统采用西门子S7-200PLC，文本显示器和OMRON增量型旋转编码器对原系统进行改造，取得了可喜的成果。
2 生产流程图
本系统是集灌装、旋盖、清洗于一体的生产线，适用于有嘴软包装袋的自动定量灌装、旋盖，可以灌装液体、酱料等流体产品。本机采用特殊灌装头，可分二次灌装，当灌装位置没有包装袋时，灌装头不会流出灌装液体，保证了包装袋产品外观的干净整洁。具体流程图如图1所示。
图1 生产流程图
3 控制系统
原系统采用凸轮系触发控制信号，利用五个调整好的凸轮，来实行工作循环及节拍，控制各执行机构的动作。在执行灌装过程的五个步骤，即：电器联锁，泵工作，阀工作，旋盖和清洗，要求凸轮在达到一定角度时五个凸轮配合工作。此方法也能满足控制的要求，凸轮位置要求较高，调整麻烦，设备的装配、调整带来困难，当生产过程中的工艺参数发生变化时，调整起来相当困难。原系统凸轮系结构如图2所示。
图2 凸轮系结构图
新设计采用PLC和旋转编码器实现对各执行机构的jingque控制，使控制系统模块化，设备的零部件数量、结构大为简化。通过与文本显示器相结合，还能根据包装产品的不同，方便快捷地修改工艺参数，省去了原始控制面板的设计与生产，具体结构如图3所示。
增量式旋转编码器的特点是每产生一个输出脉冲信号就对应一个增量位移角，利用S7-200的高速计数器指令（HSC）来实现jingque读取旋转编码器的转角，从而实现对空间凸轮所转过的角度进行检测。当脉冲数表明空间凸轮转过所要求的角度时，PLC就发出指令，要求各执行机构执行相应的动作，即实现灌装、旋盖和清洗。高速计数器的高计数频率取决于CPU的型号，CPU224有6个高速计数器，6个单相计数器，均为20kHz的时钟速率。
1.电机2.旋转编码器3.减速器4.凸轮分度器5.出袋口6.清洗装置7.旋盖装置8. 文本显示器9.灌料装置10.压注装置11.料箱 12.加热水箱
图3灌装机主要结构图
4 控制系统时序图及程序流程图
控制系统的时序是非常重要的，既要紧凑，又要满足各个工序要求，只有安排得好，各执行机构才能合理执行各自的动作。原系统采用凸轮系对设备各执行机构进行控制，改造后采用PLC、位置传感器及旋转编码器等来完成控制。
图4 时序图
图5 PLC程序流程图
5 PLC控制部分输入输出信号
根据整个循环工作中PLC要做的工作， PLC输入输出信号如表1所示。
表1 PLC输入输出信号
1 前言
可编程控制器（plc）是集计算机技术、自动控制技术、通信技术为一体的新型自动控制装置。由于体积小、可靠性高以及组态灵活等优点，plc在工业控制领域得到了广泛的应用。在plc组成的自动测量和控制系统中，一般采用主从式控制结构，由plc向计算机发送数据,计算机处理数据后根据具体情况向plc发出相应的指令,控制plc的运行。plc作为下位机，完成数据采集、状态判别、输出控制等任务，上位机（微型计算机、工业控制机）完成采集数据信息的存储、分析处理、状态显示以及打印输出等任务，以实现对系统的实时监控。目前市场上常用的人机界面或监控组态软件价格昂贵且由国外公司垄断, 对于小型企业的单机系统来说，许多功能并不实用，组态软件的本身也还存在不足之处，不能满足一些特殊要求。目前仍然需要技术人员根据实际情况开发小型经济适用的软件。笔者针对比较简单的控制系统，利用vc＋＋6.0设计了一个通信程序,实现了bbbbbbs环境下上位计算机对多台plc的灵活监控。
2 通信类型
日本三菱公司是国际的工厂自动化设备制造商，其工业可编程控制器在占有相当大的份额。本项目选用三菱fx2n-48mr型plc，fx系列plc支持以下5种通信类型:
（1） plc的n:n通信方式;
（2） plc双机并联通信方式;
（3） plc与计算机专有协议通信方式;
（4） plc与计算机无协议通信方式（使用rs指令或fx2n-232if特殊功能块）;
（5） 自由端口设计方式（需要特殊通信模块，使用较少）。
各种通信类型的具体特性列于表1。本系统采用专有协议通信方式，以pc机为主站，通过fx-485pc-if及fx2n-485bd与多台plc从站连接（多16台），每台plc被赋予唯一的站号用以标志身份，上位机通过rs-485通信总线对plc进行控制。
3 通信协议
fx2n系列plc通信采用异步格式，较常用的数据帧由1位起始位、7位数据位、1位停止位及1位校验位组成，波特率为9600bps。传输数据以字节为单位，分为高4位和低4位，每4位转化为1个ascii字符发送。以上位机从plc读取数据为例。
计算机方发送数据帧格式如表2所示：
enq是请求通信标志;station no.代表plc站号，设定范围00h－0fh;pc no. 是plc的cpu代号，fx系列为ffh;command是操作命令码，具体内容列于表3;message wait time表示从命令发出到plc回应之间的等待时间，允许值从0-150ms，设定为00h-0fh;character area a为传送字符串，包括位元件或字元件的首地址和单元字节个数; sum check code是和校验码，分为高4位和低4位。
plc应答格式如表4所示。
stx是帧开始字符;character area b为传送数据，fx系列plc一次多可以传送64比特即40h数据;etx为帧结束字符;其余含义同上。
本程序的主要功能为，每隔一定时间（由用户通过界面设定）按站号顺序批量读取plc中位元件y000-y017的状态，将数据存放入数据库plc表中。
总共有2台plc，对于站号为i 的plc，命令格式如表5所示。
4 软件编程
软件设计选用visualc++6.0作为开发平台，利用其提供的mscomm控件，可以方便地实现plc与上位机的串行通信。该通信控件提供了使用rs232开发串行通信软件的细则，使用事件驱动或查询方式来解决开发通信软件中遇到的问题。该控件有27个属性，主要的属性如表6所示。
将mscomm控件加入工程，安装1个系统定时器。通信控件m_mycom用于访问串口、发送和接收数据;系统定时器用于控制每隔一定时间间由上位机向plc发送命令。通信程序部分代码如ol cplccommdlg::oninitdialog（）
｛……
m_mycom.setcommport（1）; file://选择com1
m_mycom.setinbuffersize（1024）; file://设置输入缓冲区的大小
m_mycom.setoutbuffersize（512）; file://设置输出缓冲区的大小
m_mycom.setbbbbbmode（1）;//设置数据获取方式
m_mycom.setsettings（"9600,e,7,1"）;//设置通信参数
m_mycom.setbbbbblen（0）; file://设置读取方式
if（!m_mycom.getportopen（） ）;
m_mycom.setportopen （true）; file://打开串口
stationno=0x30;
if（settimer（1,m_usertime,null）==0）
afxmessagebox（"error setting,please check it!"）
｝
file://消息处理函数ontimer
void cplccommdlg::ontimer（uint nidevent）
｛
byte receivedata[1024];
byte senddata[]=｛｀0x05｀,｀0｀,｀i｀,｀f｀,｀f｀,｀w｀,｀r｀,｀a｀,｀y｀,｀0｀,｀0｀,｀0｀,｀0｀,
｀0｀,｀1｀,｀sumh｀,｀suml｀｝;
if（stationno<0x31）
stationno++;
else
stationno=0x30;
senddata[3]= stationno;
sumcheck（senddata,17）
cbytearray array;
array.removeall（）;
array.setsize（17）;
for（int k=0;k<17;k++）
｛
array.setat（k,senddata[k]）;
｝
m_mycom.setoutput（colevariant（array））;//发送命令
……//数据接收处理及加入数据库操作
｝
file://和校验函数sumcheck
void cplccommdlg::sumcheck（byte temp[],int n）
｛
int i;
byte sum=0x00,sumh=0xf0,suml=0x0f;
for（i=1;i<=n-3;i++）
sum+=temp[i];
suml= suml∑
sumh= sumh∑
sumh= sumh>>4;
temp[n-1]= suml;
temp[n-2]= sumh;
｝
5 结论
串行通信是目前计算机与其他设备之间重要的通信手段之一，本程序作为小型监控系统的重要组成部分，实现了上位机对多台plc的实时监控，传送数据准确，程序运行稳定。整个控制系统方便可靠，又节省了大笔投资，具有相当大的实用性。
低封炉是CRT生产过程中重要环节之一，主要用于通过焙烧使屏锥封接。它一般包括炉体、驱动装置、置换装置及炉上栏杆踏台等几部分。炉体包括炉本体、网带导轨、RC风机以及加热器等几部分。炉本体由优质碳素钢及不锈钢组成，内填保温棉，循环风道由不锈钢内腔板组成。RC风机起搅拌作用,使炉内温度均匀性好。加热器由优质电热丝和不锈钢框架组成，起到恒温作用。驱动部设有自动张紧装置及网带跑偏调节机构，主要是通过变频器实现网带速度连续可调，使工件在炉体内匀速移动。
下面以BMCC5L低封炉延长为例说明其控制系统部分的实现，它主要包括低压受电柜，3个加热柜和温控柜。其工作原理是：低压受电柜提供炉上风机、热丝等电源，通过温控柜内的控温器设定温度，用控温器的输出控制加热柜中的电力调整器，调整器的输出控制加热器，调整炉体温度, 达到工艺要求温度。在温度控制柜内有一套PLC系统和触摸屏，实现整个系统自动开机，自动关机，故障随时报警等功能，达到实时监控的作用。本系统主要是完成14个加热区的加热丝、RC风机、排风机、冷风机以及后8个区冷却阀的控制。
2 控制系统硬件配置
图1 系统硬件配置框图
本系统共有260点：数字量输入162点，数字量输出98点。控制系统采用OMRON公司的C200HG-CPU43，属于中型PLC，内有RS232通讯口，它能满足较高性能的要求。基板多10个槽，这样每个槽26点，需要使用32点的模块，输入选用高密集型的C200H-ID216，输出选用组2高密度晶体管输出单元C200H-OD215，由此可知6个输入模块，4个输出模块。在该系统中增加一块串性通信板C200HW-COM06，通过RS232口与触摸屏通讯，达到人机交换。在监控方面采用的是digital公司的GP577R-TC41-24VP，实现手动控制和监控报警。其系统硬件配置如下：
温控柜面板上的控温器控制低封炉炉温，具有PID调节功能，与加热柜内的SCR电力调整器配合使用，可实现加热器的电压在0～范围内调节，根据设定温度与当前温度的差值，自动调节输出到加热器上的电压值，从而使炉内温度获得jingque控制。
加热柜为低封炉的加热器提供电源，内装有电力调整器，由温度控制柜内的温控来自动调节其输出功率，达到控温的目的。该部分别控制新增1～14区加热。柜中，装有空气开关为新增1～14区电力调整器SCR提供电源。SCR调整器上装有能够显示各相电压，电流大小，输出功率大小等的显示面板。此面板还可以显示出SCR调整器的异常状态。
风机动力部分为低封炉的RC风机，以及排风机、冷风机提供电源，其电源通断也由空气开关控制。通过交流接触器在给定电流范围内输出到各风机，控制其运行与停止。
3 控制系统软件设计
图2 温控柜各控制按钮
当低封炉总汇流排给电后，受电柜面板上电源指示灯亮，再依次给各加热柜和温控柜上电，相对应的指示灯亮。本系统主要是根据温控柜各按钮如图2，通过手动或自动模式完成炉上各区热丝、风机和冷却阀的自动启动和关闭，以及实时监控其状态，是否有异常情况发生。系统控制流程如图3所示。
图3 系统控制流程图
为了节约篇幅在此不再给出梯形图，下面对流程图给予解释。PLC上电后，判定各风机是否全开，只有风机全开才能使加热丝工作。进行模式选择，主要有自动和手动两种状态。在自动模式，按动面板上自动启动按钮，自动灯亮，这样风机自动开移位寄存器运行，各区风机自动逐次开。当所有风机全部工作后，加热块1自动启动，这样1～5区加热移位寄存器运行，使得1～5区加热丝开始工作。随后加热块2自动启动，6～14区加热移位寄存器运行，使得6～14区加热丝开始工作。从而根据工艺要求各区设定温度进行PID自动调节，直至满足要求。当需要停止生产时，则要使热丝和风机停止工作。这样按动控制柜上自动停止按钮，这样各区热丝逐次停止工作。此时进行自动停计时，时间到自动停止各区风机。
在手动模式下，按动面板上风机启动按钮，使得各区风机逐次开。当所有风机全部正常工作后，再按动面板上的加热块1启动按钮，1～5区热丝开始工作。同样按动加热块2启动按钮，6～14区热丝也开始工作。系统稳定后，工件可以进行陪烧。当需要停止时，则要按动加热块1停止按钮，1～5区热丝开始停止。按动加热块2停止按钮，6～14区热丝也开始停止加热。当热丝全部停下来时，按动风机停止按钮，则各区风机依次停止运转。直到下一次启动。
如果在生产过程中工件出现异常情况，按动非常停止按钮，网带停止转动，进行紧急处理。并且任何区热丝或风机出现异常情况，在控制柜上或触摸屏上都有对应的显示，及其相应的声光报警，通知操作人员。
4 监控系统说明
本系统使用DIGITAL公司GP577R-TC41-24VP型触摸屏作为上位监控，可以实时的显示现场信号、实时报警并对控制点进行控制。监控系统由5个窗口组成：系统主画面窗口、加热区RC风机运转画面、加热区热丝运转画面、冷却阀运转画面、设备故障履历画面。五个窗口之间建立了链接，通过窗口中的按钮进行切换，并与PLC建立变量之间连接，通过触摸屏实时显示相应的状态信息，构成系统整体监控。
现以系统主画面为例，说明监控画面的功能。系统主画面分为两个区域：灯部件区域和开关部件区域。灯部件区域在画面的左部，使用PLC的I/O点作为监控显示，当这些监控点状态为ON时，显示绿色，当为OFF时显示白色。从而表明原柜和新柜以及网带当前状态是在自动状态还是收动状态，是运行还是停止，是正常还是异常。开关部件区域主要是作为选择按钮，当触摸这些按钮是就会切换到相关的页。异常发生按钮主要是监控系统是否有异常状况发生，如有显示红色，触摸可调转到故障画面，显示哪个设备出现何种故障。触摸冷却阀按钮，就会跳转到冷却阀运转画面，显示各冷却阀的开闭状态，是否故障。触摸风机手动按钮，切换到加热区RC风机运转画面，显示各区风机是否在运行状态，有无异常情况发生，对应区的风机是开还是关。触摸加热手动按钮，切换到加热区热丝运转画面，该画面主要是显示各区热丝是否在运行状态，有无异常情况发生，对应区的热丝是加热还是停止。触摸设备故障履历按钮，就会显示何时发生报警，何时恢复，是否确认。并且在五个窗口中都可以互相切换，方便监控。
图4 触摸屏主菜单画面
5 结束语
本系统已投入实际运行，性能稳定可靠，较好满足工艺要求。PLC作为系统的主控制器在安全可靠性以及网络互连性方面有其独特的优越性，触摸屏人机界面系统在灵活性和友好性有其出色的体现，从而是自动化程度得到提高。但本系统在与其他控制系统通讯方面还存在局限性，通过电缆信号线将原柜和新柜的主要信号相连接信号交换有限，也不能实现与入口控制系统、出口控制系统、置换控制系统进行完全通信，不便于操作人员获得充分信息。解决方法之一可以在各自的PLC模块中增加bbbb单元，实现各PLC之间通讯，更好的完成整个系统的控制。