基于OPC技术的标签自动化管理系统

论文摘要

现代工业生产中,条形码标签被广泛应用于各种行业。本文的标签系统应用于工厂车间的产品自动输送包装线。自动输送包装线主要用于连接某些产品包装输送线的各个后续处理单元,在标签系统的辅助下使得各种产品可以被自动地传送到输送线的各个处理单元,并根据产品的标签信息自动对产品进行分拣和相应的深加工处理,从而提高输送线吞吐效率,实现多种产品在同一条输送线上批量混合处理,同时也提供了产品在输送线上位置的实时监控。首先,本文对标签系统在自动输送包装线的功能进行深入分析和研究,同时在对当前自动输送包装线上的数据采集技术和处理技术进行广泛了解的基础上,提出了一种基于工业控制领域的开放软件标准OPC(OLE for Process Control)技术的标签自动化管理系统的解决方案,并阐述了OPC在解决涵盖整个工厂信息系统中的重要作用和相关基础技术及发展历程。其次,本文在详细阐述了OPC的技术规范和OPC数据访问标准的基础上,分析研究了基于OPC技术与PLC(Programmable logic Controller,可编程逻辑控制器)进行数据交互的关键技术,测试并实现了与车间设备控制层的数据交换的客户端,并针对不同的OPC数据访问方式编码实现了其主要功能,通过具体的访问测试,分析了不同数据访问方式在不同的数据量需求下的优缺点;同时结合对标识产品等标签数据的需求,深入地研究了标签的编码设计和相关汉字、图形处理技术,实现了基于Zebra打印语言的标签设计与打印;本文也着重研究并测试了基于DCOM(Distributed Component Object Model,分布式组件对象模型)的OPC远程访问技术,并针对目前各种各样DCOM数据访问错误进行了总结,系统地归纳了在Windows平台下保证DCOM访问畅通的相关的配置方法。最后,本文实现了基于OPC技术基础上的,包含标签管理模块、PLC数据通讯模块、数据库管理以及生产过程中订单自动化、自动贴标模块的软件系统。着重讨论了如何保证与PLC实现数据交互的安全性,并在此基础上设计实现了相关数据交换的报文格式;同时针对此项目的需求在OPC规范的基础上设计并实现了一个OPC访问的基础类,为了解决难以获得远程OPC服务器状态的问题,尝试加入了一个网络通讯检测的功能,使得该类基本可以完成系统中OPC通讯需求。通过实际生产过程中的应用表明系统大大节省了人力,提高了生产效率。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 输送过程中相关产品数据管理的发展历程
• 1.3 项目来源及研究的主要内容
• 1.4 本章小结
• 2 OPC 技术
• 2.1 OPC 的基础OLE 及COM/DCOM
• 2.2 OPC 标准的影响
• 2.3 OPC 规范简介
• 2.4 OPC 数据存取规范
• 2.4.1 OPC Server 对象
• 2.4.2 OPC Group 对象
• 2.4.3 OPC Item 对象
• 2.4.4 OPC 规范的数据访问方式
• 2.5 采用OPC 规范设计系统的好处
• 2.6 本章小结
• 3 系统框架设计
• 3.1 简述
• 3.2 项目整体网络架构
• 3.2.1 输送线电气控制方案
• 3.2.2 现场总线
• 3.2.3 工业以太网
• 3.2.4 网络架构
• 3.3 编程平台的选用
• 3.4 组态软件和OPC 服务器的选择
• 3.5 数据访问的总体框架
• 3.6 本章小结
• 4 基于OPC 技术的数据交互以及标签打印的关键技术研究
• 4.1 概述
• 4.2 本地OPC 访问设计
• 4.2.1 OPCDAC2
• 4.2.2 OPC 组件的安装及注册
• 4.2.3 具体关键编码实现
• 4.3 远程OPC 访问测试及问题解决方案
• 4.3.1 远程访问DCOM 调用机制
• 4.3.2 系统设置总结
• 4.3.3 OPC 访问的相关DCOM 设置解决方案
• 4.4 打印机选型和标签打印测试
• 4.4.1 打印机选型
• 4.4.2 ZPL II（Zebra Printer Language）
• 4.4.3 汉字及企业商标图案的转换
• 4.5 本章小结
• 5 基于OPC 技术的传输控制及标签系统的软件开发
• 5.1 乐美输送线介绍
• 5.2 设备需求及其网络架构
• 5.3 项目模块划分
• 5.4 标签定义及打印处理
• 5.4.1 纸卷标签定义
• 5.4.2 栈板标签定义
• 5.4.3 打印函数实现
• 5.5 OPC 访问类的实现
• 5.6 OPC 通讯数据交换定义
• 5.7 软件介绍
• 5.8 系统应用及反馈情况
• 5.9 本章小结
• 6 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者攻读学位期间发表的论文
• 附件