基于PLC的物料自動控制系統(tǒng) 2011-05-29 20:35:01來源:互聯(lián)網(wǎng)

---

一.引言
連續(xù)配料輸送自動控制系統(tǒng)在水泥、煤炭、冶金、化工、飼料、食品等行業(yè)有很廣泛的應(yīng)用。具有功能全面，靈活性強(qiáng)，性價(jià)比高等特點(diǎn)，受到連續(xù)配料系統(tǒng)集成商和用戶的歡迎。該系統(tǒng)集現(xiàn)代物流技術(shù)、倉儲技術(shù)、自動化技術(shù)于一體，是CIMS中的重要環(huán)節(jié)，在國外已經(jīng)得到較廣泛的應(yīng)用，該技術(shù)也正在逐漸地應(yīng)用于我國許多行業(yè)中。
加盟WTO后，我國商品分銷、配送服務(wù)市場將逐步擴(kuò)大開放的領(lǐng)域和范圍。而物流是企業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵問題，物流會影響企業(yè)總體的生存和發(fā)展。在2000年物流成本占國內(nèi)國民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)總值（GDP）的16.7%，而美國僅為10%以下。尤其是企業(yè)的物流設(shè)備水平與發(fā)達(dá)國家之間存在著巨大的差距，主要表現(xiàn)為，運(yùn)輸效率低，物流過程浪費(fèi)驚人。我們知道，差距就是潛力和發(fā)展空間，因此，提高物流設(shè)備化水平，已成為當(dāng)務(wù)之急。自動配料車是物流體系中運(yùn)輸分配的重要組成部分，它是能自動地存儲和取出物料的系統(tǒng)。
二.物料自動控制系統(tǒng)工藝生產(chǎn)控制
物流自動控制系統(tǒng)主要是控制輸送系統(tǒng)完成其物料的輸送任務(wù)。在物料的入口處和出口處設(shè)有升降機(jī)和輸送線。這樣在庫房、生產(chǎn)車間和包裝車間范圍內(nèi)形成了一個(gè)既可順暢到達(dá)各個(gè)生產(chǎn)位置同時(shí)又是封閉的循環(huán)輸送線系統(tǒng)。所有生產(chǎn)過程中使用的有關(guān)物料和成品等，最后都須裝在貼有條形碼的貨箱里輸送裝車。在生產(chǎn)管理系統(tǒng)發(fā)出的生產(chǎn)指令的作用下，物料的從指定的入口處進(jìn)入輸送系統(tǒng)。物流自動控制系統(tǒng)如圖1所示。
總體控制要求：如圖所示，系統(tǒng)由料斗、傳送帶、檢測系統(tǒng)組成。配料裝置能自動識別貨車到位情況及對貨車進(jìn)行自動配料，當(dāng)車裝滿時(shí)，配料系統(tǒng)自動停止配料。料斗物料不足時(shí)停止配料并自動進(jìn)料。
其工藝流程控制要求如下:
（1）初始狀態(tài)
系統(tǒng)啟動后，紅燈L2滅，綠燈L1亮，表明允許汽車開進(jìn)裝料。料斗出料口D2關(guān)閉，若料位傳感器S1置為OFF（料斗中的物料不滿），進(jìn)料閥開啟進(jìn)料（D4亮）。當(dāng)S1置為ON（料斗中的物料已滿），則停止進(jìn)料（D4滅）。電動機(jī)M1、M2、M3和M4均為OFF。
（2）裝車控制
裝車過程中，當(dāng)汽車開進(jìn)裝車位置時(shí)，限位開關(guān)SQ1置為ON，紅燈信號燈L2亮，綠燈L1滅；同時(shí)啟動電機(jī)M4，經(jīng)過2S后，再啟動啟動M3，再經(jīng)2S后啟動M2，再經(jīng)過2S最后啟動M1，再經(jīng)過2S后才打開出料閥（D2亮），物料經(jīng)料斗出料。
當(dāng)車裝滿時(shí)，限位開關(guān)SQ2為ON，料斗關(guān)閉，2S后M1停止，M2在M1停止2S后停止，M3在M2停止2S后停止，M4在M3停止2S后最后停止。同時(shí)紅燈L2滅，綠燈L1亮，表明汽車可以開走。
（3）停機(jī)控制
關(guān)閉啟動SD開關(guān)，自動配料裝車的整個(gè)系統(tǒng)終止運(yùn)行。

三.系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
1.系統(tǒng)原理圖

2.I/O配置及接線
為了提高自動控制系統(tǒng)的可靠性和設(shè)備的工作效率，系統(tǒng)選用MITSUBISHI的FX1N-40MR型PLC作為控制器，根據(jù)自動配料裝車控制的要求，設(shè)計(jì)的I/O配置及接線如圖3所示。

電動機(jī)M1～M4，通過接觸器KM1～KM4控制;為了方便操作人員監(jiān)控，也可以采用信號燈顯示出電動機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。

四.系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
1.主程序流程圖

2.系統(tǒng)的PLC控制程序的結(jié)構(gòu)
用基本邏輯指令編程自動配料裝車控制系統(tǒng)中，進(jìn)料閥受料位傳感器S1的控制，S1無監(jiān)測信號，表明料不滿，經(jīng)5S后進(jìn)料;S1有監(jiān)測信號，表明料已滿，中止進(jìn)料。配料系統(tǒng)的啟動，可以通過臺秤下面的限位開關(guān)SQ1實(shí)現(xiàn)。當(dāng)汽車開進(jìn)裝車位置時(shí)，在其自重作用下，接通SQ1，配料系統(tǒng)啟動;當(dāng)車裝到噸位時(shí)，限位開關(guān)SQ2斷開，停止配料。
采用梯形圖語言編制PLC控制程序。該控制程序以清晰的線性模塊化方法體現(xiàn)出物流控制方式和結(jié)構(gòu)。可分為以下幾個(gè)部分：
①.運(yùn)動設(shè)備/輸送路徑控制
對所有皮帶輸送機(jī)、滾輪輸送機(jī)和升降機(jī)按照所需的模式運(yùn)行，保證貨箱在輸送線上能夠暢通、連續(xù)運(yùn)行。按照貨箱的路徑識別碼，控制輸送線和別的輸送線交換裝置，實(shí)現(xiàn)貨箱輸送當(dāng)中的路徑選擇。
②.自動識別系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理
把條形碼激光掃描儀和PLC的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫相通信，完成對輸送線上貨箱的自動識別。
③.上位機(jī)生產(chǎn)管理系統(tǒng)的通信接口/實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)
主要處理與上位機(jī)的信息交換，包括通訊規(guī)約、報(bào)文格式、通訊編碼和解碼及診錯(cuò)等。