PLC在自動(dòng)送料裝車中的應(yīng)用

1、PLC在自動(dòng)送料裝車中的應(yīng)用The Application of PC&PLC in Material Feeding and Loading Autocontrol System摘要： 本文討論運(yùn)用PLC實(shí)現(xiàn)對(duì)送料裝具系統(tǒng)的自動(dòng)控制，并通過PC與PLC的通信實(shí)現(xiàn)PC對(duì)PLC的遠(yuǎn)程控制。通過對(duì)工作過程的分析，編寫了通信模塊代碼、PLC內(nèi)部程序、設(shè)計(jì)了VB界面，成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)送料裝車系統(tǒng)的遠(yuǎn)程自動(dòng)控制。關(guān)鍵詞：PLC、通信協(xié)議、VBAbstract：This paper expounds how to achieve the autocontrol of the material feed

2、ing and loading system and realize the PCs long-distance control to PLC. On the analysis of the material feeding and loading systems running process, the control programme is complied. The VB interface and communication programme are also designed to realize the long-distance control successfully.Ke

3、ywords: PLC、communication protocol、VB一 引言本論文所研究的內(nèi)容是某大型采石廠的技改項(xiàng)目，在進(jìn)行技術(shù)改造之前，粉碎好的石頭從15米高的粉碎作業(yè)區(qū)經(jīng)過三級(jí)傳送帶運(yùn)送到停留在地面的卡車中。石塊在傳送帶上傳送過程中時(shí)常飛濺下來，對(duì)地面操作裝載人員的人身安全造成嚴(yán)重威脅，同時(shí)，因?yàn)閭魉蛶Т笮万?qū)動(dòng)電機(jī)開關(guān)瞬間存在電弧放電、工作現(xiàn)場噪聲太大也對(duì)操作人員安全不利，因此，該采石廠迫切希望對(duì)石料的傳送過程進(jìn)行改進(jìn)，改善作業(yè)人員的工作條件。為使該采石廠實(shí)現(xiàn)裝車過程全部自動(dòng)化，作者研究和設(shè)計(jì)了一套遠(yuǎn)程自動(dòng)控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)已經(jīng)在某大型采石廠得到了實(shí)際應(yīng)用，成功實(shí)現(xiàn)了控制面與操作面的

4、分離，工作人員安全有了可靠保障。二 系統(tǒng)功能系統(tǒng)功能如圖1所示。初始狀態(tài)當(dāng)空車停留在裝載區(qū)時(shí)，綠燈（L2）滅，紅燈（L1）圖1 自動(dòng)送料裝車系統(tǒng)示意圖亮，表示可以開始裝料，此時(shí)，進(jìn)料閥門（K1），料斗閥門（K2），電動(dòng)機(jī)（M1，M2，M3）皆為OFF狀態(tài)。系統(tǒng)開啟后，進(jìn)料閥門K1打開料斗進(jìn)料，石料經(jīng)過6s攪拌后，出料閥門打開，同時(shí)傳送帶驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)M1運(yùn)行；經(jīng)過2s后，電動(dòng)機(jī)M2運(yùn)行；再經(jīng)過2s，M3運(yùn)行，依次順序起動(dòng)送料系統(tǒng)。物料通過傳送帶的傳送，裝入汽車。進(jìn)料閥門K1打開后，如果裝料過快，料斗中原料快溢出時(shí)，檢測開關(guān)S1=1（打開），進(jìn)料閥門K1關(guān)閉。當(dāng)汽車重量達(dá)到額定數(shù)值后，稱重開關(guān)S2動(dòng)

5、作，料斗進(jìn)料閥門K1關(guān)閉，10 s后出料閥門K2關(guān)閉，每過一個(gè)2s后M1，M2，M3依次停止，M3停止同時(shí)L2亮，L1滅，表示汽車可以開走。三 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)1下位機(jī)設(shè)計(jì)選用由于自動(dòng)送料裝車系統(tǒng)這個(gè)控制對(duì)象的控制量為開關(guān)量，而且控制的量比較少，在保證正常工作的前提下，基于性價(jià)比的原因選用超小型PLC低檔機(jī)。而松下電工FP0系列C14就是一款性能優(yōu)秀的超小型PLC低檔機(jī)。它的編程口為RS232口，可直接與計(jì)算機(jī)相連，無需適配器，程序存儲(chǔ)容量5K。2上位機(jī)設(shè)計(jì)選用在系統(tǒng)中，上位機(jī)主要完成管理功能。基于此，設(shè)計(jì)選型時(shí)，用PC代替工控機(jī)。PC價(jià)格便宜，操作方便，內(nèi)存大，人機(jī)界面友好，帶有標(biāo)準(zhǔn)的 通信口，

6、易于和FP0型PLC相連。而工控機(jī)目前價(jià)位較高，出于經(jīng)濟(jì)性考慮本項(xiàng)目沒有采用工控機(jī)，PC完全可以滿足要求。3PLC與上位機(jī)的聯(lián)接系統(tǒng)的通信設(shè)計(jì)選用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)結(jié)構(gòu)。由于FP0型PLC的通信口和編程口共用一個(gè)RS232接口，故采用RS232-RS232的編程電纜作為PC與PLC的連接線，通信距離可達(dá)15，能夠滿足工作現(xiàn)場要求。四 軟件1PLC控制程序設(shè)計(jì)第一步 確定輸入、輸出點(diǎn)數(shù)并連接線路，PLC外部端子接線如表1所示；表1 C14型PLC I/O分配I/O口功能說明I/O口功能說明X20檢測開關(guān)Y3傳送電機(jī)2X21檢測稱重開關(guān)Y20傳送電機(jī)3Y0進(jìn)料開關(guān)Y21紅燈Y1出料開關(guān)Y22綠燈Y2傳送電機(jī)1

7、第二步 根據(jù)系統(tǒng)的功能要求繪制程序流程圖，如圖2所示；系統(tǒng)開啟S2亮？K1開啟K2開啟M1啟動(dòng)M2啟動(dòng)M3啟動(dòng)S1亮？K1關(guān)L1滅K2關(guān)閉M1關(guān)閉L2亮M3關(guān)閉M2關(guān)閉裝車完畢K1關(guān)閉L1亮 Y N N Y圖2 PLC內(nèi)部程序流程圖第三步 根據(jù)流程圖編寫PLC內(nèi)部程序，在此從略，梯形圖程序可向作者索取。2PLC通信協(xié)議及其實(shí)現(xiàn)要想實(shí)現(xiàn)對(duì)PLC的遠(yuǎn)程控制就必須研究PLC的通信協(xié)議，從而使PC機(jī)發(fā)出的指令能夠被PLC識(shí)別并做出正確的響應(yīng)。松下FP系列PLC通信數(shù)據(jù)格式如下所示：指令信息（PC發(fā)出）：%HL#發(fā)送文本BCCCRPLC應(yīng)答信息(正常時(shí))：%HL$響應(yīng)文本BCCCRPLC應(yīng)答信息(發(fā)生錯(cuò)

8、誤時(shí))：%HL!應(yīng)答信息BCCCR注： “ % ”為起始符號(hào),標(biāo)記每一幀報(bào)文的開始； “ CR ”為結(jié)束符號(hào),標(biāo)記每一幀報(bào)文的結(jié)束； “ AD ”為每一站PLC的地址,用兩位十六進(jìn)制數(shù)表示,如 01 則代表第一臺(tái)PLC； “ # ”, “ $ ”, “ ! ”標(biāo)記該幀報(bào)文為何種類型,其分別對(duì)應(yīng)為:指令信息,應(yīng)答信息(正常),應(yīng)答信息(錯(cuò)誤)； “ BCC ”為校驗(yàn)碼,為兩位十六進(jìn)制數(shù)。根據(jù)PLC通信協(xié)議要求，筆者運(yùn)用VB語言編寫了一個(gè)高效的通信控件FPComm,運(yùn)用該控件，在PC上可以方便的對(duì)PLC的內(nèi)部繼電器R、積存器DT、通信端口進(jìn)行設(shè)置和狀態(tài)讀取。通信控件的VB代碼可向作者索取。3PC控

9、制面設(shè)計(jì)在根據(jù)通信協(xié)議要求編寫完VB通信控件之后，控制面設(shè)計(jì)工作就變的非常簡單了，只需運(yùn)用VB自帶的基本控件就可完成設(shè)計(jì)任務(wù)，在此不再贅述。需要強(qiáng)調(diào)的一點(diǎn)是：必須把事先編寫好的通信控件添加到控件庫中然后再調(diào)用此控件才能完成通信，否則通信報(bào)錯(cuò)。五 結(jié)語該系統(tǒng)經(jīng)過實(shí)際運(yùn)行，其工作可靠、穩(wěn)定。某采石廠應(yīng)用該系統(tǒng)后，取得了如下兩方面的效益：一是保證了操作人員的安全，RS232的有效通信距離達(dá)15米，完全可以實(shí)現(xiàn)控制面與操作面的分離，操作人員不必再親臨現(xiàn)場；二是大幅度提高了工效，采用該系統(tǒng)之前，一輛載重10噸的運(yùn)輸車平均裝車時(shí)間為20分鐘，采用該系統(tǒng)之后，平均裝車時(shí)間縮短為9分鐘，在大批量裝載車輛時(shí)優(yōu)勢更加明顯。參考文獻(xiàn)：1郭世鋼，PLC的人機(jī)接口與編程，微計(jì)算機(jī)信息雜志，2006年第7-1期，P42-44 2周萬珍，PLC分析設(shè)計(jì)應(yīng)用，電子工業(yè)出版社，2002技術(shù)創(chuàng)新： FP0型PLC都是編程口與通信口共用，