PLC在大型糧食儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)中的應(yīng)用

李威

摘 要：近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步以及國家對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重視，我國的糧食產(chǎn)量急劇升高，而糧食的儲(chǔ)存與運(yùn)輸就面臨著嚴(yán)重的問題。PLC作為一種可編程邏輯控制器，其在大型糧食儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)中的應(yīng)用能有效地解決糧食的儲(chǔ)存和運(yùn)輸問題。文章主要針對(duì)PLC在大型糧食儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)行分析，以期能更加有效地完成對(duì)大型糧食的儲(chǔ)存和運(yùn)輸工作，有效促進(jìn)我國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：PLC；糧食儲(chǔ)運(yùn)；應(yīng)用

引言

目前，我國大型糧食儲(chǔ)備庫儲(chǔ)存糧食的形式主要有淺圓倉及立筒倉庫存儲(chǔ)，其儲(chǔ)存工藝和過程主要分為三部分，即：庫群管理、輸送部分以及計(jì)量部分。而PLC主要是對(duì)輸送部分進(jìn)行安全高效的全自動(dòng)控制。它主要包括船舶的來糧入倉和散糧裝駁船、汽車以及倒倉作業(yè)等。這一環(huán)節(jié)具有種類繁多的機(jī)械設(shè)備，不僅施工工藝十分復(fù)雜，而且對(duì)機(jī)械化程度的要求也比較高，同時(shí)設(shè)備間也要求進(jìn)行一定的聯(lián)鎖控制及順序控制。實(shí)現(xiàn)流程逆糧流啟動(dòng)，順糧流方向停止，故障點(diǎn)上游設(shè)備立即停車的工藝要求。其主要設(shè)備有卸船機(jī)、裝船機(jī)、皮帶機(jī)、吸鐵器、初清篩、料位器、除塵風(fēng)網(wǎng)以及電子計(jì)量設(shè)備等組成。PLC控制系統(tǒng)的主要任務(wù)就是最優(yōu)化的調(diào)度對(duì)糧食的進(jìn)出，并有效地采集糧食進(jìn)出的原始數(shù)據(jù)信息，有效的保障大型糧食儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)安全高效地運(yùn)行，并有效促進(jìn)我國糧食產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

1 大型糧食儲(chǔ)運(yùn)工藝流程（如圖1）

由該工藝流程圖可以看出，糧食的存儲(chǔ)和運(yùn)輸是通過PLC控制系統(tǒng)，根據(jù)糧食來源和輸送目的地的不同，可以講將該控制工藝流程大體分為入倉、出倉、倒倉和運(yùn)輸?shù)?個(gè)環(huán)節(jié)。另外，除翻倉以外，其余3各環(huán)節(jié)又大體可以分為：（1）入倉：卸汽車入倉、卸火車入倉以及卸船入倉；（2）出倉：主要包括裝船、裝火車、裝汽車出倉；（3）運(yùn)輸：主要包括火車運(yùn)輸、輪船運(yùn)輸、汽車運(yùn)輸。

在對(duì)糧食進(jìn)行翻倉時(shí)，要特別注意不能和其他路徑產(chǎn)生沖突，即翻倉操作的下一步還是翻倉或者釋放的路徑。而轉(zhuǎn)運(yùn)主要有兩種途徑，而且每次僅能選擇一條路徑，即輪船轉(zhuǎn)運(yùn)到火車或者是由火車轉(zhuǎn)運(yùn)到輪船。接下來就是出倉操作，它可以和入倉同時(shí)進(jìn)行，并且出倉操作可以多次同時(shí)進(jìn)行，所以要綜合考慮設(shè)備的沖突問題。

2 方案設(shè)計(jì)

該儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)方案的結(jié)構(gòu)圖如圖2所示，主要采用人-機(jī)交互層、信息網(wǎng)絡(luò)層以及工藝流程監(jiān)控層。其主要的信息網(wǎng)絡(luò)為PC機(jī)工作站；其人-機(jī)交互層主要選用西門子工控機(jī)；并采用集中控制方式來作為工藝流程監(jiān)控層，選用ControlLogix，并采用PLC遠(yuǎn)程I/O框架結(jié)構(gòu)。

從圖2可以看出，工作站、服務(wù)器以及上位機(jī)都通過工業(yè)以太網(wǎng)方式實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程通信，主站PLC和上位機(jī)之間采用RG-6同軸電纜網(wǎng)絡(luò)有效實(shí)現(xiàn)PLC離線編程、在線調(diào)試以及對(duì)上位機(jī)的監(jiān)控，電子秤主要通過RS-232C卡與上位機(jī)的連接來實(shí)現(xiàn)傳遞糧食進(jìn)出數(shù)據(jù)的目的。主站和分站分別配置光纖中繼器，主站和其他分站通過光纖中繼器、光纖組成星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。這種方式有效降低電纜鋪設(shè)的難度，并有效縮短了連接線路，大大降低了成本，并在極大程度上提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性和可靠性。

3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

3.1 上位機(jī)

該系統(tǒng)中主要采用了4臺(tái)上位機(jī)，其主要作用就是實(shí)現(xiàn)PLC編程、人機(jī)交互、流程監(jiān)控以及通信等。其上位機(jī)的類型為西門子系列的高可靠工業(yè)控制計(jì)算機(jī)。

3.2 PLC配置

PLC的配置主要采用ControlLogixL65系列產(chǎn)品，模塊化程度高，將順序控制，過程控制，過程控制，傳動(dòng)控制和運(yùn)動(dòng)控制集成在一起，允許任意組合使用；不受限制地將多個(gè)處理器，網(wǎng)絡(luò)模塊和I/O模塊任意混合，統(tǒng)一的編程環(huán)境Rslogix5000，連接到Netlix開放網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，提供高效的網(wǎng)絡(luò)通訊能力，增強(qiáng)系統(tǒng)性能。ControlLogixL65處理器支持梯形邏輯圖、順序功能流程圖（SFC）以及結(jié)構(gòu)文本編程。

4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

4.1 上位機(jī)軟件編程

該系統(tǒng)中上位監(jiān)控軟件所使用的組態(tài)軟件為IFIX，其運(yùn)行的主要平臺(tái)是中文Windows XP、2003等。IFIX是Intellution公司工控軟件的最新產(chǎn)品。它主要是以SCADAC節(jié)點(diǎn)為核心，進(jìn)而來有效實(shí)現(xiàn)監(jiān)視、控制、報(bào)警、保存和數(shù)據(jù)歸檔、生成和打印報(bào)表，并用繪圖和視點(diǎn)來創(chuàng)建數(shù)據(jù)的顯示形式等諸多功能，從而能有效地將個(gè)人計(jì)算機(jī)有效地應(yīng)用到集散控制系統(tǒng)中。

4.2 上位機(jī)與下位機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸

通常IFIX軟件無需使用特殊硬件就能有效地獲取數(shù)據(jù)，它可以通過一個(gè)叫I/O的驅(qū)動(dòng)器軟件直接和現(xiàn)場已固有的I/O設(shè)備直接進(jìn)行通信。Intellution為此提供了許多種I/O驅(qū)動(dòng)器，可以支持特殊以及通用I/O的設(shè)備。就算找不到現(xiàn)成的driver程序，IFIX也能提供用戶自行開發(fā)I/O driver程序的軟件接口。

由過程硬件有效得到的現(xiàn)場數(shù)據(jù)過程如下所示：（1）I/O驅(qū)動(dòng)器軟件將I/O設(shè)備的數(shù)據(jù)讀入，然后將其傳送到驅(qū)動(dòng)器映象表（DIT）的指定地址。（2）掃描、報(bào)警以及控制程序（SAC）將從驅(qū)動(dòng)器程序映象表（DIT）來的數(shù)據(jù)讀入，并將其經(jīng)過特殊處理后傳送給過程數(shù)據(jù)庫。（3）數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)經(jīng)過內(nèi)部數(shù)據(jù)庫的訪問功能被有效讀取出來，然后傳輸給要求數(shù)據(jù)的應(yīng)用軟件。同時(shí)，F(xiàn)IX也能按和上面流程相反的程序?qū)?shù)據(jù)寫入過程硬件中去。

4.3 PLC程序設(shè)計(jì)

PLC控制程序主要采用Rslogix5000編程開發(fā)軟件，在該系統(tǒng)中PLC控制程序相互咬用梯形圖語言來進(jìn)行編寫。該編程軟件支持模塊化的設(shè)計(jì)，在該系統(tǒng)中，現(xiàn)場需要控制的設(shè)備非常多，所以在進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)時(shí)，要保障每一臺(tái)現(xiàn)場設(shè)備都能夠編寫一個(gè)獨(dú)立的控制子程序模塊，并且確保任意一個(gè)工藝流程程序都是由多個(gè)獨(dú)立的控制程序模塊所組成。

5 結(jié)束語

在大型糧食的儲(chǔ)運(yùn)中利用PLC完善的功能不僅有效實(shí)現(xiàn)了糧食的儲(chǔ)存和轉(zhuǎn)運(yùn)中的人機(jī)對(duì)話、自動(dòng)監(jiān)控、數(shù)據(jù)處理、故障報(bào)警、遠(yuǎn)程通信以及報(bào)表打印等。自PLC在大型糧食儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)中投入使用以來，表現(xiàn)出良好的運(yùn)行成果，并有效促進(jìn)了我國糧食產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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