【摘 要】介紹了在機場行李系統(tǒng)自動控制過程中,PLC(可編程邏輯控制器)的控制方法、PLC與安檢系統(tǒng)的聯(lián)動控制、PLC梯形圖的編程以及PLC與監(jiān)視中心計算機的數(shù)據(jù)交換。
?? 關鍵詞:PLC 梯形圖 聯(lián)動控制 監(jiān)視計算機
1 引 言
PLC(Program Logic Control,可編程邏輯控制器)具有編程容易、通用性強、可靠性高、控制系統(tǒng)構成簡單、維護方便等優(yōu)點,常用作監(jiān)控系統(tǒng)的一種現(xiàn)場設備,它擅長對開關信號進行時序邏輯和組合邏輯控制,具有實時信號數(shù)據(jù)采集、出色的可編程控制能力、集中圖形顯示、智能化數(shù)據(jù)處理、自動打印記錄等諸多優(yōu)點。這種系統(tǒng)功能齊全、性能穩(wěn)定、性價比高,深受眾多用戶的青睞,目前在工業(yè)自動化領域中應用十分廣泛。南京祿口國際機場的行李處理系統(tǒng)就采用了AEGModicon公司的PLC產品,通過PLC完成行李處理系統(tǒng)(BHS,Ba ggage Handling System)與安檢系統(tǒng)(SCS,Security Control System)聯(lián)動的PLC控制程序編程,接受火災報警系統(tǒng)(FIAS,F(xiàn)ire Information Alarm System)的火警信號自動處理,同時完成PLC向行李監(jiān)視中心計算機實時信號傳遞的編程。
2 PLC的工作原理
PLC由CPU、控制電路及與CPU連接的I/O(輸入/輸出)模塊組成,輸入模塊接受現(xiàn)場傳感設備的電信號,并將該電信號轉換成能被CPU處理的電平信號,CPU在系統(tǒng)軟件的控制下,在進行必要的內務處理之后,按照編寫的梯形圖網(wǎng)絡的順序號,逐一解讀,直到最后一個網(wǎng)絡。輸出模塊把CPU解讀程序邏輯的結果以必需的電壓或電流信號的形式送給現(xiàn)場的有關設備。
3 行李系統(tǒng)控制要求
行李系統(tǒng)由4個到港子系統(tǒng)和3個離港子系統(tǒng)組成,每個子系統(tǒng)由2條輸送線、1個轉盤和1個控制柜組成。所有現(xiàn)場實時信號通過以太網(wǎng)送至監(jiān)視中心的計算機上,集中圖形顯示,自動報警并打印錯誤信息。系統(tǒng)結構見圖1。
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4 PLC的選用及控制過程
???為了實現(xiàn)行李系統(tǒng)的控制功能,提高工作人員的工作效率,祿口機場的行李處理系統(tǒng)選用了Modicon公司的984-145(到港系統(tǒng))和984-E685(離港系統(tǒng))兩種型號的PLC,并配備了相應的I/O模塊 。984-145型屬于Modicon984緊湊型的PLC,它將大型PLC的功能放置在一個模塊式、微型的組合件內。984-145PLC具有8K用戶邏輯,1920個寄存器,含有一個Modbus接口,從而提供了可連接控制器、編程器 、操作員接口及主計算機的方法。984-145PLC還有一個Modbus+9針通訊口,一個為Modbus+口編址的DIP(Double Inline Package,雙列直插式組件)開關和相應的Modbus+口LED指示燈,它可進行高性能 、點對點及網(wǎng)絡廣播通訊。984-685E型PLC適合中、大型應用場合,它支持5個本地800系列I/O機架及31個遠程站。984-685E支持可選處理器以增加系統(tǒng)的性能和功能,包括S911熱備處理器和D908分布式控制處理器。984-685E型PLC具有16K用戶邏輯區(qū),9999個寄存器,2個Modbus接口和1個Modbus-plus通訊口。每個控制柜留下了30%的冗余,以供將來拓展。
行李處理系統(tǒng)采用分散式控制原理,使用Modicon公司的Modbus Plus通訊網(wǎng)絡,將7個控制柜與監(jiān)視中心(MIS,Manage Information System)的監(jiān)視計算機連接起來。通過支持Modbus Plus通訊能力PLC中的MSTR(Master System TravelRule,主要系統(tǒng)傳送功能協(xié)議)功能塊,網(wǎng)絡允許監(jiān)視計算機和每個PLC之間以1Mbps的速率啟始信息的傳遞,進行網(wǎng)絡控制、數(shù)據(jù)采集、在線遠程編程、程序上裝下裝等操作,具備了完備的遠程控制、信息采集、故障監(jiān)視報警等多項先進的功能,這樣,在監(jiān)視中心(MIS)就可以監(jiān)視現(xiàn)場設備的運行情況,故障發(fā)生的時間、地點及故障原因,以便及時處理。
5 PLC控制軟件的編程
根據(jù)功能圖表設計PLC的梯形圖程序所用邏輯符號與繼電器、接觸器系統(tǒng)原理圖的相應符號極其相似,人們能迅速熟悉該種編程語言,對于復雜的系統(tǒng),在梯形圖設計中采用大量的中間單元來完成記憶、聯(lián)鎖、互鎖等功能,只要熟悉控制流程,分析起來比較容易,修改和閱讀也很方便。
5.1 BHS與SCS的聯(lián)動控制
行李系統(tǒng)與一組雙通道X光機通過2條17+E芯通信電纜交換信息,并由PLC完成程序處理,然后將反應信號送至連在輸出信號接口的電機及電氣設備上,再通過行李LAN網(wǎng)絡將監(jiān)視信號送至MIS監(jiān)視中心。
辦票柜臺與安檢系統(tǒng)聯(lián)動的行李PLC控制程序如圖2所示。
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?? 當行李輸送線及X光機都處于工作狀態(tài)的時候,PLC接受下列指令:X光機稱重帶緩動(10 106)、稱重帶運行(當稱重帶上的光電管被行李擋住時,就禁止稱重帶緩動,讓稱重帶運行)、發(fā)送帶運行(10 107)、SCS請求發(fā)送窗口(10108)。PLC完成如圖3所示的程序的計算與控制。
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?? D1X1處的發(fā)送帶D1D1發(fā)出窗口請求至行李PLC.
?? PLC程序計算在同一時刻整個辦票柜臺有多少個X光機發(fā)出窗口請求至行李PLC。
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?? PLC程序比較同一時刻X光機發(fā)出的請求,在行李主集送帶上安排出相應的間隔距離,控制發(fā)送帶彈送行李至主集送帶的時機,防止包相互碰撞。
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5.2 PLC至MIS監(jiān)視中心的信號發(fā)送
當PLC控制程序運行時,需要將各程序控制點的狀態(tài)信號由MSTR功能塊送至MIS監(jiān)視中心 ,由監(jiān)視計算機進行信號處理并集中顯示,便于維護人員及時發(fā)現(xiàn)故障并處理。
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???? PLC將辦票柜臺各電機狀態(tài)、開關及相應傳感器的狀態(tài)送至MIS監(jiān)視計算機。同樣也把輸送線及轉盤上的各種狀態(tài)送至MIS監(jiān)視計算機。
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5.3 PLC的自動故障處理
PLC程序實時接收現(xiàn)場各種元器件及電機開關的信號,如發(fā)現(xiàn)異常,則自動進行故障處理 。其梯形圖見圖7 。
?? PLC程序還有對辦票柜臺的電機相應保護程序。
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??? 當電機過載或現(xiàn)場堵包時,由現(xiàn)場的壓力傳感器或光電管將信號傳送給PLC。
? PLC輸出模塊切斷相應電機的控制開關(24V電壓),切斷電機電源。
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5.4 BHS與FIAS的信息聯(lián)絡
PLC接受火災報警系統(tǒng)(FIAS)的火警信號后,降下防火卷簾門,隔離著火分區(qū),關閉相應輸送線,同時將信息送至MIS。其梯形圖如圖10所示。
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6 結束語
在機場行李處理系統(tǒng)中運用PLC進行自動控制,并運用計算機集成控制系統(tǒng),這樣的設計功能在行李系統(tǒng)投入運行后,可使辦票人員簡單、快捷地為旅客辦理行李手續(xù),極大地提高了工作效率,同時由于PLC的自動控制與自動保護以及監(jiān)視中心的采用,能大幅減少系統(tǒng)維護人員的數(shù)量,減少系統(tǒng)設備事故的發(fā)生,從而產生較大的經濟效益和社會效益。
參考文獻
1 日本三菱公司(北京)著譯.F1 Series Programmer Controller User Manual. 1993
2 孫同景,徐德編著.可編程序控制器應用基礎.山東科學技術出版社,1996
3 陳雨春,李景學編.可編程序控制器應用軟件設計方法與技巧.北京:電子工業(yè)出版社 ,1992
4 魏志精.可編程控制器應用技術.北京:電子工業(yè)出版社,1995年7月第1版
5 Ian Cookie 著,上海海德公司譯.MODICON PLC984 INTRODUCTION.1996
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1 引 言
PLC(Program Logic Control,可編程邏輯控制器)具有編程容易、通用性強、可靠性高、控制系統(tǒng)構成簡單、維護方便等優(yōu)點,常用作監(jiān)控系統(tǒng)的一種現(xiàn)場設備,它擅長對開關信號進行時序邏輯和組合邏輯控制,具有實時信號數(shù)據(jù)采集、出色的可編程控制能力、集中圖形顯示、智能化數(shù)據(jù)處理、自動打印記錄等諸多優(yōu)點。這種系統(tǒng)功能齊全、性能穩(wěn)定、性價比高,深受眾多用戶的青睞,目前在工業(yè)自動化領域中應用十分廣泛。南京祿口國際機場的行李處理系統(tǒng)就采用了AEGModicon公司的PLC產品,通過PLC完成行李處理系統(tǒng)(BHS,Ba ggage Handling System)與安檢系統(tǒng)(SCS,Security Control System)聯(lián)動的PLC控制程序編程,接受火災報警系統(tǒng)(FIAS,F(xiàn)ire Information Alarm System)的火警信號自動處理,同時完成PLC向行李監(jiān)視中心計算機實時信號傳遞的編程。
2 PLC的工作原理
PLC由CPU、控制電路及與CPU連接的I/O(輸入/輸出)模塊組成,輸入模塊接受現(xiàn)場傳感設備的電信號,并將該電信號轉換成能被CPU處理的電平信號,CPU在系統(tǒng)軟件的控制下,在進行必要的內務處理之后,按照編寫的梯形圖網(wǎng)絡的順序號,逐一解讀,直到最后一個網(wǎng)絡。輸出模塊把CPU解讀程序邏輯的結果以必需的電壓或電流信號的形式送給現(xiàn)場的有關設備。
3 行李系統(tǒng)控制要求
行李系統(tǒng)由4個到港子系統(tǒng)和3個離港子系統(tǒng)組成,每個子系統(tǒng)由2條輸送線、1個轉盤和1個控制柜組成。所有現(xiàn)場實時信號通過以太網(wǎng)送至監(jiān)視中心的計算機上,集中圖形顯示,自動報警并打印錯誤信息。系統(tǒng)結構見圖1。
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4 PLC的選用及控制過程
???為了實現(xiàn)行李系統(tǒng)的控制功能,提高工作人員的工作效率,祿口機場的行李處理系統(tǒng)選用了Modicon公司的984-145(到港系統(tǒng))和984-E685(離港系統(tǒng))兩種型號的PLC,并配備了相應的I/O模塊 。984-145型屬于Modicon984緊湊型的PLC,它將大型PLC的功能放置在一個模塊式、微型的組合件內。984-145PLC具有8K用戶邏輯,1920個寄存器,含有一個Modbus接口,從而提供了可連接控制器、編程器 、操作員接口及主計算機的方法。984-145PLC還有一個Modbus+9針通訊口,一個為Modbus+口編址的DIP(Double Inline Package,雙列直插式組件)開關和相應的Modbus+口LED指示燈,它可進行高性能 、點對點及網(wǎng)絡廣播通訊。984-685E型PLC適合中、大型應用場合,它支持5個本地800系列I/O機架及31個遠程站。984-685E支持可選處理器以增加系統(tǒng)的性能和功能,包括S911熱備處理器和D908分布式控制處理器。984-685E型PLC具有16K用戶邏輯區(qū),9999個寄存器,2個Modbus接口和1個Modbus-plus通訊口。每個控制柜留下了30%的冗余,以供將來拓展。
行李處理系統(tǒng)采用分散式控制原理,使用Modicon公司的Modbus Plus通訊網(wǎng)絡,將7個控制柜與監(jiān)視中心(MIS,Manage Information System)的監(jiān)視計算機連接起來。通過支持Modbus Plus通訊能力PLC中的MSTR(Master System TravelRule,主要系統(tǒng)傳送功能協(xié)議)功能塊,網(wǎng)絡允許監(jiān)視計算機和每個PLC之間以1Mbps的速率啟始信息的傳遞,進行網(wǎng)絡控制、數(shù)據(jù)采集、在線遠程編程、程序上裝下裝等操作,具備了完備的遠程控制、信息采集、故障監(jiān)視報警等多項先進的功能,這樣,在監(jiān)視中心(MIS)就可以監(jiān)視現(xiàn)場設備的運行情況,故障發(fā)生的時間、地點及故障原因,以便及時處理。
5 PLC控制軟件的編程
根據(jù)功能圖表設計PLC的梯形圖程序所用邏輯符號與繼電器、接觸器系統(tǒng)原理圖的相應符號極其相似,人們能迅速熟悉該種編程語言,對于復雜的系統(tǒng),在梯形圖設計中采用大量的中間單元來完成記憶、聯(lián)鎖、互鎖等功能,只要熟悉控制流程,分析起來比較容易,修改和閱讀也很方便。
5.1 BHS與SCS的聯(lián)動控制
行李系統(tǒng)與一組雙通道X光機通過2條17+E芯通信電纜交換信息,并由PLC完成程序處理,然后將反應信號送至連在輸出信號接口的電機及電氣設備上,再通過行李LAN網(wǎng)絡將監(jiān)視信號送至MIS監(jiān)視中心。
辦票柜臺與安檢系統(tǒng)聯(lián)動的行李PLC控制程序如圖2所示。
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?? PLC程序比較同一時刻X光機發(fā)出的請求,在行李主集送帶上安排出相應的間隔距離,控制發(fā)送帶彈送行李至主集送帶的時機,防止包相互碰撞。
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5.2 PLC至MIS監(jiān)視中心的信號發(fā)送
當PLC控制程序運行時,需要將各程序控制點的狀態(tài)信號由MSTR功能塊送至MIS監(jiān)視中心 ,由監(jiān)視計算機進行信號處理并集中顯示,便于維護人員及時發(fā)現(xiàn)故障并處理。
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???? PLC將辦票柜臺各電機狀態(tài)、開關及相應傳感器的狀態(tài)送至MIS監(jiān)視計算機。同樣也把輸送線及轉盤上的各種狀態(tài)送至MIS監(jiān)視計算機。
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5.3 PLC的自動故障處理
PLC程序實時接收現(xiàn)場各種元器件及電機開關的信號,如發(fā)現(xiàn)異常,則自動進行故障處理 。其梯形圖見圖7 。
?? PLC程序還有對辦票柜臺的電機相應保護程序。
???????????????????????

??? 當電機過載或現(xiàn)場堵包時,由現(xiàn)場的壓力傳感器或光電管將信號傳送給PLC。
? PLC輸出模塊切斷相應電機的控制開關(24V電壓),切斷電機電源。
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5.4 BHS與FIAS的信息聯(lián)絡
PLC接受火災報警系統(tǒng)(FIAS)的火警信號后,降下防火卷簾門,隔離著火分區(qū),關閉相應輸送線,同時將信息送至MIS。其梯形圖如圖10所示。
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6 結束語
在機場行李處理系統(tǒng)中運用PLC進行自動控制,并運用計算機集成控制系統(tǒng),這樣的設計功能在行李系統(tǒng)投入運行后,可使辦票人員簡單、快捷地為旅客辦理行李手續(xù),極大地提高了工作效率,同時由于PLC的自動控制與自動保護以及監(jiān)視中心的采用,能大幅減少系統(tǒng)維護人員的數(shù)量,減少系統(tǒng)設備事故的發(fā)生,從而產生較大的經濟效益和社會效益。
參考文獻
2 孫同景,徐德編著.可編程序控制器應用基礎.山東科學技術出版社,1996
3 陳雨春,李景學編.可編程序控制器應用軟件設計方法與技巧.北京:電子工業(yè)出版社 ,1992
4 魏志精.可編程控制器應用技術.北京:電子工業(yè)出版社,1995年7月第1版
5 Ian Cookie 著,上海海德公司譯.MODICON PLC984 INTRODUCTION.1996
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