在取料機(jī)上PLC及其組態(tài)軟件的應(yīng)用

精品文檔-下載后可編輯在取料機(jī)上PLC及其組態(tài)軟件的應(yīng)用1引言

實(shí)現(xiàn)移動機(jī)的自動取料工作是國內(nèi)外發(fā)展的必然趨勢，為此，需要在大型取料機(jī)上增加HMI人機(jī)交互畫面和部分硬件設(shè)備。對控制系統(tǒng)硬件線路和PLC的程序加以改進(jìn)，便可以通過HMI進(jìn)行參數(shù)設(shè)置、故障報(bào)警和屏幕操作，實(shí)現(xiàn)半自動取料功能。生產(chǎn)中，操作人員將取料機(jī)手動定位至料堆切換，實(shí)現(xiàn)半自動取料功能，增強(qiáng)判斷和處理故障的能力，降低勞動強(qiáng)度，大大提高作業(yè)效率。

2取料機(jī)半自動取料特點(diǎn)

生產(chǎn)中，操作人員將取料機(jī)手動定位至料堆切入處，通過操作臺上的HMI人機(jī)界面設(shè)定取料數(shù)量、旋回區(qū)域和步進(jìn)距離，然后切換至半自動取料模式，通過HMI半自動取料啟動按鈕，進(jìn)行自動取料作業(yè)。首先由啟動一側(cè)旋回區(qū)域自動向另一側(cè)旋回取料，到達(dá)旋回區(qū)域的另一側(cè)后，走行自動按設(shè)定值進(jìn)行寸動，到達(dá)要求的寸動距離后，作反向旋回運(yùn)轉(zhuǎn)，周而復(fù)始直到達(dá)到設(shè)定的取料數(shù)量。

3系統(tǒng)組成

整個(gè)控制系統(tǒng)由一套機(jī)載PLC和一臺XBT型觸摸屏組成。其中PLC主機(jī)采用QUANTUM系列140CPU11303；觸摸屏作為HMI人機(jī)界面，用作機(jī)器工作狀態(tài)顯示，報(bào)警信息的顯示、復(fù)位，參數(shù)的設(shè)置及調(diào)整等，組態(tài)軟件采用XBT-L1000。PLC主機(jī)采用ModBus工業(yè)通信協(xié)議與機(jī)載觸摸屏進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。系統(tǒng)總圖結(jié)構(gòu)圖（見圖1）

3.1采用MODBUS通訊協(xié)議

HMI人機(jī)交互系統(tǒng)、PLC主站與分站之間的通訊方式、通訊協(xié)議和電氣要求多種多樣。本系統(tǒng)將根據(jù)實(shí)際情況選用ModBus方式，充分滿足系統(tǒng)開發(fā)和運(yùn)行需要。

取料機(jī)是現(xiàn)場移動大型設(shè)備，并且它的大車部分和旋臂部分來回頻繁旋轉(zhuǎn)?？紤]到實(shí)際情況本系統(tǒng)采用可靠的ModBus工業(yè)通信協(xié)議，取料機(jī)控制室的PLC主機(jī)和分站，用1根RG6同軸電纜連接起來進(jìn)行通訊。這樣可以降低成本，同時(shí)提高系統(tǒng)的可靠性，使系統(tǒng)易于擴(kuò)展。

3.2智能檢測裝置

為提高設(shè)備性能以及實(shí)現(xiàn)機(jī)側(cè)半自動取料的需要，在懸臂皮帶側(cè)增加一個(gè)皮帶打滑裝置，2個(gè)皮帶檢測跑偏裝置，金屬檢測裝置及一臺電子稱；在走行側(cè)安裝走行編碼器及編碼器接手，用于檢測取料機(jī)走行位置，在料場兩頭各增加一套走行極限保護(hù)裝置；旋回側(cè)安裝旋回編碼器及接手裝置；俯仰側(cè)增加俯仰編碼器及接手裝置；操作室增加機(jī)側(cè)手動取料方式/機(jī)側(cè)半自動取料方式切換開關(guān)，一套UPS及一臺施耐德觸摸屏作為HMI界面。所有電氣信號都將納入PLC設(shè)備和HMI作為控制和監(jiān)視使用。

4軟件設(shè)計(jì)

4.1PLC程序設(shè)計(jì)

系統(tǒng)采用Concept2.6軟件進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，通過操作臺上的選擇開關(guān)，可以選擇三種操作模式：手動、聯(lián)動、自動。

聯(lián)動模式為正常作業(yè)時(shí)的取料模式，在這種模式下會產(chǎn)生各種問題，比如皮帶新增了打滑、跑偏保護(hù)，作業(yè)時(shí)會造成皮帶停車。所以，我們?yōu)槠略隽私饘贆z測保護(hù)，作業(yè)時(shí)金屬檢測保護(hù)會造成皮帶停車，操作人員必須撿出皮帶上的金屬后，在操作臺上復(fù)位方可重新啟動。新增觸摸屏HMI上，操作人員可以看到設(shè)備的狀態(tài)指示、報(bào)警指示、位置指示。旋回速度的控制采用4~20MA的模擬量控制，回轉(zhuǎn)速度及方向等在HMI上均有指示。新增一套電子稱裝置，HMI上有瞬時(shí)流量和累計(jì)量指示。當(dāng)取料瞬時(shí)流量連續(xù)20s超過1200噸/小時(shí)，皮帶啟動蜂鳴器會響。以此提醒操作人員注意。聯(lián)動取料流程圖如圖2所示。

4.2組態(tài)軟件設(shè)計(jì)

我們采用XBT-L1000工控軟件編制，觸摸屏作為HMI人機(jī)界面，用作設(shè)備工作狀態(tài)顯示、報(bào)警信息顯示、參數(shù)設(shè)置、復(fù)位等。該監(jiān)控組態(tài)軟件的結(jié)構(gòu)框圖如圖3所示。

（1）人機(jī)參數(shù)設(shè)置界面

控制、操作方便，能對系統(tǒng)被控設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，如啟停設(shè)備、在線設(shè)置系統(tǒng)的某些工藝參數(shù)等。

（2）實(shí)時(shí)畫面監(jiān)視功能

用圖形、數(shù)值實(shí)時(shí)地顯示現(xiàn)場被控設(shè)備的運(yùn)行情況以及狀態(tài)參數(shù)，使生產(chǎn)操作人員快速了解整個(gè)系統(tǒng)主要的設(shè)備運(yùn)行情況。

（3）報(bào)警功能

當(dāng)參數(shù)超過設(shè)定范圍后或設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，可根據(jù)不同的需要發(fā)出不同等級的聲光報(bào)警。使操作人員很容易就知道發(fā)生故障了。然后通過屏幕顯示報(bào)警信息，操作人員根據(jù)報(bào)警信息切換到相應(yīng)監(jiān)控畫面排除故障。

5結(jié)束語

本文介紹了用PLC及其組態(tài)軟件來設(shè)計(jì)大型取料機(jī)控制系統(tǒng)，詳細(xì)描述了控