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，而糧食的儲存與運輸就面臨著嚴(yán)重的問題。PLC作為一種可編程邏輯控制器，其在大型糧食儲運系統(tǒng)中的應(yīng)用能有效地解決糧食的儲存和運輸問題。文章主要針對PLC在大型糧食儲運系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)行分析，以期能更加有效地完成對大型糧食的儲存和運輸工作，有效促進(jìn)我國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：PLC；糧食儲運；應(yīng)用

引言

目前，我國大型糧食儲備庫儲存糧食的形式主要有淺圓倉及立筒倉庫存儲，其儲存工藝和過程主要分為三部分，即：庫群管理、輸送部分以及計量部分。而PLC主要是對輸送部分進(jìn)行安全高效的全自動控制。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)具有種類繁多的機械設(shè)備，不僅施工工藝十分復(fù)雜，而且對機械化程度的要求也比較高，同時設(shè)備間也要求進(jìn)行一定的聯(lián)鎖控制及順序控制。實現(xiàn)流程逆糧流啟動，順糧流方向停止，故障點上游設(shè)備立即停車的工藝要求。其主要設(shè)備有卸船機、裝船機、皮帶機、吸鐵器、初清篩、料位器、除塵風(fēng)網(wǎng)以及電子計量設(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運系統(tǒng)安全高效地運行，并有效促進(jìn)我國糧食產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

1 大型糧食儲運工藝流程（如圖1）

由該工藝流程圖可以看出，糧食的存儲和運輸是通過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、倒倉和運輸?shù)?個環(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）運輸：主要包括火車運輸、輪船運輸、汽車運輸。

在對糧食進(jìn)行翻倉時，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)運到火車或者是由火車轉(zhuǎn)運到輪船。接下來就是出倉操作，它可以和入倉同時進(jìn)行，并且出倉操作可以多次同時進(jìn)行，所以要綜合考慮設(shè)備的沖突問題。

2 方案設(shè)計

該儲運系統(tǒng)方案的結(jié)構(gòu)圖如圖2所示，主要采用人-機交互層、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機工作站；其人-機交互層主要選用西門子工控機；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)器以及上位機都通過工業(yè)以太網(wǎng)方式實現(xiàn)了遠(yuǎn)程通信，主站PLC和上位機之間采用RG-6同軸電纜網(wǎng)絡(luò)有效實現(xiàn)PLC離線編程、在線調(diào)試以及對上位機的監(jiān)控，電子秤主要通過RS-232C卡與上位機的連接來實現(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

3.1 上位機

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

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，傳動控制和運動控制集成在一起，允許任意組合使用；不受限制地將多個處理器，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

4.1 上位機軟件編程

該系統(tǒng)中上位監(jiān)控軟件所使用的組態(tài)軟件為IFIX，其運行的主要平臺是中文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)點為核心，進(jìn)而來有效實現(xiàn)監(jiān)視、控制、報警、保存和數(shù)據(jù)歸檔、生成和打印報表，并用繪圖和視點來創(chuàng)建數(shù)據(jù)的顯示形式等諸多功能，從而能有效地將個人計算機有效地應(yīng)用到集散控制系統(tǒng)中。

4.2 上位機與下位機的數(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)，它可以通過一個叫I/O的驅(qū)動器軟件直接和現(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)動器映象表（DIT）的指定地址。（2）掃描、報警以及控制程序（SAC）將從驅(qū)動器程序映象表（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，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

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，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)計時，要保障每一臺現(xiàn)場設(shè)備都能夠編寫一個獨立的控制子程序模塊，并且確保任意一個工藝流程程序都是由多個獨立的控制程序模塊所組成。

5 結(jié)束語

在大型糧食的儲運中利用PLC完善的功能不僅有效實現(xiàn)了糧食的儲存和轉(zhuǎn)運中的人機對話、自動監(jiān)控、數(shù)據(jù)處理、故障報警、遠(yuǎn)程通信以及報表打印等。自PLC在大型糧食儲運系統(tǒng)中投入使用以來，表現(xiàn)出良好的運行成果，并有效促進(jìn)了我國糧食產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]李白雅，郭曉定.PLC在大型糧食中轉(zhuǎn)倉庫監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 電氣傳動自動化，2012（24）：225-229.

[2]姚健，姚源記，宋志兵.國家大型糧庫過程控制PLC監(jiān)控系統(tǒng)[J]. 微計算機信息，2011.

[3]郭曉定，吳新開，范小春.PLC在大型糧食中轉(zhuǎn)倉庫中的應(yīng)用[J]. 應(yīng)用技術(shù)，2014.