劉霞 高銳

摘? 要：當(dāng)今社會(huì)科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，微電子產(chǎn)品更新?lián)Q代速度非常之快，PLC技術(shù)經(jīng)過(guò)不斷改進(jìn)和發(fā)展，功能越來(lái)越強(qiáng)大，體積越來(lái)越小 ，成本越來(lái)越低， 可靠性大大提高，基于PLC這些優(yōu)點(diǎn)，將PLC控制技術(shù)廣泛應(yīng)用于散裝物料裝車(chē)系統(tǒng)中，不僅使裝車(chē)系統(tǒng)得到了優(yōu)化，而且大大減少了人力、物力、財(cái)力，提高了裝車(chē)效率，從而使裝車(chē)系統(tǒng)功能得到了質(zhì)的飛躍。

關(guān)鍵詞：PLC控制技術(shù);散裝物料裝車(chē)系統(tǒng);裝車(chē)效率

中圖分類(lèi)號(hào)：TP273? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

1 PLC技術(shù)介紹

現(xiàn)代社會(huì)已進(jìn)入微型計(jì)算機(jī)時(shí)代，傳統(tǒng)老式的繼電器系統(tǒng)已經(jīng)被歷史淘汰。PLC控制技術(shù)更加方便簡(jiǎn)潔，通過(guò)對(duì)PLC編程，調(diào)試等就可以實(shí)現(xiàn)較為復(fù)雜的工序，從而使工作流程得到簡(jiǎn)化，工作效率得到提高。

PLC又叫可編程邏輯控制器，是模仿原繼電器的控制原理逐步發(fā)展而來(lái)的，最初階段，可編程控制器功能單一，只能處理簡(jiǎn)單的開(kāi)關(guān)量信號(hào)，應(yīng)用在汽車(chē)行業(yè)，現(xiàn)如今，PLC控制技術(shù)高速發(fā)展，功能不斷改善，現(xiàn)如今已延伸至各行各業(yè)。

PLC雖然種類(lèi)繁多，不同品牌型號(hào)不一，但其工作原理基本上是一致的。其工作過(guò)程是按周期來(lái)衡量計(jì)算的，一個(gè)掃描周期可分為3個(gè)階段，即輸入采樣階段、程序執(zhí)行階段和輸出刷新階段。PLC的工作過(guò)程就是重復(fù)上述掃描周期的過(guò)程。

當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)電流、電壓或開(kāi)關(guān)量等信號(hào)輸入PLC中時(shí)，這些信號(hào)經(jīng)過(guò)調(diào)理電路存到PLC的相應(yīng)單元內(nèi)，再經(jīng)過(guò)CPU掃描讀入相應(yīng)的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，將它們存入PLC中;然后PLC進(jìn)行程序運(yùn)行處理，將這些存入的信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理，待運(yùn)算處理完畢后輸出給執(zhí)行機(jī)構(gòu)來(lái)驅(qū)動(dòng)所帶負(fù)載。

2 PLC控制技術(shù)在快速定量裝車(chē)系統(tǒng)中的應(yīng)用

快速定量裝車(chē)系統(tǒng)采用美國(guó)AB公司的PLC進(jìn)行集中控制及檢測(cè)，由PLC柜、MCC柜及配電柜、就地操作箱、上位機(jī)及打印機(jī)、就地儀表及其附件等組成，工控機(jī)為雙套系統(tǒng)，一備一用?？蓪?duì)從給料系統(tǒng)開(kāi)始直至列車(chē)裝出全過(guò)程的設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)和控制;控制范圍包括裝車(chē)站內(nèi)除塵器、裝車(chē)樓液壓系統(tǒng)、自動(dòng)潤(rùn)滑系統(tǒng)及相關(guān)輔助系統(tǒng)的控制。

該系統(tǒng)中PLC主站模塊采用AB公司1756系列模塊，操作就地箱及配電箱內(nèi)的從站模塊采用AB公司1794系列模塊，主從模塊之間通過(guò)C總線(xiàn)方式進(jìn)行通信，完成設(shè)備控制及緩沖倉(cāng)料位、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)。主站PLC經(jīng)交換機(jī)與上位機(jī)實(shí)現(xiàn)Ethernet信息聯(lián)網(wǎng)。上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)采用豐富多彩的動(dòng)態(tài)圖形畫(huà)面，形象直觀的顯示在線(xiàn)監(jiān)控全部控制過(guò)程。PLC主要控制裝車(chē)站內(nèi)高精度定量稱(chēng)重配料系統(tǒng)、稱(chēng)重精度砝碼的校驗(yàn)、裝車(chē)過(guò)程控制和裝車(chē)凈重、毛重、累計(jì)總重、時(shí)間等一系列數(shù)據(jù)的打印等功能。

該裝車(chē)系統(tǒng)有3種控制方式：手動(dòng)、自動(dòng)、半自動(dòng)裝車(chē)。在工作人員進(jìn)行設(shè)備調(diào)試時(shí)一般采用手動(dòng)就地操作，設(shè)備調(diào)試完成后采用自動(dòng)裝車(chē)，目前可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)配煤，手動(dòng)裝車(chē)。

該系統(tǒng)采用軟件編程，將裝車(chē)系統(tǒng)相應(yīng)的程序輸入PLC中，PLC對(duì)相應(yīng)輸入信號(hào)進(jìn)行處理，數(shù)據(jù)處理后將信息送到輸出模塊用于控制和模擬顯示。

3 PLC控制技術(shù)在裝車(chē)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)功能及發(fā)展方向

3.1 實(shí)現(xiàn)功能

（1）裝車(chē)系統(tǒng)采用國(guó)際知名品牌的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)字總線(xiàn)技術(shù)，能與上級(jí)網(wǎng)絡(luò)交換系統(tǒng)配置參數(shù)和數(shù)據(jù)，可用性強(qiáng)，穩(wěn)定性好，具有較強(qiáng)的兼容性。

（2）該控制系統(tǒng)具有連鎖控制、調(diào)節(jié)控制、監(jiān)控和報(bào)警的功能，集手動(dòng)控制和試驗(yàn)?zāi)芰τ谝惑w，從而保證裝車(chē)系統(tǒng)可靠、安全、高效率運(yùn)行。

（3）裝車(chē)系統(tǒng)的電源設(shè)置UPS失電保護(hù)。當(dāng)電源突然切斷時(shí)，控制電源不會(huì)立刻消失，從而避免系統(tǒng)突然停機(jī)造成的損失。手動(dòng)和自動(dòng)控制的切換是提高系統(tǒng)可靠性、高效率性和安全性的主要方式。

3.2 無(wú)線(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)在裝車(chē)站中的應(yīng)用

由于裝車(chē)系統(tǒng)一般建在偏遠(yuǎn)的地方，后期服務(wù)周期較長(zhǎng)，服務(wù)人員的成本越來(lái)越高。隨著互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)的興起，客戶(hù)對(duì)設(shè)備的使用和維護(hù)要求越來(lái)越高，廠(chǎng)家也需要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)備的升級(jí)改造和決策。所以，基于以上情況，這就希望能夠建立起一套不依賴(lài)客戶(hù)提供條件，僅需現(xiàn)場(chǎng)人員配合即能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程訪(fǎng)問(wèn)PLC、觸摸屏、變頻器、伺服、視頻等現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的數(shù)據(jù)平臺(tái)。

裝車(chē)站無(wú)線(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備數(shù)據(jù)的監(jiān)控、監(jiān)測(cè)。能夠?qū)崿F(xiàn)PLC程序的下載、上傳、在線(xiàn)修改的功能。通過(guò)監(jiān)控平臺(tái)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)分析對(duì)設(shè)備的故障進(jìn)行預(yù)判斷，有效地減少產(chǎn)品的故障率。遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)的建立降低運(yùn)行維護(hù)成本，提高了企業(yè)產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。

裝車(chē)站無(wú)線(xiàn)視頻監(jiān)控平臺(tái)具有以下功能：

（1）可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程裝車(chē)站數(shù)據(jù)編程，程序的下載，遠(yuǎn)程鎖定及解鎖裝車(chē)系統(tǒng)。

（2）可實(shí)現(xiàn)分析現(xiàn)場(chǎng)元器件的動(dòng)作情況，診斷常見(jiàn)故障，對(duì)可能發(fā)生的故障做出預(yù)判斷。

（3）可實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)程主機(jī)信息的收集和實(shí)時(shí)監(jiān)控?？赏ㄟ^(guò)手機(jī)、平板上相應(yīng)的APP軟件查看所需要的生產(chǎn)數(shù)據(jù)信息，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)客戶(hù)端的數(shù)據(jù)監(jiān)控。

（4）可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)派單功能。當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，售后主管根據(jù)目前調(diào)試工程師的工作狀態(tài)和距離，優(yōu)先安排相應(yīng)的售后工程師進(jìn)行處理。

（5）可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程運(yùn)維功能。遠(yuǎn)程解決現(xiàn)場(chǎng)故障的問(wèn)題。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，為企業(yè)決策提供依據(jù)。

3.3 無(wú)人值守全自動(dòng)裝車(chē)系統(tǒng)的研發(fā)

快速定量裝車(chē)設(shè)備集機(jī)械、電氣、液壓于一體，通過(guò)PLC控制組成人機(jī)協(xié)調(diào)的自動(dòng)化裝車(chē)作業(yè)系統(tǒng)，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，特別是自動(dòng)化技術(shù)、智能化技術(shù)日新月異的發(fā)展，客戶(hù)需求也在不斷提高，再加上目前嚴(yán)峻的環(huán)保壓力和以人為本的生產(chǎn)理念，快速定量裝車(chē)設(shè)備生產(chǎn)技術(shù)的升級(jí)改造已勢(shì)在必行。

無(wú)人值守自動(dòng)裝車(chē)系統(tǒng)是在現(xiàn)有自動(dòng)化定量裝車(chē)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，對(duì)信號(hào)檢測(cè)和數(shù)據(jù)處理進(jìn)行進(jìn)一步的技術(shù)優(yōu)化和控制技術(shù)創(chuàng)新，以實(shí)現(xiàn)裝車(chē)現(xiàn)場(chǎng)的無(wú)人值守自動(dòng)裝車(chē)控制，系統(tǒng)可根據(jù)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)裝車(chē)條件的預(yù)判實(shí)現(xiàn)自動(dòng)啟停裝車(chē)系統(tǒng)，并擁有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理服務(wù)器可實(shí)現(xiàn)對(duì)裝車(chē)站內(nèi)各個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)的自動(dòng)檢測(cè)與數(shù)據(jù)處理，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程故障預(yù)判和遠(yuǎn)程程序修改功能。

需求分析：與現(xiàn)場(chǎng)工作人員和技術(shù)人員交流后得知，現(xiàn)在的裝車(chē)工作比較單一，散料品種在同一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)同一個(gè)時(shí)間段是固定不變的，現(xiàn)在的裝車(chē)工作因?yàn)橛扇斯ね瓿?，可能在裝車(chē)過(guò)程中會(huì)存在裝車(chē)物料不均勻的情況，容易造成列車(chē)偏載，這種情況下就需要人工進(jìn)行平車(chē)，人工勞動(dòng)強(qiáng)度很大，同時(shí)為了適應(yīng)現(xiàn)代設(shè)備用戶(hù)的要求，需要做到實(shí)時(shí)監(jiān)控和操作現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備數(shù)據(jù)，減輕人員勞動(dòng)強(qiáng)度，提高裝車(chē)作業(yè)的精確度和可靠性，所以用戶(hù)希望增加無(wú)人值守裝車(chē)作業(yè)系統(tǒng)，以替代現(xiàn)有的人員操作模式，做到統(tǒng)一所裝物料和實(shí)現(xiàn)設(shè)備的智能化操作。

目前無(wú)人值守自動(dòng)裝車(chē)系統(tǒng)項(xiàng)目已完成市場(chǎng)調(diào)研，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，我們了解到國(guó)內(nèi)目前只能做到初步全自動(dòng)裝車(chē)，無(wú)法真正實(shí)現(xiàn)無(wú)人化運(yùn)行，但這對(duì)裝車(chē)站的自動(dòng)控制而言已經(jīng)邁出了很重要的一步。目前技術(shù)人員現(xiàn)正在積極努力總結(jié)現(xiàn)場(chǎng)裝車(chē)經(jīng)驗(yàn)及技術(shù)咨詢(xún)，制定無(wú)人值守自動(dòng)裝車(chē)系統(tǒng)方案。為下一步現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研發(fā)做好準(zhǔn)備工作。

經(jīng)濟(jì)效益分析：

無(wú)人值守自動(dòng)化裝車(chē)系統(tǒng)的研發(fā)與應(yīng)用是未來(lái)電控系統(tǒng)發(fā)展的總趨勢(shì)，是人工智能的發(fā)展方向，該技術(shù)研發(fā)不僅能大大提高裝車(chē)系統(tǒng)的市場(chǎng)占有率，還能給公司帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

理想狀態(tài)下無(wú)人值守自動(dòng)化裝車(chē)是可以實(shí)現(xiàn)的，但由于種種原因，離實(shí)現(xiàn)還有一段距離，因此只有通過(guò)不斷努力，我們才能逐步向著無(wú)人值守全自動(dòng)裝車(chē)的方向發(fā)展。

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