PLC在機(jī)場行李系統(tǒng)自動控制中的應(yīng)用

【摘　要】介紹了在機(jī)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(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)交換。
?? 關(guān)鍵詞：PLC 梯形圖 聯(lián)動控制 監(jiān)視計(jì)算機(jī)
　　
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(qiáng)、可靠性高、控制系統(tǒng)構(gòu)成簡單、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，常用作監(jiān)控系統(tǒng)的一種現(xiàn)場設(shè)備，它擅長對開關(guān)信號進(jìn)行時序邏輯和組合邏輯控制，具有實(shí)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(diǎn)。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(lǐng)域中應(yīng)用十分廣泛。南京祿口國際機(jī)場的行李處理系統(tǒng)就采用了AEGModicon公司的PLC產(chǎn)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(zāi)報(bào)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(jì)算機(jī)實(shí)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(shè)備的電信號，并將該電信號轉(zhuǎn)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(jìn)行必要的內(nèi)務(wù)處理之后，按照編寫的梯形圖網(wǎng)絡(luò)的順序號，逐一解讀，直到最后一個網(wǎng)絡(luò)。輸出模塊把CPU解讀程序邏輯的結(jié)果以必需的電壓或電流信號的形式送給現(xiàn)場的有關(guān)設(shè)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(zhuǎn)盤和1個控制柜組成。所有現(xiàn)場實(shí)時信號通過以太網(wǎng)送至監(jiān)視中心的計(jì)算機(jī)上，集中圖形顯示，自動報(bào)警并打印錯誤信息。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見圖1。
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4　PLC的選用及控制過程
???為了實(shí)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(jī)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(yīng)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(nèi)。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(jì)算機(jī)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(guān)和相應(yīng)的Modbus＋口LED指示燈，它可進(jìn)行高性能 、點(diǎn)對點(diǎn)及網(wǎng)絡(luò)廣播通訊。984－685E型PLC適合中、大型應(yīng)用場合，它支持5個本地800系列I／O機(jī)架及31個遠(yuǎn)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(luò)，將7個控制柜與監(jiān)視中心（MIS，Manage Information System）的監(jiān)視計(jì)算機(jī)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(luò)允許監(jiān)視計(jì)算機(jī)和每個PLC之間以1Mbps的速率啟始信息的傳遞，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)控制、數(shù)據(jù)采集、在線遠(yuǎn)程編程、程序上裝下裝等操作，具備了完備的遠(yuǎn)程控制、信息采集、故障監(jiān)視報(bào)警等多項(xiàng)先進(jìn)的功能，這樣，在監(jiān)視中心（MIS）就可以監(jiān)視現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)行情況，故障發(fā)生的時間、地點(diǎn)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(shè)計(jì)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(yīng)符號極其相似，人們能迅速熟悉該種編程語言，對于復(fù)雜的系統(tǒng)，在梯形圖設(shè)計(jì)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(jī)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(yīng)信號送至連在輸出信號接口的電機(jī)及電氣設(shè)備上，再通過行李LAN網(wǎng)絡(luò)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(dāng)行李輸送線及X光機(jī)都處于工作狀態(tài)的時候，PLC接受下列指令：X光機(jī)稱重帶緩動（10 106）、稱重帶運(yùn)行（當(dāng)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(yùn)行）、發(fā)送帶運(yùn)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(jì)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(jì)算在同一時刻整個辦票柜臺有多少個X光機(jī)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(jī)發(fā)出的請求，在行李主集送帶上安排出相應(yīng)的間隔距離，控制發(fā)送帶彈送行李至主集送帶的時機(jī)，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(dāng)PLC控制程序運(yùn)行時，需要將各程序控制點(diǎn)的狀態(tài)信號由MSTR功能塊送至MIS監(jiān)視中心 ，由監(jiān)視計(jì)算機(jī)進(jìn)行信號處理并集中顯示，便于維護(hù)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(jī)狀態(tài)、開關(guān)及相應(yīng)傳感器的狀態(tài)送至MIS監(jiān)視計(jì)算機(jī)。同樣也把輸送線及轉(zhuǎn)盤上的各種狀態(tài)送至MIS監(jiān)視計(jì)算機(jī)。
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5．3　PLC的自動故障處理
　 PLC程序?qū)崟r接收現(xiàn)場各種元器件及電機(jī)開關(guān)的信號，如發(fā)現(xiàn)異常，則自動進(jìn)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(jī)相應(yīng)保護(hù)程序。
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??? 當(dāng)電機(jī)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(yīng)電機(jī)的控制開關(guān)（24V電壓），切斷電機(jī)電源。
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5．4　BHS與FIAS的信息聯(lián)絡(luò)
　 PLC接受火災(zāi)報(bào)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(guān)閉相應(yīng)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(jié)束語
　 在機(jī)場行李處理系統(tǒng)中運(yùn)用PLC進(jìn)行自動控制，并運(yùn)用計(jì)算機(jī)集成控制系統(tǒng)，這樣的設(shè)計(jì)功能在行李系統(tǒng)投入運(yùn)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(hù)以及監(jiān)視中心的采用，能大幅減少系統(tǒng)維護(hù)人員的數(shù)量，減少系統(tǒng)設(shè)備事故的發(fā)生，從而產(chǎn)生較大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
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(yīng)用基礎(chǔ)．山東科學(xué)技術(shù)出版社，1996
3　陳雨春，李景學(xué)編．可編程序控制器應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)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(yīng)用技術(shù)．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