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可編程討算機(jī)控制器（PCC ）是一種集標(biāo)準(zhǔn)PLC 、數(shù)控系統(tǒng)和工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的性能特點(diǎn)于一體的智能控制器，它有極廣泛的工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用前景。本文展示了PCC 智能控制器在物料輸送自動(dòng)化方面的應(yīng)用實(shí)例。
由貝加萊（B&R）公司和安博（ABUS）公司合作開(kāi)發(fā)的首套全自動(dòng)控制輕型標(biāo)準(zhǔn)組合起重機(jī)系統(tǒng)在中國(guó)工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用已獲成功。該系統(tǒng)的先進(jìn)技術(shù)和方便可靠的使用功能已獲得用戶十分滿意的評(píng)價(jià)。本文將通過(guò)一個(gè)實(shí)例，作詳細(xì)介紹
系統(tǒng)的硬件設(shè)備
首先，該起重機(jī)系統(tǒng)采用了貝加萊（B&R）公司的PCC工業(yè)智能控制器和安博（ABUS ）公司的輕型起重機(jī)標(biāo)準(zhǔn)組件系統(tǒng)HB 作為其硬件設(shè)備。這是因?yàn)槿藗儩M足了以下的基本要求，并具有一般意義上的應(yīng)用前景。
l 、模塊化和標(biāo)淮化
B&R PCC 智能控制器，采用了模塊化硬件，使它成為開(kāi)放式的和具有靈活擴(kuò)展性能的自動(dòng)控制系統(tǒng)。它擁有大量的硬件模塊，如數(shù)字量／模擬量模塊，電源模塊，CPU 模塊，定位模塊，接口模塊，內(nèi)存模塊等等。它還擁有眾多的專家級(jí)模塊，如數(shù)控模塊，溫控模塊，網(wǎng)絡(luò)模塊等這使得理B&R PCC 智能控制器不僅在工業(yè)制造過(guò)程的自動(dòng)控制方面有著廣泛的應(yīng)用，同時(shí)也能直接與傳統(tǒng)的起重設(shè)備相組合，使其同時(shí)具備相應(yīng)的手動(dòng)、電動(dòng)和全自動(dòng)控制的功能。
作為物料輸送設(shè)備硬件的ABUS HB 系統(tǒng)，是一個(gè)輕型起重機(jī)標(biāo)準(zhǔn)組件系統(tǒng)，它采用了模塊化的標(biāo)準(zhǔn)組件，可以根據(jù)工藝流程的需要，由各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)組件組合成各類輕型起重機(jī)，如單軌式、雙軌式、三軌式、單梁式、雙梁式起重機(jī)（壓題圖為ABUS HB 輕型起重機(jī)標(biāo)準(zhǔn)組件系統(tǒng)，上圖為雙軌起重機(jī)，下圖為雙梁起重機(jī)）可滿足各種各樣廠房?jī)?nèi)平面或線性物料輸送的需要。由該系統(tǒng)構(gòu)造的各類組合起重機(jī)的結(jié)構(gòu)也是開(kāi)放式的，可以根據(jù)工藝和物流要求增減和改變起重機(jī)的設(shè)置。這使得該系統(tǒng)比通常的由H 型軌／工字軌構(gòu)成的輕型起重機(jī)具有更好的靈活性。它在輸送控制方面，可以根據(jù)實(shí)際需要，分別或者同時(shí)采用手電門控制和全自動(dòng)控制。
2 、開(kāi)放性和兼容性
工業(yè)設(shè)備的開(kāi)放性和兼容性要求加工設(shè)備和物料輸送設(shè)備以及控制系統(tǒng)都必須能夠適時(shí)擴(kuò)展，增補(bǔ)、修改其已有的功能，兼容和學(xué)習(xí)新的功能（不論是空間上的還是時(shí)間上的）以便滿足其產(chǎn)品不斷更新?lián)Q代進(jìn)而適應(yīng)市場(chǎng)變化的要求。比如B&R PCC 作為智能控制器，軟件上就具備分時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)。其開(kāi)發(fā)、編程語(yǔ)言眾多，如高級(jí)語(yǔ)言（C ）、梯形圖、指令表等，并有許多功能函數(shù)模塊可供調(diào)用。它可以采用多種方式（例如CAN , PROFIBUS , ETHERNET 方式為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議建立現(xiàn)場(chǎng)層、控制層和管理層）實(shí)現(xiàn)真正的自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)。它除了能實(shí)現(xiàn)PCC 系列產(chǎn)品間的自由擴(kuò)展和互聯(lián)外，還能方便地實(shí)現(xiàn)與其它品牌控制器的互聯(lián)。
由于ABUS HB 標(biāo)準(zhǔn)組合起重機(jī)采用的是一種柔性懸掛系統(tǒng)，其組合起重機(jī)的軌道和橫梁都為標(biāo)準(zhǔn)的Ω型鋼，起重機(jī)的懸掛部件和行走機(jī)構(gòu)都為組合模塊，整個(gè)起重機(jī)系統(tǒng)可以根據(jù)物流需要，重新組合、更換、增減和改變。因此，它具有很好的開(kāi)放性，以及兼容其他同類組合系統(tǒng)的特性。
應(yīng)用實(shí)例
1 ．物料輸送過(guò)程描述
某輕型起重機(jī)的作用是，以一定的順序，在規(guī)定的時(shí)間里，連續(xù)的將工件送入特定位置上的若干處理池內(nèi)，進(jìn)行加工處理（圖1 ）。工件的移動(dòng)是三維空間上的位置移動(dòng)。根據(jù)加工工藝的要求，馬達(dá)1 , 3 和4 同時(shí)具備手電門手動(dòng)控制／全自動(dòng)控制功能，馬達(dá)2 只需具備手電門手動(dòng)控制功能。
(1) 手動(dòng)控制模式
手動(dòng)控制模式是通過(guò)常規(guī)的手電門地面操作來(lái)完成的。手電門直接連接在起重機(jī)機(jī)身上，其按鍵可控制起重機(jī)的前后，左右運(yùn)行以及起吊工件上下的運(yùn)行。起重機(jī)每個(gè)馬達(dá)都具有快慢雙速調(diào)節(jié)速度功能。手電門上還有急停按鍵。
(2) 自動(dòng)控制模式
自動(dòng)控制模式由PCC 控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，其系統(tǒng)的用戶接口包括：
·按鍵開(kāi)關(guān)（自動(dòng)和手動(dòng)的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)）
·急停按鍵
·LCD 顯示器
·8 個(gè)帶燈按鍵
用戶可以通過(guò)帶燈按鍵和LCD 顯示器輸入若干套控制參數(shù)（本例共為10 個(gè)站），其中需首先給定：
處理池號(hào)i，即容器的編號(hào)（i﹦1 , 2 ，… … ，10 表示結(jié)束）
時(shí)間Ti ，即起重機(jī)運(yùn)行的時(shí)間（j﹦1，2 ，… …，表示起重機(jī)不同動(dòng)作的時(shí)間）
3 ．用戶接口設(shè)置
用戶接口的設(shè)置，是PCC 控制系統(tǒng)根據(jù)工藝流程的要求應(yīng)首先考慮的，如本實(shí)例中，設(shè)T1﹦工件吊下的時(shí)間；T2﹦工件在池中的停留時(shí)問(wèn)；T3﹦工件到下一池站的時(shí)間，則根據(jù)加工工藝要求，將用戶接口設(shè)置綜述如下表。
（2） 當(dāng)工件到達(dá)確定位置時(shí)，起重機(jī)將工件送入池中（見(jiàn)表1 中站1 : T1 )
（3） 起重機(jī)在指定的處理池位置等待工件的處理（見(jiàn)表1 中站1 : T2 ）
（4） 起重機(jī)將處理過(guò)的工件送入下一個(gè)指定的池中進(jìn)行下步處理（見(jiàn)表1 中站1 : T3 )
（5） 起重機(jī)和工件位于結(jié)束位置，表示程序已執(zhí)行完畢，用戶可以通過(guò)用戶接口或控制盒上的按鈕重新開(kāi)始新一輪的加工過(guò)程。
4 ．控制界面菜單的構(gòu)成（略）
5 . 控制方案圖解
自動(dòng)控制方案的設(shè)計(jì)優(yōu)化，需要理論與實(shí)踐兩方面的經(jīng)驗(yàn)積累。在本實(shí)例中的自動(dòng)控制方案可以通過(guò)圖3 完整地表述出來(lái)。
本實(shí)例中的PCC 控制系統(tǒng)由以下三部分組成:
· HMl （用戶接口），它是位于PCC 控制系統(tǒng)與起重機(jī)控制系統(tǒng)之間的界面。
· CPU 站，此站置于人機(jī)界面旁。
· 輸入／輸出站，它安裝在起重機(jī)上，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線與控制系統(tǒng)CPU 站相連。
7. 馬達(dá)連接和位置開(kāi)關(guān)
傳統(tǒng)的方法是馬達(dá)直接和手動(dòng)控制的手電門直接相連，通過(guò)手電門上的按鍵控制馬達(dá)的快速／慢速和轉(zhuǎn)向。反映到起重機(jī)運(yùn)行上則為前后，左右運(yùn)行和起吊重物的上下運(yùn)行，并都具有快慢雙速的速度調(diào)節(jié)功能。其控制電壓可220V / 48V 。而PCC 的馬達(dá)控制連接，為了和PCC 控制器相連和起重機(jī)同時(shí)具備手電門操作和全自動(dòng)控制功能，馬達(dá)的控制配線須更換，并加入輸入輸出站（圖4）
開(kāi)關(guān)1 ：該開(kāi)關(guān)只有在起重機(jī)位于起始位置上時(shí)才開(kāi)；
開(kāi)關(guān)2 ：起重機(jī)每經(jīng)過(guò)一個(gè)處理池，該開(kāi)關(guān)負(fù)責(zé)傳送給PCC控制器一個(gè)控制信號(hào)。
另外，在自動(dòng)控制模式下起重機(jī)還需要一個(gè)起升限位開(kāi)而關(guān)。該開(kāi)關(guān)的作用是，在起重機(jī)起吊工件每上升到一個(gè)確定的位置，使工件離開(kāi)處理池時(shí)，它都會(huì)給PCC 控制器發(fā)出一個(gè)控制信號(hào)。(end)
由貝加萊（B&R）公司和安博（ABUS）公司合作開(kāi)發(fā)的首套全自動(dòng)控制輕型標(biāo)準(zhǔn)組合起重機(jī)系統(tǒng)在中國(guó)工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用已獲成功。該系統(tǒng)的先進(jìn)技術(shù)和方便可靠的使用功能已獲得用戶十分滿意的評(píng)價(jià)。本文將通過(guò)一個(gè)實(shí)例，作詳細(xì)介紹
系統(tǒng)的硬件設(shè)備
首先，該起重機(jī)系統(tǒng)采用了貝加萊（B&R）公司的PCC工業(yè)智能控制器和安博（ABUS ）公司的輕型起重機(jī)標(biāo)準(zhǔn)組件系統(tǒng)HB 作為其硬件設(shè)備。這是因?yàn)槿藗儩M足了以下的基本要求，并具有一般意義上的應(yīng)用前景。
l 、模塊化和標(biāo)淮化
B&R PCC 智能控制器，采用了模塊化硬件，使它成為開(kāi)放式的和具有靈活擴(kuò)展性能的自動(dòng)控制系統(tǒng)。它擁有大量的硬件模塊，如數(shù)字量／模擬量模塊，電源模塊，CPU 模塊，定位模塊，接口模塊，內(nèi)存模塊等等。它還擁有眾多的專家級(jí)模塊，如數(shù)控模塊，溫控模塊，網(wǎng)絡(luò)模塊等這使得理B&R PCC 智能控制器不僅在工業(yè)制造過(guò)程的自動(dòng)控制方面有著廣泛的應(yīng)用，同時(shí)也能直接與傳統(tǒng)的起重設(shè)備相組合，使其同時(shí)具備相應(yīng)的手動(dòng)、電動(dòng)和全自動(dòng)控制的功能。
作為物料輸送設(shè)備硬件的ABUS HB 系統(tǒng)，是一個(gè)輕型起重機(jī)標(biāo)準(zhǔn)組件系統(tǒng)，它采用了模塊化的標(biāo)準(zhǔn)組件，可以根據(jù)工藝流程的需要，由各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)組件組合成各類輕型起重機(jī)，如單軌式、雙軌式、三軌式、單梁式、雙梁式起重機(jī)（壓題圖為ABUS HB 輕型起重機(jī)標(biāo)準(zhǔn)組件系統(tǒng)，上圖為雙軌起重機(jī)，下圖為雙梁起重機(jī)）可滿足各種各樣廠房?jī)?nèi)平面或線性物料輸送的需要。由該系統(tǒng)構(gòu)造的各類組合起重機(jī)的結(jié)構(gòu)也是開(kāi)放式的，可以根據(jù)工藝和物流要求增減和改變起重機(jī)的設(shè)置。這使得該系統(tǒng)比通常的由H 型軌／工字軌構(gòu)成的輕型起重機(jī)具有更好的靈活性。它在輸送控制方面，可以根據(jù)實(shí)際需要，分別或者同時(shí)采用手電門控制和全自動(dòng)控制。
2 、開(kāi)放性和兼容性
工業(yè)設(shè)備的開(kāi)放性和兼容性要求加工設(shè)備和物料輸送設(shè)備以及控制系統(tǒng)都必須能夠適時(shí)擴(kuò)展，增補(bǔ)、修改其已有的功能，兼容和學(xué)習(xí)新的功能（不論是空間上的還是時(shí)間上的）以便滿足其產(chǎn)品不斷更新?lián)Q代進(jìn)而適應(yīng)市場(chǎng)變化的要求。比如B&R PCC 作為智能控制器，軟件上就具備分時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)。其開(kāi)發(fā)、編程語(yǔ)言眾多，如高級(jí)語(yǔ)言（C ）、梯形圖、指令表等，并有許多功能函數(shù)模塊可供調(diào)用。它可以采用多種方式（例如CAN , PROFIBUS , ETHERNET 方式為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議建立現(xiàn)場(chǎng)層、控制層和管理層）實(shí)現(xiàn)真正的自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)。它除了能實(shí)現(xiàn)PCC 系列產(chǎn)品間的自由擴(kuò)展和互聯(lián)外，還能方便地實(shí)現(xiàn)與其它品牌控制器的互聯(lián)。
由于ABUS HB 標(biāo)準(zhǔn)組合起重機(jī)采用的是一種柔性懸掛系統(tǒng)，其組合起重機(jī)的軌道和橫梁都為標(biāo)準(zhǔn)的Ω型鋼，起重機(jī)的懸掛部件和行走機(jī)構(gòu)都為組合模塊，整個(gè)起重機(jī)系統(tǒng)可以根據(jù)物流需要，重新組合、更換、增減和改變。因此，它具有很好的開(kāi)放性，以及兼容其他同類組合系統(tǒng)的特性。
應(yīng)用實(shí)例
1 ．物料輸送過(guò)程描述
某輕型起重機(jī)的作用是，以一定的順序，在規(guī)定的時(shí)間里，連續(xù)的將工件送入特定位置上的若干處理池內(nèi)，進(jìn)行加工處理（圖1 ）。工件的移動(dòng)是三維空間上的位置移動(dòng)。根據(jù)加工工藝的要求，馬達(dá)1 , 3 和4 同時(shí)具備手電門手動(dòng)控制／全自動(dòng)控制功能，馬達(dá)2 只需具備手電門手動(dòng)控制功能。
圖1 物料輸送流程圖
(1) 手動(dòng)控制模式
手動(dòng)控制模式是通過(guò)常規(guī)的手電門地面操作來(lái)完成的。手電門直接連接在起重機(jī)機(jī)身上，其按鍵可控制起重機(jī)的前后，左右運(yùn)行以及起吊工件上下的運(yùn)行。起重機(jī)每個(gè)馬達(dá)都具有快慢雙速調(diào)節(jié)速度功能。手電門上還有急停按鍵。
(2) 自動(dòng)控制模式
自動(dòng)控制模式由PCC 控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，其系統(tǒng)的用戶接口包括：
·按鍵開(kāi)關(guān)（自動(dòng)和手動(dòng)的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)）
·急停按鍵
·LCD 顯示器
·8 個(gè)帶燈按鍵
用戶可以通過(guò)帶燈按鍵和LCD 顯示器輸入若干套控制參數(shù)（本例共為10 個(gè)站），其中需首先給定：
處理池號(hào)i，即容器的編號(hào)（i﹦1 , 2 ，… … ，10 表示結(jié)束）
時(shí)間Ti ，即起重機(jī)運(yùn)行的時(shí)間（j﹦1，2 ，… …，表示起重機(jī)不同動(dòng)作的時(shí)間）
3 ．用戶接口設(shè)置
用戶接口的設(shè)置，是PCC 控制系統(tǒng)根據(jù)工藝流程的要求應(yīng)首先考慮的，如本實(shí)例中，設(shè)T1﹦工件吊下的時(shí)間；T2﹦工件在池中的停留時(shí)問(wèn)；T3﹦工件到下一池站的時(shí)間，則根據(jù)加工工藝要求，將用戶接口設(shè)置綜述如下表。
用戶接口設(shè)置表 
圖2 工藝流程實(shí)例
（2） 當(dāng)工件到達(dá)確定位置時(shí)，起重機(jī)將工件送入池中（見(jiàn)表1 中站1 : T1 )
（3） 起重機(jī)在指定的處理池位置等待工件的處理（見(jiàn)表1 中站1 : T2 ）
（4） 起重機(jī)將處理過(guò)的工件送入下一個(gè)指定的池中進(jìn)行下步處理（見(jiàn)表1 中站1 : T3 )
（5） 起重機(jī)和工件位于結(jié)束位置，表示程序已執(zhí)行完畢，用戶可以通過(guò)用戶接口或控制盒上的按鈕重新開(kāi)始新一輪的加工過(guò)程。
4 ．控制界面菜單的構(gòu)成（略）
5 . 控制方案圖解
自動(dòng)控制方案的設(shè)計(jì)優(yōu)化，需要理論與實(shí)踐兩方面的經(jīng)驗(yàn)積累。在本實(shí)例中的自動(dòng)控制方案可以通過(guò)圖3 完整地表述出來(lái)。
圖3 本實(shí)例中的自動(dòng)控制方案圖解
本實(shí)例中的PCC 控制系統(tǒng)由以下三部分組成:
· HMl （用戶接口），它是位于PCC 控制系統(tǒng)與起重機(jī)控制系統(tǒng)之間的界面。
· CPU 站，此站置于人機(jī)界面旁。
· 輸入／輸出站，它安裝在起重機(jī)上，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線與控制系統(tǒng)CPU 站相連。
7. 馬達(dá)連接和位置開(kāi)關(guān)
傳統(tǒng)的方法是馬達(dá)直接和手動(dòng)控制的手電門直接相連，通過(guò)手電門上的按鍵控制馬達(dá)的快速／慢速和轉(zhuǎn)向。反映到起重機(jī)運(yùn)行上則為前后，左右運(yùn)行和起吊重物的上下運(yùn)行，并都具有快慢雙速的速度調(diào)節(jié)功能。其控制電壓可220V / 48V 。而PCC 的馬達(dá)控制連接，為了和PCC 控制器相連和起重機(jī)同時(shí)具備手電門操作和全自動(dòng)控制功能，馬達(dá)的控制配線須更換，并加入輸入輸出站（圖4）
圖4 手電們/全自動(dòng)控制時(shí)的馬達(dá)連接
開(kāi)關(guān)1 ：該開(kāi)關(guān)只有在起重機(jī)位于起始位置上時(shí)才開(kāi)；
開(kāi)關(guān)2 ：起重機(jī)每經(jīng)過(guò)一個(gè)處理池，該開(kāi)關(guān)負(fù)責(zé)傳送給PCC控制器一個(gè)控制信號(hào)。
另外，在自動(dòng)控制模式下起重機(jī)還需要一個(gè)起升限位開(kāi)而關(guān)。該開(kāi)關(guān)的作用是，在起重機(jī)起吊工件每上升到一個(gè)確定的位置，使工件離開(kāi)處理池時(shí)，它都會(huì)給PCC 控制器發(fā)出一個(gè)控制信號(hào)。(end)
工商網(wǎng)監(jiān)
評(píng)論