PLC在大型糧食儲運系統中的應用

李威

摘 要：近年來，隨著科學技術的發展和進步以及國家對農業生產的重視，我國的糧食產量急劇升高，而糧食的儲存與運輸就面臨著嚴重的問題。PLC作為一種可編程邏輯控制器，其在大型糧食儲運系統中的應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的應用進行分析，以期能更加有效地完成對大型糧食的儲存和運輸工作，有效促進我國農業經濟的發展。

關鍵詞：PLC；糧食儲運；應用

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、汽車以及倒倉作業等。這一環節具有種類繁多的機械設備，不僅施工工藝十分復雜，而且對機械化程度的要求也比較高，同時設備間也要求進行一定的聯鎖控制及順序控制。實現流程逆糧流啟動，順糧流方向停止，故障點上游設備立即停車的工藝要求。其主要設備有卸船機、裝船機、皮帶機、吸鐵器、初清篩、料位器、除塵風網以及電子計量設備等組成。PLC控制系統的主要任務就是最優化的調度對糧食的進出，并有效地采集糧食進出的原始數據信息，有效的保障大型糧食儲運系統安全高效地運行，并有效促進我國糧食產業的發展。

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，根據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、倒倉和運輸等4個環節。另外，除翻倉以外，其余3各環節又大體可以分為：（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。

在對糧食進行翻倉時，要特別注意不能和其他路徑產生沖突，即翻倉操作的下一步還是翻倉或者釋放的路徑。而轉運主要有兩種途徑，而且每次僅能選擇一條路徑，即輪船轉運到火車或者是由火車轉運到輪船。接下來就是出倉操作，它可以和入倉同時進行，并且出倉操作可以多次同時進行，所以要綜合考慮設備的沖突問題。

2 方案設計

該儲運系統方案的結構圖如圖2所示，主要采用人-機交互層、信息網絡層以及工藝流程監控層。其主要的信息網絡為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控層，選用ControlLogix，并采用PLC遠程I/O框架結構。

從圖2可以看出，工作站、服務器以及上位機都通過工業以太網方式實現了遠程通信，主站PLC和上位機之間采用RG-6同軸電纜網絡有效實現PLC離線編程、在線調試以及對上位機的監控，電子秤主要通過RS-232C卡與上位機的連接來實現傳遞糧食進出數據的目的。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、光纖組成星型網絡結構。這種方式有效降低電纜鋪設的難度，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的穩定性、安全性和可靠性。

3 系統硬件設計

3.1 上位機

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

3.2 PLC配置

PLC的配置主要采用ControlLogixL65系列產品，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，網絡模塊和I/O模塊任意混合，統一的編程環境Rslogix5000，連接到Netlix開放網絡架構，提供高效的網絡通訊能力，增強系統性能。ControlLogixL65處理器支持梯形邏輯圖、順序功能流程圖（SFC）以及結構文本編程。

4 系統軟件設計

4.1 上位機軟件編程

該系統中上位監控軟件所使用的組態軟件為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品。它主要是以SCADAC節點為核心，進而來有效實現監視、控制、報警、保存和數據歸檔、生成和打印報表，并用繪圖和視點來創建數據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用到集散控制系統中。

4.2 上位機與下位機的數據傳輸

通常IFIX軟件無需使用特殊硬件就能有效地獲取數據，它可以通過一個叫I/O的驅動器軟件直接和現場已固有的I/O設備直接進行通信。Intellution為此提供了許多種I/O驅動器，可以支持特殊以及通用I/O的設備。就算找不到現成的driver程序，IFIX也能提供用戶自行開發I/O driver程序的軟件接口。

由過程硬件有效得到的現場數據過程如下所示：（1）I/O驅動器軟件將I/O設備的數據讀入，然后將其傳送到驅動器映象表（DIT）的指定地址。（2）掃描、報警以及控制程序（SAC）將從驅動器程序映象表（DIT）來的數據讀入，并將其經過特殊處理后傳送給過程數據庫。（3）數據庫中的數據經過內部數據庫的訪問功能被有效讀取出來，然后傳輸給要求數據的應用軟件。同時，FIX也能按和上面流程相反的程序將數據寫入過程硬件中去。

4.3 PLC程序設計

PLC控制程序主要采用Rslogix5000編程開發軟件，在該系統中PLC控制程序相互咬用梯形圖語言來進行編寫。該編程軟件支持模塊化的設計，在該系統中，現場需要控制的設備非常多，所以在進行軟件設計時，要保障每一臺現場設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了糧食的儲存和轉運中的人機對話、自動監控、數據處理、故障報警、遠程通信以及報表打印等。自PLC在大型糧食儲運系統中投入使用以來，表現出良好的運行成果，并有效促進了我國糧食產業的發展。

參考文獻

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