在取料机上PLC及其组态软件的应用

精品文档-下载后可编辑在取料机上PLC及其组态软件的应用1引言

实现移动机的自动取料工作是国内外发展的必然趋势，为此，需要在大型取料机上增加HMI人机交互画面和部分硬件设备。对控制系统硬件线路和PLC的程序加以改进，便可以通过HMI进行参数设置、故障报警和屏幕操作，实现半自动取料功能。生产中，操作人员将取料机手动定位至料堆切换，实现半自动取料功能，增强判断和处理故障的能力，降低劳动强度，大大提高作业效率。

2取料机半自动取料特点

生产中，操作人员将取料机手动定位至料堆切入处，通过操作台上的HMI人机界面设定取料数量、旋回区域和步进距离，然后切换至半自动取料模式，通过HMI半自动取料启动按钮，进行自动取料作业。首先由启动一侧旋回区域自动向另一侧旋回取料，到达旋回区域的另一侧后，走行自动按设定值进行寸动，到达要求的寸动距离后，作反向旋回运转，周而复始直到达到设定的取料数量。

3系统组成

整个控制系统由一套机载PLC和一台XBT型触摸屏组成。其中PLC主机采用QUANTUM系列140CPU11303；触摸屏作为HMI人机界面，用作机器工作状态显示，报警信息的显示、复位，参数的设置及调整等，组态软件采用XBT-L1000。PLC主机采用ModBus工业通信协议与机载触摸屏进行数据交换。系统总图结构图（见图1）

3.1采用MODBUS通讯协议

HMI人机交互系统、PLC主站与分站之间的通讯方式、通讯协议和电气要求多种多样。本系统将根据实际情况选用ModBus方式，充分满足系统开发和运行需要。

取料机是现场移动大型设备，并且它的大车部分和旋臂部分来回频繁旋转。考虑到实际情况本系统采用可靠的ModBus工业通信协议，取料机控制室的PLC主机和分站，用1根RG6同轴电缆连接起来进行通讯。这样可以降低成本，同时提高系统的可靠性，使系统易于扩展。

3.2智能检测装置

为提高设备性能以及实现机侧半自动取料的需要，在悬臂皮带侧增加一个皮带打滑装置，2个皮带检测跑偏装置，金属检测装置及一台电子称；在走行侧安装走行编码器及编码器接手，用于检测取料机走行位置，在料场两头各增加一套走行极限保护装置；旋回侧安装旋回编码器及接手装置；俯仰侧增加俯仰编码器及接手装置；操作室增加机侧手动取料方式/机侧半自动取料方式切换开关，一套UPS及一台施耐德触摸屏作为HMI界面。所有电气信号都将纳入PLC设备和HMI作为控制和监视使用。

4软件设计

4.1PLC程序设计

系统采用Concept2.6软件进行程序设计，通过操作台上的选择开关，可以选择三种操作模式：手动、联动、自动。

联动模式为正常作业时的取料模式，在这种模式下会产生各种问题，比如皮带新增了打滑、跑偏保护，作业时会造成皮带停车。所以，我们为皮带新增了金属检测保护，作业时金属检测保护会造成皮带停车，操作人员必须捡出皮带上的金属后，在操作台上复位方可重新启动。新增触摸屏HMI上，操作人员可以看到设备的状态指示、报警指示、位置指示。旋回速度的控制采用4~20MA的模拟量控制，回转速度及方向等在HMI上均有指示。新增一套电子称装置，HMI上有瞬时流量和累计量指示。当取料瞬时流量连续20s超过1200吨/小时，皮带启动蜂鸣器会响。以此提醒操作人员注意。联动取料流程图如图2所示。

4.2组态软件设计

我们采用XBT-L1000工控软件编制，触摸屏作为HMI人机界面，用作设备工作状态显示、报警信息显示、参数设置、复位等。该监控组态软件的结构框图如图3所示。

（1）人机参数设置界面

控制、操作方便，能对系统被控设备进行实时控制，如启停设备、在线设置系统的某些工艺参数等。

（2）实时画面监视功能

用图形、数值实时地显示现场被控设备的运行情况以及状态参数，使生产操作人员快速了解整个系统主要的设备运行情况。

（3）报警功能

当参数超过设定范围后或设备发生故障时，可根据不同的需要发出不同等级的声光报警。使操作人员很容易就知道发生故障了。然后通过屏幕显示报警信息，操作人员根据报警信息切换到相应监控画面排除故障。

5结束语

本文介绍了用PLC及其组态软件来设计大型取料机控制系统，详细描述了控