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PLC及其组态软件在取料机上的应用

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  1 引言

  从国内外的发展趋势上看,实现移动机的自动取料工作方式是必然的方向。为此,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,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;主要模块:1块CRP-93X-00,1块CRA-93X-00, 4块DDI-841-00,2块DAI-740-00, 2块DRA-840-00,1块AVI-030-00,1块AVO-020-00;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。有profibus、genis、rs232等。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,如果采用传统的控制方案,势必要铺设大量的控制和信号电缆,浪费大量的人力、物力,同时使系统复杂,而且大车部分和旋臂部分之间的电缆,由于旋转频繁还经常扭断,可靠性很差。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。

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