刘霞 高锐

摘  要：当今社会科学技术飞速发展，微电子产品更新换代速度非常之快，PLC技术经过不断改进和发展，功能越来越强大，体积越来越小 ，成本越来越低， 可靠性大大提高，基于PLC这些优点，将PLC控制技术广泛应用于散装物料装车系统中，不仅使装车系统得到了优化，而且大大减少了人力、物力、财力，提高了装车效率，从而使装车系统功能得到了质的飞跃。

关键词：PLC控制技术;散装物料装车系统;装车效率

中图分类号：TP273              文献标志码：A

1 PLC技术介绍

现代社会已进入微型计算机时代，传统老式的继电器系统已经被历史淘汰。PLC控制技术更加方便简洁，通过对PLC编程，调试等就可以实现较为复杂的工序，从而使工作流程得到简化，工作效率得到提高。

PLC又叫可编程逻辑控制器，是模仿原继电器的控制原理逐步发展而来的，最初阶段，可编程控制器功能单一，只能处理简单的开关量信号，应用在汽车行业，现如今，PLC控制技术高速发展，功能不断改善，现如今已延伸至各行各业。

PLC虽然种类繁多，不同品牌型号不一，但其工作原理基本上是一致的。其工作过程是按周期来衡量计算的，一个扫描周期可分为3个阶段，即输入采样阶段、程序执行阶段和输出刷新阶段。PLC的工作过程就是重复上述扫描周期的过程。

当现场电流、电压或开关量等信号输入PLC中时，这些信号经过调理电路存到PLC的相应单元内，再经过CPU扫描读入相应的状态或数据，将它们存入PLC中;然后PLC进行程序运行处理，将这些存入的信号进行运算处理，待运算处理完毕后输出给执行机构来驱动所带负载。

2 PLC控制技术在快速定量装车系统中的应用

快速定量装车系统采用美国AB公司的PLC进行集中控制及检测，由PLC柜、MCC柜及配电柜、就地操作箱、上位机及打印机、就地仪表及其附件等组成，工控机为双套系统，一备一用。可对从给料系统开始直至列车装出全过程的设备进行检测和控制;控制范围包括装车站内除尘器、装车楼液压系统、自动润滑系统及相关辅助系统的控制。

该系统中PLC主站模块采用AB公司1756系列模块，操作就地箱及配电箱内的从站模块采用AB公司1794系列模块，主从模块之间通过C总线方式进行通信，完成设备控制及缓冲仓料位、设备运行状态检测。主站PLC经交换机与上位机实现Ethernet信息联网。上位机监控系统采用丰富多彩的动态图形画面，形象直观的显示在线监控全部控制过程。PLC主要控制装车站内高精度定量称重配料系统、称重精度砝码的校验、装车过程控制和装车净重、毛重、累计总重、时间等一系列数据的打印等功能。

该装车系统有3种控制方式：手动、自动、半自动装车。在工作人员进行设备调试时一般采用手动就地操作，设备调试完成后采用自动装车，目前可实现自动配煤，手动装车。

该系统采用软件编程，将装车系统相应的程序输入PLC中，PLC对相应输入信号进行处理，数据处理后将信息送到输出模块用于控制和模拟显示。

3 PLC控制技术在装车系统中实现功能及发展方向

3.1 实现功能

（1）装车系统采用国际知名品牌的现场数字总线技术，能与上级网络交换系统配置参数和数据，可用性强，稳定性好，具有较强的兼容性。

（2）该控制系统具有连锁控制、调节控制、监控和报警的功能，集手动控制和试验能力于一体，从而保证装车系统可靠、安全、高效率运行。

（3）装车系统的电源设置UPS失电保护。当电源突然切断时，控制电源不会立刻消失，从而避免系统突然停机造成的损失。手动和自动控制的切换是提高系统可靠性、高效率性和安全性的主要方式。

3.2 无线远程监控系统在装车站中的应用

由于装车系统一般建在偏远的地方，后期服务周期较长，服务人员的成本越来越高。随着互联网和大数据的兴起，客户对设备的使用和维护要求越来越高，厂家也需要基础数据进行设备的升级改造和决策。所以，基于以上情况，这就希望能够建立起一套不依赖客户提供条件，仅需现场人员配合即能实现远程访问PLC、触摸屏、变频器、伺服、视频等现场设备的数据平台。

装车站无线远程监控平台能够实现现场设备数据的监控、监测。能够實现PLC程序的下载、上传、在线修改的功能。通过监控平台对现场设备的数据进行采集，经过数据分析对设备的故障进行预判断，有效地减少产品的故障率。远程监控平台的建立降低运行维护成本，提高了企业产品的竞争力。

装车站无线视频监控平台具有以下功能：

（1）可实现远程装车站数据编程，程序的下载，远程锁定及解锁装车系统。

（2）可实现分析现场元器件的动作情况，诊断常见故障，对可能发生的故障做出预判断。

（3）可实现对远程主机信息的收集和实时监控。可通过手机、平板上相应的APP软件查看所需要的生产数据信息，实现移动客户端的数据监控。

（4）可实现系统派单功能。当设备出现故障时，售后主管根据目前调试工程师的工作状态和距离，优先安排相应的售后工程师进行处理。

（5）可实现远程运维功能。远程解决现场故障的问题。对现场数据进行分析，为企业决策提供依据。

3.3 无人值守全自动装车系统的研发

快速定量装车设备集机械、电气、液压于一体，通过PLC控制组成人机协调的自动化装车作业系统，随着科学技术的不断发展，特别是自动化技术、智能化技术日新月异的发展，客户需求也在不断提高，再加上目前严峻的环保压力和以人为本的生产理念，快速定量装车设备生产技术的升级改造已势在必行。

无人值守自动装车系统是在现有自动化定量装车系统的基础上，对信号检测和数据处理进行进一步的技术优化和控制技术创新，以实现装车现场的无人值守自动装车控制，系统可根据对现场装车条件的预判实现自动启停装车系统，并拥有强大的数据处理服务器可实现对装车站内各个关键点的自动检测与数据处理，实现远程故障预判和远程程序修改功能。

需求分析：与现场工作人员和技术人员交流后得知，现在的装车工作比较单一，散料品种在同一个现场同一个时间段是固定不变的，现在的装车工作因为由人工完成，可能在装车过程中会存在装车物料不均匀的情况，容易造成列车偏载，这种情况下就需要人工进行平车，人工劳动强度很大，同时为了适应现代设备用户的要求，需要做到实时监控和操作现场的设备数据，减轻人员劳动强度，提高装车作业的精确度和可靠性，所以用户希望增加无人值守装车作业系统，以替代现有的人员操作模式，做到统一所装物料和实现设备的智能化操作。

目前无人值守自动装车系统项目已完成市场调研，经过现场调研，我们了解到国内目前只能做到初步全自动装车，无法真正实现无人化运行，但这对装车站的自动控制而言已经迈出了很重要的一步。目前技术人员现正在积极努力总结现场装车经验及技术咨询，制定无人值守自动装车系统方案。为下一步现场试验研发做好准备工作。

经济效益分析：

无人值守自动化装车系统的研发与应用是未来电控系统发展的总趋势，是人工智能的发展方向，该技术研发不仅能大大提高装车系统的市场占有率，还能给公司带来巨大的经济效益。

理想状态下无人值守自动化装车是可以实现的，但由于种种原因，离实现还有一段距离，因此只有通过不断努力，我们才能逐步向着无人值守全自动装车的方向发展。

参考文献

[1]徐文尚，陈霞，武超.电气控制技术与PLC[M].北京：机械工业出版社，2015.

[2]史国生.电气控制与可编程控制器[M].北京：化学工业出版社，2004.