觸摸屏和PLC在農(nóng)產(chǎn)品立體倉庫中的應(yīng)用
2011/7/13 14:42:00
0 引言
改革開放以來,我國農(nóng)產(chǎn)品加工儲藏業(yè)取得了快速發(fā)展。但與國外發(fā)達國家相比,還處于起步階段,加工工藝粗糙,工業(yè)化大規(guī)模加工更是無從談起。如初加工,我國的水果多是采摘后用紙箱、柳條筐一裝,大大咧咧地擺到地攤、貨架上賤賣。而發(fā)達國家水果采摘后通常要經(jīng)過預(yù)冷、貯藏、洗果、涂蠟分級、冷鏈運輸?shù)纫?guī)范配套的處理,產(chǎn)后商品化處理量幾乎達100%。因此,對于農(nóng)產(chǎn)品自動化立體倉庫的研究成為我們迫切的要求。在實際生產(chǎn)中,聯(lián)合使用觸摸屏與PLC,能提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量、穩(wěn)定工藝狀況。[5]本系統(tǒng)集PLC控制技術(shù)、位置控制技術(shù)、檢測技術(shù), 局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù),具有高可靠性、易編程、易操作等特點。立體倉庫可一臺單獨控制也可兩臺或兩臺以上聯(lián)機控制, 經(jīng)RS232C電纜與計算機直接相連, 無需另加適配器。作單臺控制,通過傳感器采集信號,PLC編程,實現(xiàn)對步進電機的位置控制及時序邏輯控制等功能,而上位機的監(jiān)控可與實際監(jiān)控現(xiàn)場的控制相似。
1 系統(tǒng)組成
1.1 控制要求
系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件堆垛機由水平、垂直及伸叉機構(gòu)三部分組成,水平、垂直部分運動分別由X軸、Y軸步進電動機驅(qū)動絲杠完成,伸叉機構(gòu)由氣動裝置組成。為保證堆垛機存貨準(zhǔn)確安全,對堆垛機位置控制的可靠性有較高的要求,主要包括:
⑴ 堆垛機應(yīng)能準(zhǔn)確尋找目標(biāo)倉位進行操作,避免各種碰撞情況發(fā)生,各機構(gòu)應(yīng)保證較高的定位精度;
⑵ 為提高作業(yè)效率,應(yīng)提高各機構(gòu)的運行速度,加快起、制動過程;
?、?按農(nóng)產(chǎn)品類型分類并推入相應(yīng)料倉。
表1 農(nóng)產(chǎn)品信息
系統(tǒng)將農(nóng)產(chǎn)品按類送入相應(yīng)的料倉并統(tǒng)計其數(shù)量和總量。農(nóng)產(chǎn)品信息是根據(jù)不同的條碼顏色檢測產(chǎn)生的。農(nóng)產(chǎn)品信息由三位二進制數(shù)表示D0、D1、D2。(其中D2為不合格品的信息)
1.2 系統(tǒng)工作原理及組成
正常工作時,通過觸摸屏,我們可方便地觀察系統(tǒng)的操作狀態(tài)、當(dāng)前過程值以及可能發(fā)生的PLC故障。觸摸屏通過組態(tài)變量能與PLC進行通信,將各項設(shè)定值輸入PLC。同時,PLC接受現(xiàn)場各狀態(tài)檢測信號,按照程序?qū)崿F(xiàn)計算和控制輸出功能,控制電氣柜和氣壓系統(tǒng),來完成農(nóng)產(chǎn)品的分類和入庫。
控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。
圖1 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
2 系統(tǒng)設(shè)計
2.1 系統(tǒng)硬件設(shè)計
采用三菱 F940GOT-LWD-C 型觸摸屏,三菱FX2N-48MR 型48點可編程控制器,晶體管輸出。觸摸屏通過COM0 RS 422串口與PLC進行通信, COM1 RS 232C串口與計算機相連,可對PLC的軟件進行監(jiān)視的同時顯示數(shù)據(jù)變化;可以顯示制作的畫面GOT(圖示顯示終端)預(yù)置的內(nèi)容;可通過GOT的操作ON/OFF可編程的位元件;可將顯示屏作為觸摸鍵行使開關(guān)功能。觸摸屏顯示320×240象素的圖象,字符串 40×15行。[4]
三菱FX2N-48MR 型48點可編程序控制器(PLC) I/O地址端子圖如下所示。
圖2 可編程序控制器(PLC) I/O地址端子圖
2.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計
2.2.1 上位機(觸摸屏)軟件設(shè)計
觸摸屏編輯軟件SWOPC-FXDU/WIN-CL,它提供了多種控制器件、圖形控件以及功能組件,能組合出各種顯示與控制功能,其畫面主要由參數(shù)設(shè)置界面、操作控制界面和生產(chǎn)管理界面等組成。觸摸屏作為上位機,應(yīng)對PLC中的實時數(shù)據(jù)進行顯示、記錄、存儲和處理,起到監(jiān)控機器設(shè)備的功能。
2.2.2 下位機(PLC)軟件設(shè)計
三菱FX2N-48MR型PLC在其編程軟件SWOPC-FXGP/WIN-C的運行環(huán)境中可用梯形圖(LAD)或語句表(STL)進行編程,其工作程序流程結(jié)構(gòu)如圖所示。
圖3 工作程序流程結(jié)構(gòu)圖
3 結(jié)束語
計算機自控技術(shù)的飛速發(fā)展為現(xiàn)代農(nóng)產(chǎn)品物流管理提供了重要的技術(shù)支持,而農(nóng)產(chǎn)品立體倉庫便是自控技術(shù)應(yīng)用于物流管理的成功體現(xiàn)。
本文作者創(chuàng)新點:本系統(tǒng)將觸摸屏與PLC聯(lián)合使用,加之傳感器信號采集,與傳統(tǒng)農(nóng)產(chǎn)品存儲方法相比,大大減少了外來因素對于農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量的影響,簡化了現(xiàn)場操作,使農(nóng)產(chǎn)品的存儲自動化,具有較為廣闊的實際應(yīng)用前景。
參考文獻
[1] 鐘肇新.可編程控制器原理及應(yīng)用[M]. 廣州:華南理工大學(xué)出版社,2003
[2] 霍彩云,丁文革. PLC和觸摸屏在低封爐控制系統(tǒng)的應(yīng)用[J] .微計算機信息. 2004年12期 第1頁-第52頁
[3] 李桂和.電器及其控制[M].重慶:重慶大學(xué)出版社,1993
[4] Mitsubishi Electric.FX2N-10GM/20GM Hardware/Programming Manual[M],1999(12)
[5] 周奇才,熊肖磊,朱雷.自動化立體倉庫監(jiān)控系統(tǒng)[M].中國機械工程學(xué)會物料搬運分會第五屆學(xué)術(shù)年會論文集,1996(8)
改革開放以來,我國農(nóng)產(chǎn)品加工儲藏業(yè)取得了快速發(fā)展。但與國外發(fā)達國家相比,還處于起步階段,加工工藝粗糙,工業(yè)化大規(guī)模加工更是無從談起。如初加工,我國的水果多是采摘后用紙箱、柳條筐一裝,大大咧咧地擺到地攤、貨架上賤賣。而發(fā)達國家水果采摘后通常要經(jīng)過預(yù)冷、貯藏、洗果、涂蠟分級、冷鏈運輸?shù)纫?guī)范配套的處理,產(chǎn)后商品化處理量幾乎達100%。因此,對于農(nóng)產(chǎn)品自動化立體倉庫的研究成為我們迫切的要求。在實際生產(chǎn)中,聯(lián)合使用觸摸屏與PLC,能提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量、穩(wěn)定工藝狀況。[5]本系統(tǒng)集PLC控制技術(shù)、位置控制技術(shù)、檢測技術(shù), 局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù),具有高可靠性、易編程、易操作等特點。立體倉庫可一臺單獨控制也可兩臺或兩臺以上聯(lián)機控制, 經(jīng)RS232C電纜與計算機直接相連, 無需另加適配器。作單臺控制,通過傳感器采集信號,PLC編程,實現(xiàn)對步進電機的位置控制及時序邏輯控制等功能,而上位機的監(jiān)控可與實際監(jiān)控現(xiàn)場的控制相似。
1 系統(tǒng)組成
1.1 控制要求
系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件堆垛機由水平、垂直及伸叉機構(gòu)三部分組成,水平、垂直部分運動分別由X軸、Y軸步進電動機驅(qū)動絲杠完成,伸叉機構(gòu)由氣動裝置組成。為保證堆垛機存貨準(zhǔn)確安全,對堆垛機位置控制的可靠性有較高的要求,主要包括:
⑴ 堆垛機應(yīng)能準(zhǔn)確尋找目標(biāo)倉位進行操作,避免各種碰撞情況發(fā)生,各機構(gòu)應(yīng)保證較高的定位精度;
⑵ 為提高作業(yè)效率,應(yīng)提高各機構(gòu)的運行速度,加快起、制動過程;
?、?按農(nóng)產(chǎn)品類型分類并推入相應(yīng)料倉。
表1 農(nóng)產(chǎn)品信息
系統(tǒng)將農(nóng)產(chǎn)品按類送入相應(yīng)的料倉并統(tǒng)計其數(shù)量和總量。農(nóng)產(chǎn)品信息是根據(jù)不同的條碼顏色檢測產(chǎn)生的。農(nóng)產(chǎn)品信息由三位二進制數(shù)表示D0、D1、D2。(其中D2為不合格品的信息)
1.2 系統(tǒng)工作原理及組成
正常工作時,通過觸摸屏,我們可方便地觀察系統(tǒng)的操作狀態(tài)、當(dāng)前過程值以及可能發(fā)生的PLC故障。觸摸屏通過組態(tài)變量能與PLC進行通信,將各項設(shè)定值輸入PLC。同時,PLC接受現(xiàn)場各狀態(tài)檢測信號,按照程序?qū)崿F(xiàn)計算和控制輸出功能,控制電氣柜和氣壓系統(tǒng),來完成農(nóng)產(chǎn)品的分類和入庫。
控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。
圖1 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
2 系統(tǒng)設(shè)計
2.1 系統(tǒng)硬件設(shè)計
采用三菱 F940GOT-LWD-C 型觸摸屏,三菱FX2N-48MR 型48點可編程控制器,晶體管輸出。觸摸屏通過COM0 RS 422串口與PLC進行通信, COM1 RS 232C串口與計算機相連,可對PLC的軟件進行監(jiān)視的同時顯示數(shù)據(jù)變化;可以顯示制作的畫面GOT(圖示顯示終端)預(yù)置的內(nèi)容;可通過GOT的操作ON/OFF可編程的位元件;可將顯示屏作為觸摸鍵行使開關(guān)功能。觸摸屏顯示320×240象素的圖象,字符串 40×15行。[4]
三菱FX2N-48MR 型48點可編程序控制器(PLC) I/O地址端子圖如下所示。
圖2 可編程序控制器(PLC) I/O地址端子圖
2.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計
2.2.1 上位機(觸摸屏)軟件設(shè)計
觸摸屏編輯軟件SWOPC-FXDU/WIN-CL,它提供了多種控制器件、圖形控件以及功能組件,能組合出各種顯示與控制功能,其畫面主要由參數(shù)設(shè)置界面、操作控制界面和生產(chǎn)管理界面等組成。觸摸屏作為上位機,應(yīng)對PLC中的實時數(shù)據(jù)進行顯示、記錄、存儲和處理,起到監(jiān)控機器設(shè)備的功能。
2.2.2 下位機(PLC)軟件設(shè)計
三菱FX2N-48MR型PLC在其編程軟件SWOPC-FXGP/WIN-C的運行環(huán)境中可用梯形圖(LAD)或語句表(STL)進行編程,其工作程序流程結(jié)構(gòu)如圖所示。
圖3 工作程序流程結(jié)構(gòu)圖
3 結(jié)束語
計算機自控技術(shù)的飛速發(fā)展為現(xiàn)代農(nóng)產(chǎn)品物流管理提供了重要的技術(shù)支持,而農(nóng)產(chǎn)品立體倉庫便是自控技術(shù)應(yīng)用于物流管理的成功體現(xiàn)。
本文作者創(chuàng)新點:本系統(tǒng)將觸摸屏與PLC聯(lián)合使用,加之傳感器信號采集,與傳統(tǒng)農(nóng)產(chǎn)品存儲方法相比,大大減少了外來因素對于農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量的影響,簡化了現(xiàn)場操作,使農(nóng)產(chǎn)品的存儲自動化,具有較為廣闊的實際應(yīng)用前景。
參考文獻
[1] 鐘肇新.可編程控制器原理及應(yīng)用[M]. 廣州:華南理工大學(xué)出版社,2003
[2] 霍彩云,丁文革. PLC和觸摸屏在低封爐控制系統(tǒng)的應(yīng)用[J] .微計算機信息. 2004年12期 第1頁-第52頁
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[5] 周奇才,熊肖磊,朱雷.自動化立體倉庫監(jiān)控系統(tǒng)[M].中國機械工程學(xué)會物料搬運分會第五屆學(xué)術(shù)年會論文集,1996(8)
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