基于plc的煙草企業自動化物流控制系統-資料下載頁

　　

【正文】 按結構形式分為基本程序和模塊化程序。基本程序：既可以作為獨立程序控制簡單生產工藝過程，也可以作為組合模塊結構中單元程序；依據計算機程序沒計思想，基本程序結構方式三種：順序結構、條件分支結構和循環結構。 模塊化程序：把一個總控制目標程序分成多個具有明確子任務程序模塊，分別編寫和調試，最后組合成一個完成總任務完整程序。這種方法叫做模塊化程序設計。我們建議經常采用這種程序設計思想，各模塊具有相對獨立性，相互連接關系簡單，程序易于調試修改。特別是用于復雜控制要求生產過程。 PLC控制系統程序設計要點。PLC控制系統I／O分配，依據生產流水線從前至后，I／O點數由小到大：盡可能把一個系統、設備或部件I，O信號集中編址，以利于維護。定時器、計數器要統一編號，不可重復使用同一編號，以確保PLC工作運行可靠性。程序中大量使用內部繼電器rfl問標志位(i／O位)，也要統一編號，進行分配。分配完成后，應列出I／O分配表內部繼電器中間標志佗分配表。彼此有關輸出器件，如電機礦，反轉等，其輸出址應連續安排，如()2．O／Q2．1等。PLC控制系統編程技巧。捌￡程序設計原則是邏輯關系簡單明了，易于編程輸入，少El內存，減少掃描時間，這是PLC編程必須遵循原則。卜．面介紹幾點技巧。PLC各種魑點可以多次重復使用．無需用復雜程序來減少觸點使用次數，、同一個繼電器線圈同一個程序巾使用兩次稱為雙線圈輸出，雙線圈輸出容易引起誤動作，程序中盡量要避免線圈重復使用。必須是雙線圈輸出，可以采用錯位和復位操作(以信息技術S7—300為例如sQ4．0RQ4．0)。要使PLC多個輸出為固定值1(常閉)，可以采用字傳送指令完成，例如Q2．0、Q2．Q2．Q2．7同時都為l，可以使用一條指令將十六進制數據0A9H直接傳送QW2即可。非重要設備，可以硬件上多個觸點串聯后再接入PLC輸入端，PLC編程來減少I／O點數，節約資源。例如：我們使用一個按鈕來控制設備啟動／停止，就可以采用二分頻來實現。模塊化編程思想應用：我們可以把正反自鎖互鎖轉程序封裝成為一個模塊，正反轉點動封裝成為一個模塊，PLC程序中我們可以重復調用該模塊，減少編程量，減少內存占用最，有利于大型PLC程序編制。第二節 PLC控制系統程序調試 PLC控制系統程序調試一般包括I／O端子測試和系統調試兩部分內容，良好調試步驟有利于DⅡ速總裝調試過程。1加端子測試 用手動開關暫時代替現場輸入信號，以手動方式逐一對PLC輸入端子進行檢查、驗證。PLC輸入端子指示燈點亮，表示正常；反之，應檢查接線是UO點壞。我們可以編寫一個小程序，輸出電源良好情況下，檢查所有PLC輸出端子指示燈是否全亮。PLC輸入端子指示燈點亮，表示正常。反之，應檢查接線是I／O點壞。2系統調試 系統調試應首先按控制要求將電源、外部電路與輸入輸出端子連接好，然后裝載程序于PLC中，運行PLC進行調試。將PLC與現場設備連接。正式調試前全面檢查整個PLC控制系統，包括電源、接線、設備連接線、yo連線等。保證整個硬件連接正確無浸情況下即可送電。 把PLC控制單元工作方式設置為“RUN”開始運行。反復調試消除可能出現各種問題。調試過程巾也可以實際需求對硬件作適當修改以配合軟件調試。應保持足夠長運行時悶使問題充分暴露并加以糾正。調試中多數是控制程序問題。一般分以F幾步進行：對每一個現場信號和控制量做單獨測試；檢查硬件，修改程序；對現場信號和控制量做綜合測試；帶設備調試；調試結束。第三節 基于RFID的卷煙工廠物流PLC控制系統信息層設計 不同于卷煙生產工藝技術的控制重點（例如原輔材料的質量、消耗量和機器的運轉率等），卷煙工廠生產過程中的物流控制重點是卷煙物料（例如：反映原輔材料質量、成品件煙等）的相關信息?；?RFID的卷煙工廠物流 PLC控制系統信息層中，RFID 是核心的信息載體，其承載的數據信息由兩部分組成。第一部分是物料信息，包括托盤編號、原輔材料的商品條碼、成品件煙的商品條碼、成品件煙的國家一號工程碼等；第二部分是物流流動經過的物流設備信息，包括托盤輸送設備信息、煙箱輸送設備信息等。第一部分信息在物料的物流過程中是通過上位機信息管理系統進行管理。第二部分則是通過調度系統和系統主控 PLC 在物料的物流過程中現場管理。當帶有 RFID 芯片的托盤帶著相應的物料信息進入 PLC控制的設備層入口時，系統會在主控 PLC 的控制下實現物料信息和設備信息的數據合流。其具體流程如下圖所示。當機器人件煙碼垛、托盤碼分機碼盤或者人工輔料配盤完成后，機器人、托盤碼分機或者配盤工作人員通過一個現場信號通知WMS系統有一個新的需要入庫的托盤完成，WMS 系統會根據其自身數據結構自動分一個入庫容器序列號并將其和承載物料的托盤綁定。綁定結束后，WMS 系統會通過一個現場信號觸發 RFID 將上位分配的序列號寫入托盤的 RFID 芯片中，并通過 ACK協議效驗是否寫成功。成功后，WMS系統就會調度現場設備執行相應的入庫流程。自此，物料信息就完成了和現場設備信息的匯流。第四節 系統設備層的 PLC 電控網絡拓撲設計 基于 RFID 的卷煙工廠物流控制系統設備層是一個運轉高效、通訊及時的 PLC電控系統。其特點如下：首先由于煙草物流中設備較多，設備信息按照標準的通信協議設計（一般一個設備對應 10 個字節，甚至更多），導致了數據量的增大。其次由于卷接機、卷包機、封裝箱機的超高速運轉，單位時間產量很大，于物流 PLC系統的實時性要求很高。再次是現場控制精度、系統開放的靈活程度要求很高，要求 PLC 能夠支持多種通訊協議，以便于和現場其他控制設備交互?；谏鲜鋈c，本系統設計采用的主控PLC是西門子S7 400系列的 4143DP/PN。相較于目前工業控制領域中的其他品牌的 PLC而言，其主要優勢在于其運算能力和通訊能力。在標準工作條件下，其運算速度可以達到每字操作十萬分之一毫秒,。系統主控PLC負責接收WMS調度信息和執行現場控制功能。系統主控PLC與現場控制站采用分布式I/O結構進行現場通訊，現場控制站分別布置在相應的設備附近，通過星形網絡拓撲結構連接工業交換機。現場控制層同時支持串口通訊的PROFIBUS和基于TCP/UDP的PROFINET協議，極大地擴展了系統的靈活性和可靠性，減少了現場電纜的敷設量，降低了建設成本。RFID讀寫器通過網關模塊以工業以太網的方式和主控 PLC進行通訊，巷道堆垛機和穿梭車主控PLC分別集成在相應的設備上，通過4位光電傳感器和系統主控PLC進行通訊，拆碼垛機器人和變頻器通過 PROFIBUS總線和主控PLC進行通訊?，F場PLC電控系統拓撲圖如下圖所示。第五節 卷煙工廠物流PLC電控程序設計 現場PLC程序采用西門子公司的STEP7設計編寫。STEP7是用于SIMATIC 可編程邏輯控制器硬件組態和軟件編程的標準軟件包。同時支持多種符合 IEC 11313標準的編程語言[6]。STEP7的項目程序是由OB（組織塊）、DB（數據塊）、FC（功能塊）、FB（功能數據塊）組成。其中除OB由系統自動處理外，其余的塊都需要采用編程語言編寫，按照通用性要求，并考慮到方便維護人員進行日常維護，系統編程采用的是模塊化結構的梯形圖語言。 PLC程序模塊按照現場物流的功能和信息處理的功能劃分，并對物流現場中的特殊設備單獨編程，最后采用主循環和子循環嵌套的方法執行。 按照卷煙工廠常規物流系統的設計，程序大致分為如下幾個部分：煙箱通道部分、托盤通道部分、托盤碼分機、條碼掃描比較、人工處理站臺、相關設備報警、相關設備初始化、RFID數據塊、條碼數據塊、物料信息塊、設備信息塊、WMS 指令數據塊、程序內部控制功能等。第六章 結論與展望 計算機管理下的自動化物流系統所具有的先進性和無可比擬的優越性, 結合先進的大規模生產設備，必將創造出巨大的經濟效益。有關煙草人士一針見血地指出：煙草行業之間的競爭，實質是經濟實力的競爭，說穿了主要是技術力量和先進設備的競爭。自動化物流系統是提高煙草行業經濟效益，增強企業實力的主要途徑之一。它是煙草行業發展中的必然趨勢。隨著玉溪卷煙廠輔料、成品自動化物流系統的建成運用, 紅河、青島卷煙廠自動化物流系統的投產，國家經貿委已經把煙廠自動化物流系統的開發和建設作為“九五”計劃中的重點技改項目。目前昆明煙廠已與瑞士OWL公司簽訂了全套輔料、成品自動化物流系統，曲靖、許昌、杭州卷煙廠也正在與國內廠商進行商談中。隨著自動化物流技術廣泛發展和應用，煙草行業必將實現生產、銷售、管理等各個環節的自動化，將極大地提高企業的生產自動化程度和管理水平，這不僅可以節約大量的人力、物力和寶貴的土地資源，還可以加速資金周轉，極大地提高企業的經濟效益和社會效益。參考文獻[1]張鵬, 鞠鎂隆, 沈敏德, 等. 基于 PLC 控制的臥式卷煙自動分揀機設計[J]. 機電一體化, 2008, 5: 028.[2]盧子奎, 郭天文, 羅旺春, 等. 卷煙工業企業自動化物流系統效能優化[J]. 煙草科技, 2008, 6: 2629.[3]胡濤, 蘇建良, 石劍鋒. 煙草系統中剪帶裝置的機械設計及其 PLC 控制系統[J]. 機床與液壓, 2006 (1): 6971.[4]孫城, 俞立, 張文安, 等. 煙草全自動分揀系統的 PLC 控制[J]. 自動化儀表, 2005, 26(11): 6566.[5]周開辟, 盧榮德, 蔡華川. 煙草企業 MES 及其應用[J]. 包裝與食品機械, 2005, 23(6): 5256.[6]張鵬飛. 箱式儲煙物流控制系統的研究與設計[D]. 昆明理工大學, 2010. [7]孫城, 俞立, 等. 自動化儀表 2005, 26 (11) 65DOI: ISSN: 10000380 CN: 311501/TH[J].[8]任海銘, 郭大權. 一種面向煙草行業的 MES 解決方案[J]. 2012. [9]甘麗琴. 第三方網絡產品在煙草控制系統中的應用[J]. 昆明理工大學學報 (理工版), 2006, 31(2). [10]沈斌, 等. 基于 RFID 的中小化工企業倉儲系統設計[J]. [11]羅邵屏, 等. 自動化儀表 2009, 30 (3) 4346 DOI: ISSN: 10000380 CN: 311501/TH[J].[12]王改華, 姜波, 等. 自動化儀表 2007, 28 (1) 52DOI: ISSN: 10000380 CN: 311501/TH[J].致謝在本次論文設計過程中，許國老師對該論文從選題，構思到最后定稿的各個環節給予細心指引與教導,使我得以最終完成畢業論文設計。在學習中,老師嚴謹的治學態度、豐富淵博的知識、敏銳的學術思維、精益求精的工作態度以及侮人不倦的師者風范是我終生學習的楷模，導師們的高深精湛的造詣與嚴謹求實的治學精神，將永遠激勵著我。這三年中還得到眾多老師的關心支持和幫助。在此，謹向老師們致以衷心的感謝和崇高的敬意！ 最后，我要向百忙之中抽時間對本文進行審閱，評議和參與本人論文答辯的各位老師表示感