PLC在大型粮食储运系统中的应用

李威

摘 要：近年来，随着科学技术的发展和进步以及国家对农业生产的重视，我国的粮食产量急剧升高，而粮食的储存与运输就面临着严重的问题。PLC作为一种可编程逻辑控制器，其在大型粮食储运系统中的应用能有效地解决粮食的储存和运输问题。文章主要针对PLC在大型粮食储运系统的应用进行分析，以期能更加有效地完成对大型粮食的储存和运输工作，有效促进我国农业经济的发展。

关键词：PLC；粮食储运；应用

引言

目前，我国大型粮食储备库储存粮食的形式主要有浅圆仓及立筒仓库存储，其储存工艺和过程主要分为三部分，即：库群管理、输送部分以及计量部分。而PLC主要是对输送部分进行安全高效的全自动控制。它主要包括船舶的来粮入仓和散粮装驳船、汽车以及倒仓作业等。这一环节具有种类繁多的机械设备，不仅施工工艺十分复杂，而且对机械化程度的要求也比较高，同时设备间也要求进行一定的联锁控制及顺序控制。实现流程逆粮流启动，顺粮流方向停止，故障点上游设备立即停车的工艺要求。其主要设备有卸船机、装船机、皮带机、吸铁器、初清筛、料位器、除尘风网以及电子计量设备等组成。PLC控制系统的主要任务就是最优化的调度对粮食的进出，并有效地采集粮食进出的原始数据信息，有效的保障大型粮食储运系统安全高效地运行，并有效促进我国粮食产业的发展。

1 大型粮食储运工艺流程（如图1）

由该工艺流程图可以看出，粮食的存储和运输是通过PLC控制系统，根据粮食来源和输送目的地的不同，可以讲将该控制工艺流程大体分为入仓、出仓、倒仓和运输等4个环节。另外，除翻仓以外，其余3各环节又大体可以分为：（1）入仓：卸汽车入仓、卸火车入仓以及卸船入仓；（2）出仓：主要包括装船、装火车、装汽车出仓；（3）运输：主要包括火车运输、轮船运输、汽车运输。

在对粮食进行翻仓时，要特别注意不能和其他路径产生冲突，即翻仓操作的下一步还是翻仓或者释放的路径。而转运主要有两种途径，而且每次仅能选择一条路径，即轮船转运到火车或者是由火车转运到轮船。接下来就是出仓操作，它可以和入仓同时进行，并且出仓操作可以多次同时进行，所以要综合考虑设备的冲突问题。

2 方案设计

该储运系统方案的结构图如图2所示，主要采用人-机交互层、信息网络层以及工艺流程监控层。其主要的信息网络为PC机工作站；其人-机交互层主要选用西门子工控机；并采用集中控制方式来作为工艺流程监控层，选用ControlLogix，并采用PLC远程I/O框架结构。

从图2可以看出，工作站、服务器以及上位机都通过工业以太网方式实现了远程通信，主站PLC和上位机之间采用RG-6同轴电缆网络有效实现PLC离线编程、在线调试以及对上位机的监控，电子秤主要通过RS-232C卡与上位机的连接来实现传递粮食进出数据的目的。主站和分站分别配置光纤中继器，主站和其他分站通过光纤中继器、光纤组成星型网络结构。这种方式有效降低电缆铺设的难度，并有效缩短了连接线路，大大降低了成本，并在极大程度上提高了系统的稳定性、安全性和可靠性。

3 系统硬件设计

3.1 上位机

该系统中主要采用了4台上位机，其主要作用就是实现PLC编程、人机交互、流程监控以及通信等。其上位机的类型为西门子系列的高可靠工业控制计算机。

3.2 PLC配置

PLC的配置主要采用ControlLogixL65系列产品，模块化程度高，将顺序控制，过程控制，过程控制，传动控制和运动控制集成在一起，允许任意组合使用；不受限制地将多个处理器，网络模块和I/O模块任意混合，统一的编程环境Rslogix5000，连接到Netlix开放网络架构，提供高效的网络通讯能力，增强系统性能。ControlLogixL65处理器支持梯形逻辑图、顺序功能流程图（SFC）以及结构文本编程。

4 系统软件设计

4.1 上位机软件编程

该系统中上位监控软件所使用的组态软件为IFIX，其运行的主要平台是中文Windows XP、2003等。IFIX是Intellution公司工控软件的最新产品。它主要是以SCADAC节点为核心，进而来有效实现监视、控制、报警、保存和数据归档、生成和打印报表，并用绘图和视点来创建数据的显示形式等诸多功能，从而能有效地将个人计算机有效地应用到集散控制系统中。

4.2 上位机与下位机的数据传输

通常IFIX软件无需使用特殊硬件就能有效地获取数据，它可以通过一个叫I/O的驱动器软件直接和现场已固有的I/O设备直接进行通信。Intellution为此提供了许多种I/O驱动器，可以支持特殊以及通用I/O的设备。就算找不到现成的driver程序，IFIX也能提供用户自行开发I/O driver程序的软件接口。

由过程硬件有效得到的现场数据过程如下所示：（1）I/O驱动器软件将I/O设备的数据读入，然后将其传送到驱动器映象表（DIT）的指定地址。（2）扫描、报警以及控制程序（SAC）将从驱动器程序映象表（DIT）来的数据读入，并将其经过特殊处理后传送给过程数据库。（3）数据库中的数据经过内部数据库的访问功能被有效读取出来，然后传输给要求数据的应用软件。同时，FIX也能按和上面流程相反的程序将数据写入过程硬件中去。

4.3 PLC程序设计

PLC控制程序主要采用Rslogix5000编程开发软件，在该系统中PLC控制程序相互咬用梯形图语言来进行编写。该编程软件支持模块化的设计，在该系统中，现场需要控制的设备非常多，所以在进行软件设计时，要保障每一台现场设备都能够编写一个独立的控制子程序模块，并且确保任意一个工艺流程程序都是由多个独立的控制程序模块所组成。

5 结束语

在大型糧食的储运中利用PLC完善的功能不仅有效实现了粮食的储存和转运中的人机对话、自动监控、数据处理、故障报警、远程通信以及报表打印等。自PLC在大型粮食储运系统中投入使用以来，表现出良好的运行成果，并有效促进了我国粮食产业的发展。

参考文献

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[2]姚健，姚源记，宋志兵.国家大型粮库过程控制PLC监控系统[J]. 微计算机信息，2011.

[3]郭晓定，吴新开，范小春.PLC在大型粮食中转仓库中的应用[J]. 应用技术，2014.