机场行李系统输送线PLC硬件和程序设计

纪影

摘要：随着经济的发展和社会的进步，民用机场如雨后春笋般出现，而以PLC为基础的行李系统的应用也越来越广泛。基于此，文章从行李系统和PLC概述入手，探讨了行李系统输送线PLC的系统架构和程序设计，旨在进一步促进机场行李系统的应用和发展。

关键词：机场；行李系统；输送线PLC；硬件设计；程序设计 文献标识码：A

中图分类号：TP36 文章编号：1009-2374（2016）31-0015-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.31.008

随着技术的进步，PLC自动化控制技术的应用越来越广泛，其中PLC在机场行李系统中的应用至关重要。本文探讨了机场行李输送系统的架构设计，分析了输送线PLC程序设计，旨在为机场行李输送系统的运行实践提供参考。

1 机场行李处理系统概述

机场行李输送系统指的是对旅客托运行李传输、安检、分拣的系统，旅客办理完值机手续并在打印贴好行李条码之后，就进入到行李输送中进行传输。自动化技术在机场行李输送系统中的应用日渐广泛，其能够降低行李运输错误，提升机场物流效率。机场行李输送系统中涉及到工程控制、计算机控制以及PLC等很多方面的知识，其直接决定着机场物流运输能力和对乘客的服务质量。

2 系统网络构建

机场行李输送系统采用后端按键模式，行李进入输送系统之后首先经过主传送带进入条码扫描矩阵，之后经过安检X光机进入到分拣区。从条码扫描开始需要对行李位置进行实施跟踪，PLC需要对行李位置之后的信息进行记录。系统选用AB的PLC，选用414-1型CPU，实现IT系统以太网连接。

2.1 系统管理层

在本行李输送系统中，上位机和PLC之间采用的网络结构为工业以太网结构，采用的数据通讯协议为标准化ISO-ON-TCP协议，通讯速率能够达到每秒100Mbit。

2.2 系统现场层

现场设备分布有着分散的特点，且设备种类众多，在这样的背景下，如果采用导线进行硬连接，必然会出现成本较高、扩展性不良、工作量较大的问题。针对这个问题，本系统现场层采用现场总线来实现现场设备的集成，此集成连接方式有着开放性和标准化的特点。在PLC以下，采用两层总线结构，通过Profibus-DP网络来实现PLC与第三方设备及现场设备的数据传输，这就能够保证控制层与现场层集成的可靠性和便利性。

行李输送系统通讯速率能够达到每秒1.5Mbit，在进行PLC与DP从站连接的过程中，主要采用PCF光纤。Profibus-DP网络有着开放性的特点，因此可以将ATR等第三方设备文件导入到PLC程序硬件组态中，从而实现对现场层设备的有效集成。

从硬件方面来看，利用RS转换模块将RS232接口转换为RS458接口，以此来支持Profibus-DP，从而完成对ATR第三方设备的集成。为了完成安检机这一第三方设备的集成，则需要依赖于ET200S模块中的SI模块（即串行通讯模块）。在安检机和皮带输送机状态位的传递过程中，主要依赖于标准DI、DO模块，在行李号和行李安检结果信息的传输过程中，主要依赖于ET200S模块中的SI模块。在网络中连接ET200S模块，将其作为Profibus-DP网络的从站，从而集成安检机这一第三方设备。

2.3 系统执行器层

同一Profibus-DP网络总线上，其连接的站点最多为126个，而在本项目行李系统中，其涉及到的设备众多，但每一台输送机需要的控制点相对较少，为了合理利用资源，采用两侧总线结构进行设计，通过DP/ASI Link来实现ASI总线和Profibus-DP总线的连接，ASI模块中集成了四输入和四输出点，利用ASI模块能够实现ASI总线数据的转换，转换成I/O信号能够实现对电机的控制和现场输送机状态的采集。

3 程序设计分析

3.1 PLC软件程序设计

OB1是PLC软件程序中循环执行的组织块，相较于其他模块来说，OB1的优先级是最低的，在运行的过程中，需要对OB1程序进行反复执行，在执行的过程中如果发生了比OB1优先级更高的事件，则CPU会将OB1程序中的任务终止，比OB1组织块优先级更高的组织块执行，并进行循环往复，在下一个中断发生的时候停止，因此应在OB1组织块中写入用户的主程序。

对于机场行李输送系统来说，在系统输送线PLC软件结构中，就将用户的主程序写入到了OB1中，以OB1为主循环，实现其他比OB1组织块优先级高的程序块的

调用。

在输送线PLC软件结构OB1中，其主要包括两种功能块：一种是完成皮带运行、行李分合流等设备动作控制的功能块；另一种是为IT提供行李条码、设备状态、安检信息以及故障信息等信息的组织数据功能块。需要注意的是，行李输送系统输送线PLC之间或PLC程序之内也会读取或交换信息状态，程序使得PLC能够通过外接传感器或第三方设备来实现信息的收集，并能够在IT上实现路由或指令的下载，以此为基础能够进行数据整理或逻辑判断，从而为系统进行设备运行的自动化控制提供有效的信息。

3.2 输送机逻辑控制设计

输送机逻辑控制实现的功能块为FB23，其中包含了众多输送机控制，是PLC程序设计中的重中之重。以功能为基础，可以将FB23功能块进行划分，输送机需要何种控制功能，则可以调用相应的FB23功能块，具体来说如下：FB150：需要对有一个传感器的输送机进行控制的时候，调用FB150功能块；FB152：需要对具有两个传感器输送机进行控制的时候，调用FB152功能块；FB70：需要对行李之间距离进行控制的时候，调用FB70功能块；FB172：需要对从动输送机进行控制的时候，调用FB172功能块；FB173：需要对主动输送机进行控制的时候，调用FB173功能块；FB169：需要对高速水平分流器进行控制的时候，调用FB169功能块。

各个输送机会分配一定的临时存储空间，FB23功能块对这些临时存储空间进行初始化处理，实现空间清零，之后以行李方向为基础，针对各个输送机控制功能需要来调用不同的FB23功能块。

3.2.1 FB70功能块。以FB70为例，其能够控制行李之间的距离，行李系统中此功能的实现需要依赖于传感器，传感器如果检测到行李间隙比预设间隙小，则会对此输送机暂停，行李间距离恢复正常之后重新启动运行。以轴编码为基础，FB70功能块能够计算出行李的间隔和所需要的间隔，在间隔达不到要求的时候会自动控制输送机暂停，符合要求之后自动开启输送机。在程序设计中以窗口的大小来表示行李的长度以及间隔，皮带机的运行速度也会对窗口大小产生影响。在特殊设备前输送机附加FB70功能块，本届输送机传感器信号、轴编码信号、下游输送机轴编码信号以及常量参数是FB70功能块的输入量。

在BAG_GAP_ON信号输出的时候，会控制输送机暂停，对于行李系统来说，其许多输送机上并没有轴编码器，在输送机运行的过程中会产生一个100ms的脉冲信号，以此脉冲信号来模拟轴编码器信号，测量行李的长度及行李间隙。经过的行李出发光电传感器的时候，进行脉冲计数，模拟行李长度，行李离开光电传感器之后，在下一个行李触发光电传感器中间的脉冲计数来模拟行李间隙，保证计算距离与行李到下游输送机的实际运动距离相符合。

在测量的过程中，如果实际行李间隙比设定间隙小，则需要对输送机进行暂停控制，设定间隙与实际测量间隙的差值就是输送机需要停止的脉冲数。

3.2.2 FB150功能块和FB151功能块。FB150功能块能够实现对带有一个传感器输送机的控制，在机场行李系统中，此类输送机数量最多，因此将其称为常规输送机，FB150功能块涉及到常规输送机故障停止、逆向停止等停止控制，还涉及到唤醒启动等启动控制。

FB151功能块能够实现对带有两个传感器输送机的控制，相较于常规输送机来说，行李系统中带有两个传感器的输送机相对较少，其涉及到的控制功能与FB150功能块类似。

在行李皮带系统中，如果输送机某一段出现故障而停止，则上游输送机在行李到达时也需要停止，这就属于逆向停止控制。当下游输送机启动之后，本段输送机自动启动，需要注意的是，为了保证行李间最小间距，在启动之前有一个较短的延迟。

4 PLC在机场行李运输系统中的应用前景

飞机是一种便捷的交通方式，其在未来物流业中的地位越来越高，机场行李输送系统运行的快捷性和安全性至关重要。PLC可编程控制器是一种专业工业现场使用的计算机，其有抗干扰能力强、适应性好、接口功能强大等特点，相较于单片机或普通微机来说，PLC在控制功能方面有工作可靠、变成简单、使用方便的特点，其在交通、建筑等各个领域中有着重要的应用。

当前，机场行李输送系统中应用了众多智能化控制方式，行李运输系统是机场重要的运营系统，其对于机场行李物流运输能力有着重要的影响，PLC凭借着自身的优势，在机场行李输送系统中的应用逐渐广泛起来，其能够提升行李运输的准确性和实时性，有效提升了机场运行效率，随着行李运输系统的进一步发展和航空事业的发展，PLC在机场行李运输系统中的应用前景十分广阔。

5 结语

综上所述，本文简要研究了机场行李输送系统架构设计以及输送线PLC硬件设计和程序设计，着重探讨了软件程序设计和输送机逻辑控制设计，旨在进一步促进机场行李系统的应用和发展。

参考文献

[1] 刘忻.机场行李系统输送线PLC硬件和程序设计[J]. 电气自动化，2014，（6）.

[2] 杨欢.机场行李系统自动控制中计算机网络PLC技术 的应用[J].电子世界，2016，（1）.