CN110271878B - 一种plc控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于PLC控制技术领域，提供了一种PLC控制系统，包括PLC控制器，所述PLC控制器电性连接有抓斗、料斗秤机组、皮带机机组和上位机，所述皮带机机组包括皮带机本体和压力传感器，所述压力传感器安装于所述皮带机本体的内部；通过在料斗秤本体的正下方皮带机本体上设置压力传感器，压力传感器对皮带机本体上进行压力的称量，当这次测量的实时数据大于初始数据时，即表明皮带机本体上有物料，这时PLC控制器控制料斗秤本体的仓门关闭，并控制皮带机本体加速将物料外排，避免这次投放时产生叠料的情况，当这次测量的实时数据小于或等于初始数据，表明皮带机本体上没有物料，可以进行投放并不会造成叠料现象的发生。
Description
技术领域
本发明属于PLC控制技术领域，尤其涉及一种PLC控制系统。
背景技术
现代化的散货物流港口，一般建有多台卸船机，这些卸船机卸下的物料基本上是通过地面皮带机运送到后方料场或转运到其他船舶上，许多港口经常存在两台卸船机向一条地面皮带机供料的现象。
由于料斗秤中物料的数量和体积不同，投放到皮带机上的占用面积不同，但是由于皮带机每次的移动速度相同，从而这次物料体积较大时无法进行全部的转移走下一批的物料投放直接叠放在上一批物料上，造成物料的叠放致使物料损坏。
发明内容
本发明提供一种PLC控制系统，旨在解决由于料斗秤中物料的数量和体积不同，投放到皮带机上的占用面积不同，但是由于皮带机每次的移动速度相同，从而这次物料体积较大时无法进行全部的转移走下一批的物料投放直接叠放在上一批物料上，造成物料的叠放致使物料损坏的问题。
本发明是这样实现的，一种PLC控制系统，包括PLC控制器，所述PLC控制器电性连接有抓斗、料斗秤机组、皮带机机组和上位机，所述PLC控制器用于所述抓斗、所述料斗秤机组和所述皮带机机组的信号采集、显示和控制，所述抓斗用于将船上物料运送到所述料斗秤机组中，所述料斗秤机组用于对所述抓斗运送的物料进行称重，并转给所述皮带机机组，所述皮带机机组用于将所述料斗秤机组的物料进行转运出去，所述上位机用于人机交互和远程控制，所述皮带机机组包括皮带机本体和压力传感器，所述压力传感器安装于所述皮带机本体的内部，并位于所述料斗秤机组中料斗秤本体出口的正下方，所述压力传感器用于检测所述皮带机本体位于所述料斗秤本体出口正下方的表面压力，并反馈给所述PLC控制器，所述PLC控制器根据所述压力传感器的数据，给所述皮带机本体发送对应的变速指令。
优选的，所述PLC控制器包括采集模块、处理模块、存储模块和执行模块，所述采集模块的输入端与所述料斗秤机组和所述压力传感器的输出端相连接，用于获取对应的数据，所述处理模块的输入端与所述采集模块的输出端相连接，用于处理所述采集模块发送的数据，所述存储模块与所述处理模块相电性连接，所述处理模块用于对所述存储模块内部数据进行读取和写入，所述执行模块的输入端与所述处理模块的输出端相连接，用于所述处理模块的指令进行对应的执行。
优选的，所述压力传感器对所述皮带机本体上方没有物料时称重数据设置为初始数据，所述皮带机本体上方有物料时称重数据为实时数据。
优选的，所述实时数据大于初始数据时，所述处理模块控制所述皮带机本体加速，并关闭所述料斗秤本体的开口处仓门。
优选的，所述料斗秤机组还包括称重传感器，所述称重传感器位于所述料斗秤本体的下方，用于对所述料斗秤本体的重量进行检测。
优选的，所述料斗秤机组还包括震动器，所述震动器位于所述料斗秤本体的出口附近，用于对所述料斗秤本体内部物料进行振动。
优选的，所述料斗秤本体的开口仓门处设置有编码器，所述编码器用于对开口处仓门的开启范围大小进行控制。
优选的，所述上位机设置有两套，分别用于磅房的操控以及远程的监控。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的一种PLC控制系统，通过在料斗秤本体的正下方皮带机本体上设置压力传感器，压力传感器对皮带机本体上进行压力的称量，当这次测量的实时数据大于初始数据时，即表明皮带机本体上有物料，这时PLC控制器控制料斗秤本体的仓门关闭，并控制皮带机本体加速将物料外排，避免这次投放时产生叠料的情况，当这次测量的实时数据小于或等于初始数据，表明皮带机本体上没有物料，可以进行投放并不会造成叠料现象的发生。
附图说明
图1为本发明的整体连接示意图；
图2为本发明中PLC控制器示意图；
图3为本发明中工作流程示意图；
图中：1、PLC控制器；11、采集模块；12、处理模块；13、存储模块；14、执行模块；2、抓斗；3、料斗秤机组；31、料斗秤本体；32、称重传感器；33、震动器；34、编码器；4、皮带机机组；41、皮带机本体；42、压力传感器；5、上位机。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种PLC控制系统，包括PLC控制器1，PLC控制器1电性连接有抓斗2、料斗秤机组3、皮带机机组4和上位机5，PLC控制器1用于抓斗2、料斗秤机组3和皮带机机组4的信号采集、显示和控制，抓斗2用于将船上物料运送到料斗秤机组3中，料斗秤机组3用于对抓斗2运送的物料进行称重，并转给皮带机机组4，皮带机机组4用于将料斗秤机组3的物料进行转运出去，上位机5用于人机交互和远程控制，其特征在于：皮带机机组4包括皮带机本体41和压力传感器42，压力传感器42安装于皮带机本体41的内部，并位于料斗秤机组3中料斗秤本体31出口的正下方，压力传感器42用于检测皮带机本体41位于料斗秤本体31出口正下方的表面压力，并反馈给PLC控制器1，PLC控制器1根据压力传感器42的数据，给皮带机本体41发送对应的变速指令。
在本实施方式中，吊机工操作抓斗2从船仓内抓料并将抓满物料的抓斗2转到料斗秤本体31正上方，若此时料斗秤本体31为空的信号灯亮，吊机工将抓斗2中的物料直接放入到料斗秤本体31的秤斗中，并等到料斗秤本体31中重量稳定后，PLC控制器1中的处理模块12对执行模块14发出指令，执行模块14控制称重传感器32对料斗秤本体31进行称量，并将这次测量的数据反馈给采集模块11，采集模块11发送给处理模块12，处理模块12将这次的毛重数据与上次空料斗秤本体31的皮重数据相减，得出这次物料的净重，与此同时，当抓斗2放空后，吊机工将抓斗2转到抓料工位对船仓中的物料进行下一斗的抓料操作；料斗秤本体31计量结束后，处理模块12将这次数据存储在存储模块13中，与此同时，皮带机本体41上的压力传感器42对皮带机本体41位于料斗秤本体31仓门正下方的位置进行压力的检测，并将这次检测的实时数据通过采集模块11反馈给处理模块12，处理模块12将这次的实时数据与初始数据进行比对，当这次的实时数据大于初始数据时，表明皮带机本体41这片范围内有重物，可能会发生叠料现象，处理模块12通过执行模块14关闭料斗仓的仓门，并控制皮带机本体41进行加速快速将物料清空，当这次实时数据小于或等于初始数据时，表明皮带机本体41上没有重物，不会发生叠料的情况，处理模块12通过执行模块14对料斗秤本体31的仓门进行控制，实现自动进行放料，执行模块14将料斗秤本体31仓门打开，料斗秤本体31放出的物料掉落到皮带机本体41上，同时压力传感器42进行实时的压力数据记录反馈，经由皮带送至下一场地，料斗秤本体31放空后，处理模块12控制执行模块14将仓门自动关闭，同时处理模块12通过执行模块14控制称重传感器32对料斗秤本体31进行皮重数据的测量，同时计算单斗净重并累计全部存储在存储模块13中；然后处理模块12通过执行模块14点亮料斗秤本体31现场的空斗信号灯，提示可向料斗秤本体31斗内放料，随后重复步骤，直至物料全部取完结束。
进一步的，PLC控制器1包括采集模块11、处理模块12、存储模块13和执行模块14，采集模块11的输入端与料斗秤机组3和压力传感器42的输出端相连接，用于获取对应的数据，处理模块12的输入端与采集模块11的输出端相连接，用于处理采集模块11发送的数据，存储模块13与处理模块12相电性连接，处理模块12用于对存储模块13内部数据进行读取和写入，执行模块14的输入端与处理模块12的输出端相连接，用于处理模块12的指令进行对应的执行。
在本实施方式中，PLC控制器1设置为西门子S7-300系统，并搭载有称重管理系统软件、实时数据采集软件和控制软件系统。称重管理系统软件：软件界面同时具有料斗秤本体31的实时状态监控、参数设置、料斗秤本体31自动校验、计量报表生成、码单打印、顺序放料控制、手动/自动仓震及自动累计功能；软件具有故障报警、提前加料报警、漏料报警、粘料报警功能，自动记录报警日志到数据库并具有故障手动/自动复位功能；具有用户原计量系统软件具有的功能。实时数据采集软件：实时数据采集软件采用大型关系数据库，具有27台料斗秤本体31同时采集和记录实时数据的能力，实时数据采集达到秒级；实时数据采集软件具有数据库记录动态优化功能，对非动态数据自动降低记录频率，降低数据库负载，数据库应具备数据的备份、删除等功能；实时数据库记录至少保存12个月备查。控制软件系统：系统具有两种工作方式，正常操作时系统处于自动工作方式，手动操作主要用于系统的调整，检修或应急处理；可在控制系统界面上设置系统参数，如单秤预置点设定值等，使系统具有很大的灵活性和极强的人机对话能力；系统参数设置应设置权限，指定用户通过账号密码登录后方可修改；每次加料结束后自动进行称量及累计，并根据皮带机输送流程和该流程料斗秤本体31计量状态自动顺序放料，防止叠料和确保最大输送能力；工作状态监控及重量显示，通过软件界面和现场指示灯对主要工作状态进行监控，吊机工按照现场信号灯指示进行加料，自动挂码校秤功能，计量员可在任意时间校秤，自动挂码校秤装置大大缩短料斗秤本体31的校验时间，完全排除人为因素的干扰，进一步提高称量准确度，要求每套自动校验设备的4个气缸可单独升降。实时数据采集，独立采集软件用于料斗秤本体31称重实时数据采集和记录，实时数据采集达到秒级，实时数据采集软件具有数据库记录动态优化功能，对非动态数据自动降低记录频率，降低数据库负载。实时数据库记录至少保存3个月备查；卸货曲线查询功能；计量控制系统软件具有按照码单查询历史卸货曲线的功能，卸货曲线查询功能通过调用卸货明细和实时数据库数据叠加显示卸货历史曲线，曲线上能直观显示开关仓状态和开、关仓当时记录的毛重、皮重值，故障和异常报警，系统具有故障报警、提前加料报警、漏料报警、粘料报警功能，自动记录报警日志到数据库并具有故障手动/自动复位功能。
进一步的，压力传感器42对皮带机本体41上方没有物料时称重数据设置为初始数据，皮带机本体41上方有物料时称重数据为实时数据；实时数据大于初始数据时，处理模块12控制皮带机本体41加速，并关闭料斗秤本体31的开口处仓门。
在本实施方式中，皮带机本体41上的压力传感器42对皮带机本体41位于料斗秤本体31仓门正下方的位置进行压力的检测，并将这次检测的实时数据通过采集模块11反馈给处理模块12，处理模块12将这次的实时数据与初始数据进行比对，当这次的实时数据大于初始数据时，表明皮带机本体41这片范围内有重物，可能会发生叠料现象，处理模块12通过执行模块14关闭料斗仓的仓门，并控制皮带机本体41进行加速快速将物料清空，当这次实时数据小于或等于初始数据时，表明皮带机本体41上没有重物，不会发生叠料的情况，处理模块12通过执行模块14对料斗秤本体31的仓门进行控制，实现自动进行放料，同时由于皮带机本体41上可能别处的重量传递到这处的压力传感器42上，致使压力传感器42的数据设置有误差，这时可以将初始数据设置为皮带机上没有物品时和一定容错误差的叠加和，容错误差为重量较小的物体或者远处的重量且必须远小于物料的净重。
进一步的，料斗秤机组3还包括称重传感器32，称重传感器32位于料斗秤本体31的下方，用于对料斗秤本体31的重量进行检测。
在本实施方式中，称重传感器32首先对料斗秤本体31上一次放完物料后的皮重进行称重，然后在对这次盛装有物料的料斗秤本体31进行称重，得出两者在一起时的毛重，随后将两者数据进行相减得出物料的净重，并将每次的物料净重进行叠加得出这批物料的总重。
进一步的，料斗秤机组3还包括震动器33，震动器33位于料斗秤本体31的出口附近，用于对料斗秤本体31内部物料进行振动；料斗秤本体31的开口仓门处设置有编码器34，编码器34用于对开口处仓门的开启范围大小进行控制。
在本实施方式中，料斗秤本体31自动放料过程中仓门开启(本开度为仓门常规开度，为第1级开度角)，出现料斗秤本体31堵料时，自动开启震动器33对料斗秤本体31进行仓震，震动一定时间后(PLC控制器1中的处理模块12对执行模块14发出对应的时间指令，执行模块14对震动器33的通电时间进行控制，实现对震动器33的使用时间进行控制)，仍不下料，再次关闭仓门，从新进行本次计量并再次打开仓门放料和震动，若未达到放料设定值，编码器34将仓门开启至第2级开度角，可结合现场实际情况，通过编码器34开关设定仓门第1、2级开度角的位置，编码器34开关的触点信号引入执行模块14。
进一步的，上位机5设置有两套，分别用于磅房的操控以及远程的监控。
在本实施方式中，磅房配置的上位机5作为工程师站及操作软件，用于本地数据采集及卸船操作，操作软件可以与本地PLC通信，实现在操作软件上对料斗秤本体31的操作及显示运行状态，并且进行料斗秤本体31的卸船称重，软件需具备自动存储每次卸船称重数据等公司所需的所有数据等，软件需具备查询历史卸船称重数据及各类历史曲线，软件与厂内系统组网，查询船名、物料名称、报港重量、运输单位、发货单位等内容，卸船时记录上述相关信息，另一台上位机5用于远程的监控中心进行监控和远程的操控。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种PLC控制系统，包括PLC控制器(1)，所述PLC控制器(1)电性连接有抓斗(2)、料斗秤机组(3)、皮带机机组(4)和上位机(5)，所述PLC控制器(1)用于所述抓斗(2)、所述料斗秤机组(3)和所述皮带机机组(4)的信号采集、显示和控制，所述抓斗(2)用于将船上物料运送到所述料斗秤机组(3)中，所述料斗秤机组(3)用于对所述抓斗(2)运送的物料进行称重，并转给所述皮带机机组(4)，所述皮带机机组(4)用于将所述料斗秤机组(3)的物料进行转运出去，所述上位机(5)用于人机交互和远程控制，其特征在于：所述皮带机机组(4)包括皮带机本体(41)和压力传感器(42)，所述压力传感器(42)安装于所述皮带机本体(41)的内部，并位于所述料斗秤机组(3)中料斗秤本体(31)出口的正下方，所述压力传感器(42)用于检测所述皮带机本体(41)位于所述料斗秤本体(31)出口正下方的表面压力，并反馈给所述PLC控制器(1)，所述PLC控制器(1)根据所述压力传感器(42)的数据，给所述皮带机本体(41)发送对应的变速指令；所述PLC控制器(1)包括采集模块(11)、处理模块(12)、存储模块(13)和执行模块(14)，所述采集模块(11)的输入端与所述料斗秤机组(3)和所述压力传感器(42)的输出端相连接，用于获取对应的数据，所述处理模块(12)的输入端与所述采集模块(11)的输出端相连接，用于处理所述采集模块(11)发送的数据，所述存储模块(13)与所述处理模块(12)相电性连接，所述处理模块(12)用于对所述存储模块(13)内部数据进行读取和写入，所述执行模块(14)的输入端与所述处理模块(12)的输出端相连接，用于所述处理模块(12)的指令进行对应的执行；所述压力传感器(42)对所述皮带机本体(41)上方没有物料时称重数据设置为初始数据，所述皮带机本体(41)上方有物料时称重数据为实时数据；所述实时数据大于初始数据时，所述处理模块(12)控制所述皮带机本体(41)加速，并关闭所述料斗秤本体(31)的开口处仓门；当实时数据小于或等于初始数据时，处理模块（12）通过执行模块（14）对料斗秤本体（31）的仓门进行控制，执行模块（14）将料斗秤本体（31）的仓门打开，料斗秤本体（31）放出的物料掉落到皮带机本体（41）上;所述料斗秤机组(3)还包括称重传感器(32)，所述称重传感器(32)位于所述料斗秤本体(31)的下方，用于对所述料斗秤本体(31)的重量进行检测。
2.如权利要求1所述的一种PLC控制系统，其特征在于：所述料斗秤机组(3)还包括震动器(33)，所述震动器(33)位于所述料斗秤本体(31)的出口附近，用于对所述料斗秤本体(31)内部物料进行振动。
3.如权利要求1所述的一种PLC控制系统，其特征在于：所述料斗秤本体(31)的开口仓门处设置有编码器(34)，所述编码器(34)用于对开口处仓门的开启范围大小进行控制。
4.如权利要求1所述的一种PLC控制系统，其特征在于：所述上位机(5)设置有两套，分别用于磅房的操控以及远程的监控。
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