PLC在機場行李系統自動控制中的應用

 

1　引　言　

PLC（Program Logic Control，可編程邏輯控制器）具有編程容易、通用性強、可靠性高、控制系統構成簡單、維護方便等優點，常用作監控系統的一種現場設備，它擅長對開關信號進行時序邏輯和組合邏輯控制，具有實時信號數據採集、出色的可編程控制能力、集中圖形顯示、智能化數據處理、自動打印記錄等諸多優點。這種系統功能齊全、性能穩定、性價比高，深受衆多用戶的青睞，目前在工業自動化領域中應用十分廣泛。南京祿口國際機場的行李處理系統就採用了AEGModicon公司的PLC產品，通過PLC完成行李處理系統（BHS，Ba ggage Handling System）與安檢系統（SCS，Security Control System）聯動的PLC控制程序編程，接受火災報警系統（FIAS，Fire Information Alarm System）的火警信號自動處理，同時完成PLC向行李監視中心計算機實時信號傳遞的編程。

2　PLC的工作原理　

PLC由CPU、控制電路及與CPU連接的I／O（輸入／輸出）模塊組成，輸入模塊接受現場傳感設備的電信號，並將該電信號轉換成能被CPU處理的電平信號，CPU在系統軟件的控制下，在進行必要的內務處理之後，按照編寫的梯形圖網絡的順序號，逐一解讀，直到最後一個網絡。輸出模塊把CPU解讀程序邏輯的結果以必需的電壓或電流信號的形式送給現場的有關設備。

3　行李系統控制要求

行李系統由4個到港子系統和3個離港子系統組成，每個子系統由2條輸送線、1個轉盤和1個控制櫃組成。所有現場實時信號通過以太網送至監視中心的計算機上，集中圖形顯示，自動報警並打印錯誤信息。系統結構見圖1。

4　PLC的選用及控制過程

爲了實現行李系統的控制功能，提高工作人員的工作效率，祿口機場的行李處理系統選用了Modicon公司的984－145（到港系統）和984－E685（離港系統）兩種型號的PLC，並配備了相應的I／O模塊 。984－145型屬於Modicon984緊湊型的PLC，它將大型PLC的功能放置在一個模塊式、微型的組合件內。984－145PLC具有8K用戶邏輯，1920個寄存器，含有一個Modbus接口，從而提供了可連接控制器、編程器 、操作員接口及主計算機的方法。984－145PLC還有一個Modbus＋9針通訊口，一個爲Modbus＋口編址的DIP（Double Inline Package，雙列直插式組件）開關和相應的Modbus＋口LED指示燈，它可進行高性能 、點對點及網絡廣播通訊。984－685E型PLC適合中、大型應用場合，它支持5個本地800系列I／O機架及31個遠程站。984－685E支持可選處理器以增加系統的性能和功能，包括S911熱備處理器和D908分佈式控制處理器。984－685E型PLC具有16K用戶邏輯區，9999個寄存器，2個Modbus接口和1個Modbus－plus通訊口。每個控制櫃留下了30％的冗餘，以供將來拓展。

行李處理系統採用分散式控制原理，使用Modicon公司的Modbus Plus通訊網絡，將7個控制櫃與監視中心（MIS，Manage Information System）的監視計算機連接起來。通過支持Modbus Plus通訊能力PLC中的MSTR（Master System TravelRule，主要系統傳送功能協議）功能塊，網絡允許監視計算機和每個PLC之間以1Mbps的速率啓始信息的傳遞，進行網絡控制、數據採集、在線遠程編程、程序上裝下裝等操作，具備了完備的遠程控制、信息採集、故障監視報警等多項先進的功能，這樣，在監視中心（MIS）就可以監視現場設備的運行情況，故障發生的時間、地點及故障原因，以便及時處理。

5　PLC控制軟件的編程

根據功能圖表設計PLC的梯形圖程序所用邏輯符號與繼電器、接觸器系統原理圖的相應符號極其相似，人們能迅速熟悉該種編程語言，對於複雜的系統，在梯形圖設計中採用大量的中間單元來完成記憶、聯鎖、互鎖等功能，只要熟悉控制流程，分析起來比較容易，修改和閱讀也很方便。

5．1　BHS與SCS的聯動控制

行李系統與一組雙通道X光機通過2條17＋E芯通信電纜交換信息，並由PLC完成程序處理，然後將反應信號送至連在輸出信號接口的電機及電氣設備上，再通過行李LAN網絡將監視信號送至MIS監視中心。　

辦票櫃檯與安檢系統聯動的行李PLC控制程序如圖2所示。

當行李輸送線及X光機都處於工作狀態的時候，PLC接受下列指令：X光機稱重帶緩動（10 106）、稱重帶運行（當稱重帶上的光電管被行李擋住時，就禁止稱重帶緩動，讓稱重帶運行）、發送帶運行（10 107）、SCS請求發送窗口（10108）。PLC完成如圖3所示的程序的計算與控制。

D1X1處的發送帶D1D1發出窗口請求至行李PLC.

PLC程序計算在同一時刻整個辦票櫃檯有多少個X光機發出窗口請求至行李PLC。

PLC程序比較同一時刻X光機發出的請求，在行李主集送帶上安排出相應的間隔距離，控制發送帶彈送行李至主集送帶的時機，防止包相互碰撞。

5．2　PLC至MIS監視中心的信號發送

當PLC控制程序運行時，需要將各程序控制點的狀態信號由MSTR功能塊送至MIS監視中心 ，由監視計算機進行信號處理並集中顯示，便於維護人員及時發現故障並處理。

PLC將辦票櫃檯各電機狀態、開關及相應傳感器的狀態送至MIS監視計算機。同樣也把輸送線及轉盤上的各種狀態送至MIS監視計算機。

5．3　PLC的自動故障處理　

PLC程序實時接收現場各種元器件及電機開關的信號，如發現異常，則自動進行故障處理 。其梯形圖見圖7 。

PLC程序還有對辦票櫃檯的電機相應保護程序。

當電機過載或現場堵包時，由現場的壓力傳感器或光電管將信號傳送給PLC。

PLC輸出模塊切斷相應電機的控制開關（24V電壓），切斷電機電源。

5．4　BHS與FIAS的信息聯絡　

PLC接受火災報警系統（FIAS）的火警信號後，降下防火捲簾門，隔離着火分區，關閉相應輸送線，同時將信息送至MIS。其梯形圖如圖10所示。

6　結束語　

在機場行李處理系統中運用PLC進行自動控制，並運用計算機集成控制系統，這樣的設計功能在行李系統投入運行後，可使辦票人員簡單、快捷地爲旅客辦理行李手續，極大地提高了工作效率，同時由於PLC的自動控制與自動保護以及監視中心的採用，能大幅減少系統維護人員的數量，減少系統設備事故的發生，從而產生較大的經濟效益和社會效益。