基于PLC的运料小车控制

　　运料小车广泛应用于各种工业生产过程中，包括冶金、矿业、港口、加工生产线等。由于小车运料系统结构简单、工作效率高，所以可以应用生产中的多个环节。实现运料小车控制可以采用多种方案，例如采用单片机为控制核心，配以外围接口和小车驱动模块；另外，可以采用继电器作为控制主要器件，设计继电器小车控制系统；当然，还可以利用PLC作为控制核心，实现运料小车的控制。这三种常用小车控制方案中，继电器控制电路功能实现困难，一旦系统功能设计完成，硬件电路很难更改。单片机控制系统虽然可以通过修改软件程序，提高系统应用的通用性，但是维护困难，软件硬件设计要求比较高。因此，目前的小车控制方案主要采用小型PLC为控制核心，实现小车控制。

　　PLC是将计算机技术和继电器控制技术相融合的一种新型控制器。PLC已经是一个完整单片机系统，具有完善的控制功能和系统保护功能，可以实现开关量、模拟量、数字量等多种信息的逻辑运算、数学运算、通信等多种功能。因此，采用PLC为核心的小车控制系统具有编程简单、维修方便、体积小、性价比高等优点，广泛应用于各种生产领域中。

二、运料小车系统工作过程

　　目前，运料小车有多种用途，本文设计的小车用于生产线上运料。一般在生产线上设有生产的工作台，送料小车可以在工作台之间运送加工的工件。每个工作台安装一个行程开关SQ和一个工作台呼叫按扭SB。系统运行过程中，送料小车可能停留在任何一个工作台旁。

　　这样，运料小车可以触碰到行程开关。例如，送料小车现假设停留在m 号工作台，则行程开关SQ m 为ON，如果此时n号工作台呼叫按钮按下，则需要进行判断小车所停位置m和呼叫按钮编号的关系，从而决定小车的行走方向。比较的结果分别是：（1）m>n，则送料小车需要向左行驶，直至工作台n，触碰到行程开关 SQ n ，使之动作停车。（2）m<n，则送料小车需要向右行驶，直至工作台m，触碰到行程开关 SQm，使之动作停车。

三、PLC控制系统设计

　　（一）控制系统硬件设计。PLC控制系统的硬件设计主要选择PLC的类型以及执行机构的设计。由于本系统需要实现为6个工作台的运料工作，因而本文设计的系统选用了日本三菱公司生产的小型PLC，型号为FX2N-32MR。该型号PLC 配有输入输出点32个，其中输入16点，输出16点。输入点主要实现启动、工作台呼叫和行程开关的连接；输出触点主要控制电动机的正向和反向运行。该型号PLC可以配置通信接口模块，可以实现与其它设备通信。因此，该型号可以满足系统控制要求。系统采用三相异步电动机作为小车的驱动设备。为了实现小车向左和向右运行，需要控制电机正向和反向运行。因此，采用两个交流接触器分别控制交流电机的正反运行。系统I/O点的分配包括输入点和输出点。其中输入点的x0-x7分配为启动和6个工作台的呼叫；x11-x16设定为6个工位的行程限位开关；输出点控制左行和右行。

　　（二）控制系统软件编程。三菱公司的FX系列PLC的编程工具软件一共两种，一种是FXGP_WIN-C；另一种是GX Developer。这两种软件都可以开发FX系列PLC程序。前一种是比较早的软件，最新版为1997年的V3.3，是一种专门用于FX系列PLC软件开发，现在已经很少使用[3]。后一种是一种集成开发软件，可以开发大部分的三菱公司的PLC产品的软件，是现在主要的开发软件。本文采用GX Developer完成软件开发。当小车到工作台后，触碰行程开关，即可使x11-x16其中一个限位开关闭合，执行MOV赋值指令，从而实现工作台编号的存储。当有工作台呼叫时，x1-x6的中一个开关闭合，将呼叫按钮编号记录。最后采用比较指令CMP将呼叫按钮编号和小车停留工作台编号进行比较，从而实现小车正转、反转或不动三种情况的控制。在硬件和软件设计完成后，进行了实际的系统调试。运行结果表明小车执行运料准确，系统安全可靠。

四、结论

　　基于PLC的运料小车控制系统设计简单、控制可靠，因此，运料小车已经成为工业生产过程中比较常用设备。本文提出的设计方案采用了日本三菱公司生产的小型可编程控制器FX2N-32MR作为控制核心，并设计了硬件系统和程序，经实际运行，结果表明基于PLC的小车控制系统运行稳定、系统维护和软件升级方便，完全可以满足控制需求。同时，该系统也可以作为PLC系统设计人员进行系统开发时的参考和借鉴。