可編程討算機(jī)控制器（PCC ）是一種集標(biāo)準(zhǔn)PLC 、數(shù)控系統(tǒng)和工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的性能特點(diǎn)于一體的智能控制器，它有極廣泛的工業(yè)自動化應(yīng)用前景。本文展示了PCC 智能控制器在物料輸送自動化方面的應(yīng)用實(shí)例。

由貝加萊（B&R）公司和安博（ABUS）公司合作開發(fā)的首套全自動控制輕型標(biāo)準(zhǔn)組合起重機(jī)系統(tǒng)在中國工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用已獲成功。該系統(tǒng)的先進(jìn)技術(shù)和方便可靠的使用功能已獲得用戶十分滿意的評價。本文將通過一個實(shí)例，作詳細(xì)介紹

首先，該起重機(jī)系統(tǒng)采用了貝加萊（B&R）公司的PCC工業(yè)智能控制器和安博（ABUS ）公司的輕型起重機(jī)標(biāo)準(zhǔn)組件系統(tǒng)HB 作為其硬件設(shè)備。這是因?yàn)槿藗儩M足了以下的基本要求，并具有一般意義上的應(yīng)用前景。

 

l 、模塊化和標(biāo)淮化
B&R PCC 智能控制器，采用了模塊化硬件，使它成為開放式的和具有靈活擴(kuò)展性能的自動控制系統(tǒng)。它擁有大量的硬件模塊，如數(shù)字量／模擬量模塊，電源模塊，CPU 模塊，定位模塊，接口模塊，內(nèi)存模塊等等。它還擁有眾多的專家級模塊，如數(shù)控模塊，溫控模塊，網(wǎng)絡(luò)模塊等這使得理B&R PCC 智能控制器不僅在工業(yè)制造過程的自動控制方面有著廣泛的應(yīng)用，同時也能直接與傳統(tǒng)的起重設(shè)備相組合，使其同時具備相應(yīng)的手動、電動和全自動控制的功能。

作為物料輸送設(shè)備硬件的ABUS HB 系統(tǒng)，是一個輕型起重機(jī)標(biāo)準(zhǔn)組件系統(tǒng)，它采用了模塊化的標(biāo)準(zhǔn)組件，可以根據(jù)工藝流程的需要，由各個標(biāo)準(zhǔn)組件組合成各類輕型起重機(jī)，如單軌式、雙軌式、三軌式、單梁式、雙梁式起重機(jī)（壓題圖為ABUS HB 輕型起重機(jī)標(biāo)準(zhǔn)組件系統(tǒng)，上圖為雙軌起重機(jī)，下圖為雙梁起重機(jī)）可滿足各種各樣廠房內(nèi)平面或線性物料輸送的需要。由該系統(tǒng)構(gòu)造的各類組合起重機(jī)的結(jié)構(gòu)也是開放式的，可以根據(jù)工藝和物流要求增減和改變起重機(jī)的設(shè)置。這使得該系統(tǒng)比通常的由H 型軌／工字軌構(gòu)成的輕型起重機(jī)具有更好的靈活性。它在輸送控制方面，可以根據(jù)實(shí)際需要，分別或者同時采用手電門控制和全自動控制。

 

2 、開放性和兼容性
工業(yè)設(shè)備的開放性和兼容性要求加工設(shè)備和物料輸送設(shè)備以及控制系統(tǒng)都必須能夠適時擴(kuò)展，增補(bǔ)、修改其已有的功能，兼容和學(xué)習(xí)新的功能（不論是空間上的還是時間上的）以便滿足其產(chǎn)品不斷更新?lián)Q代進(jìn)而適應(yīng)市場變化的要求。比如B&R PCC 作為智能控制器，軟件上就具備分時多任務(wù)操作系統(tǒng)。其開發(fā)、編程語言眾多，如高級語言（C ）、梯形圖、指令表等，并有許多功能函數(shù)模塊可供調(diào)用。它可以采用多種方式（例如CAN , PROFIBUS , ETHERNET 方式為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議建立現(xiàn)場層、控制層和管理層）實(shí)現(xiàn)真正的自動化網(wǎng)絡(luò)。它除了能實(shí)現(xiàn)PCC 系列產(chǎn)品間的自由擴(kuò)展和互聯(lián)外，還能方便地實(shí)現(xiàn)與其它品牌控制器的互聯(lián)。

 

由于ABUS HB 標(biāo)準(zhǔn)組合起重機(jī)采用的是一種柔性懸掛系統(tǒng)，其組合起重機(jī)的軌道和橫梁都為標(biāo)準(zhǔn)的Ω型鋼，起重機(jī)的懸掛部件和行走機(jī)構(gòu)都為組合模塊，整個起重機(jī)系統(tǒng)可以根據(jù)物流需要，重新組合、更換、增減和改變。因此，它具有很好的開放性，以及兼容其他同類組合系統(tǒng)的特性。

應(yīng)用實(shí)例
1 ．物料輸送過程描述
某輕型起重機(jī)的作用是，以一定的順序，在規(guī)定的時間里，連續(xù)的將工件送入特定位置上的若干處理池內(nèi)，進(jìn)行加工處理（圖1 ）。工件的移動是三維空間上的位置移動。根據(jù)加工工藝的要求，馬達(dá)1 , 3 和4 同時具備手電門手動控制／全自動控制功能，馬達(dá)2 只需具備手電門手動控制功能。

圖1 物料輸送流程圖。

2 ．控制模式
(1) 手動控制模式

手動控制模式是通過常規(guī)的手電門地面操作來完成的。手電門直接連接在起重機(jī)機(jī)身上，其按鍵可控制起重機(jī)的前后，左右運(yùn)行以及起吊工件上下的運(yùn)行。起重機(jī)每個馬達(dá)都具有快慢雙速調(diào)節(jié)速度功能。手電門上還有急停按鍵。

(2) 自動控制模式

自動控制模式由PCC 控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，其系統(tǒng)的用戶接口包括：

·按鍵開關(guān)（自動和手動的轉(zhuǎn)換開關(guān)）

·急停按鍵
·LCD 顯示器
·8 個帶燈按鍵

 

用戶可以通過帶燈按鍵和LCD 顯示器輸入若干套控制參數(shù)（本例共為10 個站），其中需首先給定：
處理池號i，即容器的編號（i﹦1 , 2 ，… … ，10 表示結(jié)束）

時間Ti ，即起重機(jī)運(yùn)行的時間（j﹦1，2 ，… …，表示起重機(jī)不同動作的時間）

3 ．用戶接口設(shè)置

用戶接口的設(shè)置，是PCC 控制系統(tǒng)根據(jù)工藝流程的要求應(yīng)首先考慮的，如本實(shí)例中，設(shè)T1﹦工件吊下的時間；T2﹦工件在池中的停留時問；T3﹦工件到下一池站的時間，則根據(jù)加工工藝要求，將用戶接口設(shè)置綜述如下表。
 

                                                             用戶接口設(shè)置表

系統(tǒng)可按表1 完成如下幾個工藝流程（圖2）

圖2  工藝流程實(shí)例

（1）       在起始位置吊起工作。先按下用戶接口上的按鈕或手動控制盒的一個確定的按鈕，即啟動鍵，確定起重機(jī)開始執(zhí)行該工藝控制程序。

（2）       當(dāng)工件到達(dá)確定位置時，起重機(jī)將工件送入池中（見表1 中站1 : T1 )

（3）  起重機(jī)在指定的處理池位置等待工件的處理（見表1 中站1 : T2 ）

 

（4）  起重機(jī)將處理過的工件送入下一個指定的池中進(jìn)行下步處理（見表1 中站1 : T3 )

 

（5）  起重機(jī)和工件位于結(jié)束位置，表示程序已執(zhí)行完畢，用戶可以通過用戶接口或控制盒上的按鈕重新開始新一輪的加工過程。

4 ．控制界面菜單的構(gòu)成（略）

5 . 控制方案圖解

自動控制方案的設(shè)計(jì)優(yōu)化，需要理論與實(shí)踐兩方面的經(jīng)驗(yàn)積累。在本實(shí)例中的自動控制方案可以通過圖3 完整地表述出來。

圖3 本實(shí)例中的自動控制方案圖解

6. PCC 控制系統(tǒng)的組成

本實(shí)例中的PCC 控制系統(tǒng)由以下三部分組成:

· HMl （用戶接口），它是位于PCC 控制系統(tǒng)與起重機(jī)控制系統(tǒng)之間的界面。

· CPU 站，此站置于人機(jī)界面旁。
· 輸入／輸出站，它安裝在起重機(jī)上，通過現(xiàn)場總線與控制系統(tǒng)CPU 站相連。

7. 馬達(dá)連接和位置開關(guān)

傳統(tǒng)的方法是馬達(dá)直接和手動控制的手電門直接相連，通過手電門上的按鍵控制馬達(dá)的快速／慢速和轉(zhuǎn)向。反映到起重機(jī)運(yùn)行上則為前后，左右運(yùn)行和起吊重物的上下運(yùn)行，并都具有快慢雙速的速度調(diào)節(jié)功能。其控制電壓可220V / 48V 。而PCC 的馬達(dá)控制連接，為了和PCC 控制器相連和起重機(jī)同時具備手電門操作和全自動控制功能，馬達(dá)的控制配線須更換，并加入輸入輸出站（圖4）

 

圖4   手電們/全自動控制時的馬達(dá)連接

為了在自動控制模式下得出起重機(jī)的確切位置，還需有2個水平限位開關(guān)須與起重機(jī)相連，其中：

開關(guān)1 ：該開關(guān)只有在起重機(jī)位于起始位置上時才開；

開關(guān)2 ：起重機(jī)每經(jīng)過一個處理池，該開關(guān)負(fù)責(zé)傳送給PCC控制器一個控制信號。

另外，在自動控制模式下起重機(jī)還需要一個起升限位開而關(guān)。該開關(guān)的作用是，在起重機(jī)起吊工件每上升到一個確定的位置，使工件離開處理池時，它都會給PCC 控制器發(fā)出一個控制信號。