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類型分類：: 科普知識

數據分類：: 工業觸摸屏

觸摸屏和PLC在農產品立體倉庫中的應用

發布日期：2022-10-09 點擊率：53

摘要：自動倉庫是現代物流與計算機控制技術相結合的產物。本文介紹了基于觸摸屏和PLC的農產品自動化立體倉庫控制系統。它以三菱FX2N-48MR 型可編程控制器為控制核心，結合三菱 F940GOT-LWD-C 型觸摸屏，采用了光電檢測、步進驅動等新技術，將農產品的存儲過程自動化，減少了外來因素對于農產品質量的影響，此系統友好的人機界面和可靠的控制性能，使其在實際生產應用中獲得了良好的效果，對于我國農產品加工儲藏業的發展具有重要意義。
關鍵詞：觸摸屏 PLC 農產品自動化立體倉庫
0 引言
　　改革開放以來，我國農產品加工儲藏業取得了快速發展。但與國外發達國家相比，還處于起步階段，加工工藝粗糙，工業化大規模加工更是無從談起。如初加工，我國的水果多是采摘后用紙箱、柳條筐一裝，大大咧咧地擺到地攤、貨架上賤賣。而發達國家水果采摘后通常要經過預冷、貯藏、洗果、涂蠟分級、冷鏈運輸等規范配套的處理，產后商品化處理量幾乎達100%。因此，對于農產品自動化立體倉庫的研究成為我們迫切的要求。在實際生產中，聯合使用觸摸屏與PLC，能提高農產品質量、穩定工藝狀況。[5]本系統集PLC控制技術、位置控制技術、檢測技術, 局域網絡技術，具有高可靠性、易編程、易操作等特點。立體倉庫可一臺單獨控制也可兩臺或兩臺以上聯機控制, 經RS232C電纜與計算機直接相連, 無需另加適配器。作單臺控制，通過傳感器采集信號，PLC編程，實現對步進電機的位置控制及時序邏輯控制等功能，而上位機的監控可與實際監控現場的控制相似。
1 系統組成
　　1.1 控制要求
　　系統中的關鍵部件堆垛機由水平、垂直及伸叉機構三部分組成，水平、垂直部分運動分別由X軸、Y軸步進電動機驅動絲杠完成，伸叉機構由氣動裝置組成。為保證堆垛機存貨準確安全，對堆垛機位置控制的可靠性有較高的要求，主要包括：
　　⑴ 堆垛機應能準確尋找目標倉位進行操作，避免各種碰撞情況發生，各機構應保證較高的定位精度;
　　⑵ 為提高作業效率，應提高各機構的運行速度，加快起、制動過程;
　　⑶ 按農產品類型分類并推入相應料倉。
表1 農產品信息

　　系統將農產品按類送入相應的料倉并統計其數量和總量。農產品信息是根據不同的條碼顏色檢測產生的。農產品信息由三位二進制數表示D0、D1、D2。（其中D2為不合格品的信息）
　　1.2 系統工作原理及組成
　　正常工作時，通過觸摸屏，我們可方便地觀察系統的操作狀態、當前過程值以及可能發生的PLC故障。觸摸屏通過組態變量能與PLC進行通信，將各項設定值輸入PLC。同時，PLC接受現場各狀態檢測信號，按照程序實現計算和控制輸出功能，控制電氣柜和氣壓系統，來完成農產品的分類和入庫。
　　控制系統結構如圖1所示。

圖1 控制系統結構圖
2 系統設計
　　2.1 系統硬件設計
　　采用三菱 F940GOT-LWD-C 型觸摸屏，三菱FX2N-48MR 型48點可編程控制器，晶體管輸出。觸摸屏通過COM0 RS 422串口與PLC進行通信, COM1 RS 232C串口與計算機相連，可對PLC的軟件進行監視的同時顯示數據變化;可以顯示制作的畫面GOT（圖示顯示終端）預置的內容;可通過GOT的操作ON/OFF可編程的位元件;可將顯示屏作為觸摸鍵行使開關功能。觸摸屏顯示320×240象素的圖象，字符串 40×15行。[4]
　　三菱FX2N-48MR 型48點可編程序控制器（PLC） I/O地址端子圖如下所示。

圖2 可編程序控制器（PLC） I/O地址端子圖
　　2.2 系統軟件設計
　　2.2.1 上位機（觸摸屏）軟件設計
　　觸摸屏編輯軟件SWOPC-FXDU/WIN-CL，它提供了多種控制器件、圖形控件以及功能組件，能組合出各種顯示與控制功能，其畫面主要由參數設置界面、操作控制界面和生產管理界面等組成。觸摸屏作為上位機，應對PLC中的實時數據進行顯示、記錄、存儲和處理，起到監控機器設備的功能。
　　2.2.2 下位機（PLC）軟件設計
　　三菱FX2N-48MR型PLC在其編程軟件SWOPC-FXGP/WIN-C的運行環境中可用梯形圖（LAD）或語句表（STL）進行編程，其工作程序流程結構如圖所示。

圖3 工作程序流程結構圖
3 結束語
　　計算機自控技術的飛速發展為現代農產品物流管理提供了重要的技術支持，而農產品立體倉庫便是自控技術應用于物流管理的成功體現。
　　本文作者創新點：本系統將觸摸屏與PLC聯合使用，加之傳感器信號采集，與傳統農產品存儲方法相比，大大減少了外來因素對于農產品質量的影響，簡化了現場操作，使農產品的存儲自動化，具有較為廣闊的實際應用前景。
參考文獻
　　[1] 鐘肇新.可編程控制器原理及應用[M]. 廣州：華南理工大學出版社，2003
　　[2] 霍彩云，丁文革. PLC和觸摸屏在低封爐控制系統的應用[J] .微計算機信息. 2004年12期第1頁-第52頁
　　[3] 李桂和.電器及其控制[M].重慶：重慶大學出版社，1993
　　[4] Mitsubishi Electric.FX2N-10GM/20GM Hardware/Programming Manual[M]，1999（12）
　　[5] 周奇才，熊肖磊，朱雷.自動化立體倉庫監控系統[M].中國機械工程學會物料搬運分會第五屆學術年會論文集，1996（8）