1、項(xiàng)目背景
防止及避免行李延誤一直是新白云國際機(jī)場行李分揀部門的目標(biāo)，長期以來，行李分揀機(jī)經(jīng)常有掉落行李的情況發(fā)生，發(fā)現(xiàn)不及時(shí)，就會(huì)造成行李的延誤，給機(jī)場造成經(jīng)濟(jì)和信譽(yù)上的損失。而分揀部門員工較少，分揀機(jī)區(qū)域又較大，來回巡查一遍需要十四五分種，所以單靠員工巡查，很容易造成行李的遺漏。該系統(tǒng)就是為了解決以上問題，對(duì)行李沒有正確分揀至滑道及時(shí)給予及時(shí)報(bào)警，通知工作人員進(jìn)行處理，防止行李遺漏的事故發(fā)生。
2、設(shè)計(jì)原則
對(duì)于自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，確保系統(tǒng)的可靠性是一個(gè)重要的目標(biāo)。對(duì)于該系統(tǒng)，需要對(duì)于任何形狀、大小、重量的行李都能及時(shí)報(bào)警，但又要杜絕誤報(bào)警的情況發(fā)生，這就需要采用高靈敏性和高可靠性的檢測設(shè)備。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)除了需要滿足當(dāng)前的需求，還需留一定的備用空間，如：I/O點(diǎn)數(shù)等，以便于系統(tǒng)在以后根據(jù)需要進(jìn)行擴(kuò)展和適當(dāng)改造。系統(tǒng)最終要交付給現(xiàn)場操作人員進(jìn)行使用和日常維護(hù)，所以操作性要簡單，維護(hù)要方便。
3、現(xiàn)場狀況
統(tǒng)計(jì)分揀機(jī)所屬區(qū)域需要加裝檢測光柵的地方，位置有63處，其中有3處是沒有發(fā)生過行李掉落，但現(xiàn)場人員強(qiáng)烈建議加裝之處。
簡單統(tǒng)計(jì)如下：藍(lán)機(jī)西行李房 14個(gè)
藍(lán)機(jī)東行李房 17個(gè)
綠機(jī)西行李房 17個(gè)
綠機(jī)東行李房 15個(gè)
加裝光柵區(qū)域多為行李分揀機(jī)內(nèi)側(cè)，行李掉落幾率較大的多為接近行李分揀滑道兩側(cè)。
并且在東行李房，有專供現(xiàn)場人員巡檢的布道區(qū)。由于有人員走動(dòng)，所以要設(shè)有光柵檢測開關(guān)按鈕，當(dāng)人員需要進(jìn)入布道區(qū)時(shí)，先關(guān)閉光柵檢測開關(guān)按鈕，忽略光柵報(bào)警；離開時(shí)，打開光柵檢測開關(guān)按鈕，光柵恢復(fù)正常。布道區(qū)總計(jì)3個(gè)。
４、控制系統(tǒng)組成
控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：在控制室里設(shè)置一套PIV工控機(jī)，一套PLC控制室工作站；在操作現(xiàn)場設(shè)置4套操作工作站，藍(lán)機(jī)（西行李房）、綠機(jī)（西行李房）、藍(lán)機(jī)（東行李房）、綠機(jī)（東行李房）各布置一套操作工作站；工作站之間通信只用一根Profibus通迅電纜相連通；行李落網(wǎng)檢測設(shè)備全部采用光柵。
控制室工作站系統(tǒng)：主站系統(tǒng)采用可編程控制器（PLC），PLC是該系統(tǒng)的核心設(shè)備，主要負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的控制邏輯和輸入/輸出處理。可編程控制器采用西門子（siemens）公司的S7－300。S7－300采用緊湊、無槽位限制的模塊結(jié)構(gòu)，具有先進(jìn)性和可擴(kuò)充性，可以滿足系統(tǒng)目前和未來可擴(kuò)充的需要。s7-300 PLC完全能滿足該系統(tǒng)目前和將來擴(kuò)展的需要。
操作員工作站系統(tǒng)：由于分揀機(jī)區(qū)域較大，分揀隔口多（63個(gè)），如果采用直接布線的方式，每一個(gè)光柵傳感器都需要直接布線至PLC，如此一來，布線量將非常巨大，而且容易產(chǎn)生故障，難以維護(hù)，故采用分布式I/O系統(tǒng)，可以大大節(jié)省布線工作量（分布I/O與PLC之間只用一條通訊線連接）。分布式I/O模塊放置在現(xiàn)場操作箱內(nèi)，按鈕輸入、報(bào)警燈輸出、現(xiàn)場傳感都就近接入分布式I/O模塊。I/O模塊與PLC之間只用一根PROFIBUS通迅電纜相連，這樣降低了布線的難度和成本。光柵傳感器、PLC與分布式I/O的線纜都可以通過現(xiàn)場的線槽引入。
分布式I/O模塊采用SIMATIC ET200（Siemens），其基于開放式PROFIBUS總線，可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場信號(hào)到控制室的數(shù)據(jù)通迅。該產(chǎn)品采用模塊化設(shè)計(jì)，方便安裝于控制柜。與SIMATIC S7-300 I/O模塊及功能模塊兼容，安全性高，并具備“熱插拔”功能。
現(xiàn)場檢測設(shè)備：考慮到安裝方便程度及安全，行李落網(wǎng)檢測全部采用光柵傳感器來實(shí)現(xiàn)檢測目的。
安裝方式為兩種，1.為行李網(wǎng)。有些檢測區(qū)域比較長，最多可以達(dá)到10多米。光柵檢測間隔>20ｍ。可以滿足現(xiàn)場要求。2.為布道，由于布道的長度<2ｍ，而且為了防止橫向安裝，羈絆操作人員，帶來安全隱患，所以安裝方向?yàn)闄跅U方向。
光柵傳感器采用天網(wǎng)安防科技的紅外線幕欄系列產(chǎn)品，這是一款用工業(yè)流程制造出世界上第一對(duì)用CPU控制的智能型主動(dòng)紅外入侵探測網(wǎng)，靈敏度高，安全可靠，已獲得我國3C強(qiáng)制認(rèn)證。
傳感器信號(hào)、復(fù)位按鈕、聲光報(bào)警、測試按鈕等輸入輸出信號(hào)就近沿線槽接入ET200控制箱。有些地方?jīng)]有線槽，則需要根據(jù)現(xiàn)場條件重新布設(shè)。
總線系統(tǒng)：系統(tǒng)采用PROFIBUS總線系統(tǒng)，ET200作為PROFIBUS從站，S7－300 PLC作為PROFIBUS主站系統(tǒng)，采用總線系統(tǒng)能極大簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，方便系統(tǒng)的施工和維護(hù)。由于總線傳輸?shù)氖菙?shù)字信號(hào)，不容易受到干擾，并且某一個(gè)從站發(fā)生故障，不影響整個(gè)系統(tǒng)的安全運(yùn)行，更容易維護(hù)和檢修。
工控軟件：工業(yè)計(jì)算機(jī)監(jiān)控界面采用XP操作系統(tǒng)，人機(jī)界面系統(tǒng)采用“組態(tài)王”人機(jī)界面軟件開發(fā)。其性能優(yōu)異，軟件穩(wěn)定，質(zhì)量可靠。較之傳統(tǒng)的硬件顯示系統(tǒng)，采用組態(tài)軟件擴(kuò)充性更好，能隨著將來系統(tǒng)的改造，需求的變更，靈活通過編程進(jìn)行升級(jí)。全中文顯示，接口友好，每秒采集一次數(shù)據(jù)。實(shí)時(shí)監(jiān)控行李落網(wǎng)報(bào)警情況，準(zhǔn)確顯示報(bào)警地點(diǎn)；
軟件主界面如下圖所示：
整個(gè)工作現(xiàn)場分為4個(gè)報(bào)警區(qū)域，分別布設(shè)有4個(gè)ET200從站作為操作員站。界面上的指示燈代表現(xiàn)場光柵檢測區(qū)域（實(shí)際軟件界面可能與該圖有所不同）。當(dāng)沒有報(bào)警發(fā)生時(shí)，指示燈為綠色。
當(dāng)有行李落網(wǎng)，觸發(fā)光柵時(shí)，在軟件界面上，指示燈就會(huì)由綠色變成紅色，并且該區(qū)域的顏色也會(huì)由藍(lán)色變?yōu)榧t色，準(zhǔn)確指示報(bào)警發(fā)生的地點(diǎn)。控制室的報(bào)警燈也會(huì)聲光報(bào)警，直至操作員對(duì)落網(wǎng)行李進(jìn)行了處理，并按下現(xiàn)場的復(fù)位按鈕，軟件界面的指示燈就會(huì)由紅色變成綠色，報(bào)警燈也會(huì)恢復(fù)正常。
5、系統(tǒng)流程
當(dāng)行李落入網(wǎng)中時(shí)，即可被光柵傳感器或限位開關(guān)感知，PLC系統(tǒng)隨即輸出現(xiàn)場聲光報(bào)警，提示在現(xiàn)場的操作人員，同時(shí)在操作室的人機(jī)界面上也發(fā)出報(bào)警，并在人機(jī)界面上指示行李的位置，提示操作人員前往處理。
在現(xiàn)場操作箱上有復(fù)位按鈕，當(dāng)操作員前往處理完畢后，按下該處的復(fù)位按鈕，可消除現(xiàn)場和操作室的報(bào)警信號(hào)，系統(tǒng)回復(fù)正常。而且只有本處的復(fù)位按鈕才能消除該位置的聲光報(bào)警，其他操作箱上的按鈕是不起作用的。
除了現(xiàn)場復(fù)位外，系統(tǒng)還有遠(yuǎn)程復(fù)位功能，即可以在操作室的人機(jī)界面上通過鼠標(biāo)點(diǎn)擊軟件上的按鈕進(jìn)行復(fù)位操作。
系統(tǒng)流程簡圖如下：
在現(xiàn)場操作箱上，還設(shè)有測試按鈕，按下測試按鈕，即為人工觸發(fā)報(bào)警，相當(dāng)于有行李落入網(wǎng)中觸發(fā)報(bào)警，該按鈕可供操作人員檢測系統(tǒng)是否處于正常工作狀態(tài)，方便操作人員的檢修和巡查。
６、總結(jié)
該系統(tǒng)采用siemens S7-300PLC 性能優(yōu)越，為主從式分布結(jié)構(gòu)，PROFIBUS總線通信。所有的處理集中于PLC，結(jié)構(gòu)先進(jìn)，維護(hù)方便。采用組態(tài)軟件作為上位機(jī)開發(fā)軟件，操作員在操作室內(nèi)即可監(jiān)控整個(gè)分揀線的情況。整個(gè)系統(tǒng)充分考慮了擴(kuò)展性和可升級(jí)性，并為將來系統(tǒng)功能的擴(kuò)充留下了充足的接口和空間。
