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1、項目背景
防止及避免行李延誤一直是新白云國際機場行李分揀部門的目標，長期以來，行李分揀機經常有掉落行李的情況發生，發現不及時，就會造成行李的延誤，給機場造成經濟和信譽上的損失。而分揀部門員工較少，分揀機區域又較大，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。該系統就是為了解決以上問題，對行李沒有正確分揀至滑道及時給予及時報警，通知工作人員進行處理，防止行李遺漏的事故發生。

2、設計原則
對于自動化系統的設計，確保系統的可靠性是一個重要的目標。對于該系統，需要對于任何形狀、大小、重量的行李都能及時報警，但又要杜絕誤報警的情況發生，這就需要采用高靈敏性和高可靠性的檢測設備。本系統設計除了需要滿足當前的需求，還需留一定的備用空間，如：I/O點數等，以便于系統在以后根據需要進行擴展和適當改造。系統最終要交付給現場操作人員進行使用和日常維護，所以操作性要簡單，維護要方便。

3、現場狀況
統計分揀機所屬區域需要加裝檢測光柵的地方，位置有63處，其中有3處是沒有發生過行李掉落，但現場人員強烈建議加裝之處。
簡單統計如下：藍機西行李房　14個
　　　　　　　藍機東行李房　17個
　　　　　　　綠機西行李房　17個
綠機東行李房 15個
加裝光柵區域多為行李分揀機內側，行李掉落幾率較大的多為接近行李分揀滑道兩側。
并且在東行李房，有專供現場人員巡檢的布道區。由于有人員走動，所以要設有光柵檢測開關按鈕，當人員需要進入布道區時，先關閉光柵檢測開關按鈕，忽略光柵報警；離開時，打開光柵檢測開關按鈕，光柵恢復正常。布道區總計3個。

４、控制系統組成

控制系統結構：在控制室里設置一套PIV工控機，一套PLC控制室工作站；在操作現場設置4套操作工作站，藍機（西行李房）、綠機（西行李房）、藍機（東行李房）、綠機（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；行李落網檢測設備全部采用光柵。
控制室工作站系統：主站系統采用可編程控制器（PLC），PLC是該系統的核心設備，主要負責整個系統的控制邏輯和輸入/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構，具有先進性和可擴充性，可以滿足系統目前和未來可擴充的需要。s7-300 PLC完全能滿足該系統目前和將來擴展的需要。
操作員工作站系統：由于分揀機區域較大，分揀隔口多（63個），如果采用直接布線的方式，每一個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，而且容易產生故障，難以維護，故采用分布式I/O系統，可以大大節省布線工作量（分布I/O與PLC之間只用一條通訊線連接）。分布式I/O模塊放置在現場操作箱內，按鈕輸入、報警燈輸出、現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，可實現現場信號到控制室的數據通迅。該產品采用模塊化設計，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。
現場檢測設備：考慮到安裝方便程度及安全，行李落網檢測全部采用光柵傳感器來實現檢測目的。
安裝方式為兩種，1.為行李網。有些檢測區域比較長，最多可以達到10多米。光柵檢測間隔>20ｍ。可以滿足現場要求。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，所以安裝方向為欄桿方向。
光柵傳感器采用天網安防科技的紅外線幕欄系列產品，這是一款用工業流程制造出世界上第一對用CPU控制的智能型主動紅外入侵探測網，靈敏度高，安全可靠，已獲得我國3C強制認證。
傳感器信號、復位按鈕、聲光報警、測試按鈕等輸入輸出信號就近沿線槽接入ET200控制箱。有些地方沒有線槽，則需要根據現場條件重新布設。
總線系統：系統采用PROFIBUS總線系統，ET200作為PROFIBUS從站，S7－300 PLC作為PROFIBUS主站系統，采用總線系統能極大簡化系統結構，方便系統的施工和維護。由于總線傳輸的是數字信號，不容易受到干擾，并且某一個從站發生故障，不影響整個系統的安全運行，更容易維護和檢修。
工控軟件：工業計算機監控界面采用XP操作系統，人機界面系統采用“組態王”人機界面軟件開發。其性能優異，軟件穩定，質量可靠。較之傳統的硬件顯示系統，采用組態軟件擴充性更好，能隨著將來系統的改造，需求的變更，靈活通過編程進行升級。全中文顯示，接口友好，每秒采集一次數據。實時監控行李落網報警情況，準確顯示報警地點；
軟件主界面如下圖所示：

整個工作現場分為4個報警區域，分別布設有4個ET200從站作為操作員站。界面上的指示燈代表現場光柵檢測區域（實際軟件界面可能與該圖有所不同）。當沒有報警發生時，指示燈為綠色。
當有行李落網，觸發光柵時，在軟件界面上，指示燈就會由綠色變成紅色，并且該區域的顏色也會由藍色變為紅色，準確指示報警發生的地點。控制室的報警燈也會聲光報警，直至操作員對落網行李進行了處理，并按下現場的復位按鈕，軟件界面的指示燈就會由紅色變成綠色，報警燈也會恢復正常。

5、系統流程
當行李落入網中時，即可被光柵傳感器或限位開關感知，PLC系統隨即輸出現場聲光報警，提示在現場的操作人員，同時在操作室的人機界面上也發出報警，并在人機界面上指示行李的位置，提示操作人員前往處理。
在現場操作箱上有復位按鈕，當操作員前往處理完畢后，按下該處的復位按鈕，可消除現場和操作室的報警信號，系統回復正常。而且只有本處的復位按鈕才能消除該位置的聲光報警，其他操作箱上的按鈕是不起作用的。
　　　　
除了現場復位外，系統還有遠程復位功能，即可以在操作室的人機界面上通過鼠標點擊軟件上的按鈕進行復位操作。
系統流程簡圖如下：

在現場操作箱上，還設有測試按鈕，按下測試按鈕，即為人工觸發報警，相當于有行李落入網中觸發報警，該按鈕可供操作人員檢測系統是否處于正常工作狀態，方便操作人員的檢修和巡查。

６、總結
該系統采用siemens S7-300PLC 性能優越，為主從式分布結構，PROFIBUS總線通信。所有的處理集中于PLC，結構先進，維護方便。采用組態軟件作為上位機開發軟件，操作員在操作室內即可監控整個分揀線的情況。整個系統充分考慮了擴展性和可升級性，并為將來系統功能的擴充留下了充足的接口和空間。