运料小车是焦化厂及其它工业运料的主要设备之一，广泛应用于冶金、有色金属、煤矿等行业。早期运料小车电气控制系统多为“继电器-接触器”组成的复杂系统，这种系统存在设计周期长、体积大、成本高等缺陷，几乎无数据处理和通信功能，必须有专人负责操作[1-2]。并且为了更方便的对运输现场实施监控，传统的指示灯报警和提示已不能满足要求[3]。人们需要掌握小车的实时运行路径、了解小车的工作状态、记录小车的运行历史并能够随时修改小车的运行参数和调用历史数据，还需要按照可视和可控的格式，实时传输、管理和显示这些信息，帮助企业进行更好的管理[4]。现代的运料小车基本将控制系统更改为了基于PLC核心的计算机控制，本文为此具体探讨了基于PLC的运料小车的应用控制体系的建立。 
　　1 当前工业系统的运料小车应用情况 
　　运料小车系统是工业企业的重要组成部分，是工业企业最大的辅助设备之一，其主要特点是工艺复杂，控制单位主要依靠手动，设备工作环境恶劣[5]。因此，摆脱传统手动控制方法，改善劳动条件，建立先进、可靠、便捷的控制系统就成为工业企业的主要任务。同时目前我国很多工业企业改革仍有薄弱环节，企业管理水平低，现代化管理不到位，普遍存在高投入低产出、高消耗低效益，经济增长主要靠投资膨胀拉动，靠大量消耗资源来进行[6]。传统的强电集中控制方式已不能适应大型工业企业运料小车系统自动化的要求。工业企业运料小车系统一般利用现代成熟的PLC技术和现代总线网络通讯实现其控制功能，即输送程控系统。作为一种远距离传输能力很强的分布式现场总线系统，现场总线能将监控点做到彻底的分散[7]。同时，其强劲的系统集成及封装能力、安全可靠的互连互通特性、极强的故障诊断能力，以及很高防护等级，都为控制系统的高稳定性和系统性能的优化提供了保障，也满足了输送程控系统的高可靠性和灵活性的要求。 
　　2 PLC控制的特点 
　　PLC是一种应用于工业环境下的数字运算操作电子装置。PLC采用可以编制程序的存储器，在其内部存储执行逻辑运算、计时、计数、顺序运算以及算术运算等操作指令，并通过数字式或模拟式的输入、输出，控制各种类型的机械运动或生产过程。PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、汽车、轻纺等各个行业，具有诸多优点。PLC运用现代大规模集成电路技术以及严格的生产制造工艺，在内部电路上采用先进的抗干扰技术，具有很高的抗干扰能力和可靠性等。经过多年的发展、完善，PLC已经形成小、中、大等各种规模的系列化产品，配套齐全，功能完善，适用性强，可用于各种规模的工业控制场合。PLC接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。PLC用存储逻辑代替接线逻辑，有效减少了控制设备的外部接线，使控制系统设计及建造周期大大缩短，维护也更为方便。此外，PLC还具有体积小、能耗低、重量轻的特点。因此，在工业自动化控制领域，PLC的地位无出其右。即使受金融危机的冲击，市场规模略有萎缩，但其发展势头依然强劲，众多PLC厂商依然看好其发展前景，不断加大投入。 
　　3 基于PLC的运料小车的应用控制系统设计 
　　3.1 设计原则 
　　为了实现运料小车的全线自动化，首先应实现多机通信。多机通信的网络形式一般有星型、树型、总线型、分散型等。总线型结构具有接口简单、可靠性高、组成灵活、应用方便、控制容易、价格低等多种优点。本次设计采用分布式测控系统，从而实现本系统主机和运料小车之间的总线型中断控制串行传输方式。 
　　3.2 设计方案 
　　基于PLC的运料小车的应用控制的设计方案采用RS-232标准接口和分布式控制系统，可以方便地共享设备，如强大的主机等。数据资源能实现共享，从一个终端可以访问整个系统的资源，用户之间可以交换文件及数据。主机的4个控制端，分别与各个运料小车的外部中断INTI相连接。运料小车不必随时处于监听状态，只需打开外部中断INTI端口，可同步进行自己的正常工作。当主机发送某一中断控制信号时，相应运料小车中断正在进行的工作，转去执行中断服务程序。进入中断后，运料小车关闭外部中断，保持现场，对主机发来的信号进行监听和识别，并进入正常的通信状态。通信完毕后恢复现场，中断开放，继续正常的工作。 
　　3.3 设计内容 
　　3.3.1 小车控制系统的设计 
　　小车控制系统的设计最基础的需要是根据实际要求实现小车在若干站点之间的来回往返，同时对各站点呼叫的优先级和权限进行设置，当出现高级别的呼叫时，小车将自动的记录低级别的呼叫，并等待高级别的呼叫响应完毕后再去响应低级别的呼叫。 
　　3.3.2 人机界面的组态和界面设计 
　　根据实际情况，设计出小车的运行画面，显示小车的满载/空载、即时速度、运行位置的情况等，并能够实现通过触屏控制小车的急停、运行方向、启动和顺序的改变等；可以记录小车的装卸料的历史，并可以调用、查看、导出。 
　　3.3.3 人机界面与小车控制系统的通信 
　　本系统将57-200CPU连接到PROFIBUS-DP网络。EM277PRO 
　　F经过串行I/O总线连接到57-200CPU。PROFIBUS网络经过DP通信端口连接到PROFIBUS-DP模块，然后向主站发送和接收不同数量的数据。凭此特性，用户可以修改所传输的数据量，满足实际应用的需要。 
　　4 基于PLC的运料小车的应用控制调试运行 
　　系统调试是输送程控系统设计与实现过程中比较重要和关键的一步。系统调试过程的好坏将直接影响到工程项目进度和系统的最终交付使用。为了模拟现场的真实环境，搭建了试验室调试平台，通过提供与现场相类似的信号给系统，可以初步检测系统硬件与软件的准确性与可靠性。
4.1 PLC软件的安装调试 
　　正确在PLC上安装输送控制系统开发所需要的各种软件也是一项重要的调试工作。配置好PLC所需的各种硬件之后，将硬盘格式化，依次安装正版软件。软件装完以后，对软件进行注册并对系统作相应的备份。在MAX中对NI-6515、NI.8461、NI.1407进行相应的配置。此步调试的目的是让系统的软件和硬件都能够正常运行，实现相应的功能。 
　　4.2 控制系统硬件调试 
　　控制系统的硬件调试主要包括网络通信功能的调试、视频信号监控调试、开关量输入输出模块的调试、串口通信的调试等。比如某工业企业在运料小车系统改造中，一方面对运料小车系统的控制逻辑程序重新组态，优化和完善了原始逻辑，利用先进设计方式，替换掉可能出现皮带自行启动的逻辑程序；另一方面升级上位机软件，实现输送程序控制在上位机整合。在调试改造过程中结合实际创新思路，将输送皮带跑偏开关由之前的总开关模式拆分成分开关模式，解决了运料小车皮带跑偏信号不能指示故障点的难题，提高了消缺效率。通过改造，重新编制PLC程序，改进上煤控制方式，系统由单一的自动和手动控制方式升级为自动（程控）、程序联锁手动、程序解锁手动及试机四种控制方式，提高了运料小车系统上煤的灵活性，实现在程控室上位机工作站便可根据运行流程选择煤源及交叉点，自动启动，并能在系统出现故障时自动停止运行。 
　　总之，基于PLC的运料小车的应用控制系统能有效提高调度工作的灵敏度和指挥水平， PLC技术是未来工业自动化发展的一个重要趋势。