浅谈基于PLC自动化电气控制应用.pdf

I j2 l I圆 。 。 。 。 ． 。 ．。 浅谈基于 P L C 自动化电气控制应用 张 野 抚矿工学 院 辽宁 抚顺 1 1 3 0 0 8 信息 技术 摘要 在煤矿系统中， 对于传统的设备而言电气的控制方式普遍来说在实际的应用中具有相当的局限性 。 P L C 与煤矿主扇风机相结合的 电气控制具有一 定的条件需求 ， 本文基 于此 ， 对其进行 了自动化 电气控 制 系统的相关分析 与应用， 在对主风 扇机 的 自动控 制系统进 行 了基 本的分析 ， 同时 简要提 出了相关 系统的设 计与有效方案 ， 然后从 系统的硬 件和软件这 两个 方d 1 系统的讨论 了基 于P L C 实现的 自动化 电气控 制 系统 的技术 ， 最后就 此新技术 在煤 矿生 产和提 高其 开采 的安全度 等方 面， 提 出建议 ， 肯定其技 术 广泛 的前 景。 关键词 P L C 自动 化电气控制 风机 应用 中图分类号 T P 2 9 文献标 识码 A 文章编号 1 6 7 2 3 7 9 l 2 0 1 2 0 5 a 一0 0 2 2 - 0 l 众所周 知 ， 作 为一个煤矿 较为 丰富的 国 家 ， 我 们 国 家 的 主 要 应 用 的 能 源 也 是 煤 矿 ， 而开采煤矿的工具 之一 的风机 ， 煤矿生 产要想有更高 的安全保障 和生产率 ， 那就 必须提 高风机的 电气控制的 自动化 程度和 使其 更加可靠 。 所以 ， 我们应该致力于我国 煤矿 风 机 的 自动 化 方面 的开 发和 革 新 。 P Lc 又 名可编程逻辑控 制器 ， 它是一 种用 数字操 作的电子应用 程序 ， 这是专 门为这 种 工 业 化 环 境 而 开 发 的 。 它 用 的 是 一 种 可 以编译 的存储 器， 在 内部 模式 中进 行编译 程序 ， 然后开始其数据的逻辑运算等等 ， 内 部 程 序 编 译完 成后 ， 通 过 外 模式 ， 面 向用 户 名 ， 发 出 指 令 ， 届 时 对 系 统 进 行 输 入 等 操 作 ， 完 成 工 业 化 的 操 作 或 监 控 ， 诸 如 此 类 。 这 种 新 技 术 ， 开 发 的 新 系统 是 计 算 机 和 触 控 系统融合、 升级 的产物 ， 这种技术不仅解 决 了往时传统 系统内部复 杂 ， 安全性不 高 的 问题 ， 而 且 还 在 一 定 程 度 上节 约 了资 源 ， 提高了其 灵活性 。 因其诸多优点， 这种技术 已经慢 慢的普 及在 电气 自动化的工作环境 中 。 1 基于 P L C的风机电气自动化控制系统 的需求分析 对于煤矿 安全 生而言 ， 其中包括 着很 多的内部和外部 因素 。 但是 主扇风机的 自 动 监 控 系统 安 全 可 靠 与 否 对 于 其而 言尤 其 重要 ， 这个 自动控制 系统 主要分为两 个部 分 其 一是对于风机变电站的检测控制 ； 其 二 是 对 于 风 机 不 同 时 段 的 各 项 参 数 的 检 测 。 而 该 系 统 需 要 实 现 的 必 要 功 能 有 以 下 几 点 。 1 在工作时要及时系统的对通风 系统 进行严格的检测 ， 对于该系统内部 的风量 、 风速 、 压强、 甲烷的浓度等对于煤矿安全相 当 重要 的 参 数 进 行 记 录 。 2 检测任意时段煤矿里的每台风机的 相 关电量参数 ， 包括电压 、 电流 功率 等等 因素 ， 并 及 时预 报 异常 数 据 ， 然 后 及 时 予 以 处 理 ， 有效 防 止 突 发 事 件 ， 减 少 损 失 。 3 对于风机不同时段的振动或是前后 对 比 的 轴 温 进 行 检 测 ， 发 现 异 常 振 动 或 是 振 动超 出正常范 围时 ， 及时进行 自动的报 警 。 4 能 够 自行 设 置 相 关 的温 度或 是 振 动 的正常 范围， 超出时 自动报警 。 5 能 够 对 于 扇 风 机 的 数 据 报 表 、 历 史 记录数 据报表进 行检测 与查 询 ， 同时还要 具 备 打 印 的 功 能 。 6 对于风机通风系统实时的工作状态 具 有 相 当 的 模 拟 和 显 示 的 能 力 。 7 对于系统的操作具有一定的限值保 护功能， 能设 置相关密码区别工作人 员， 避 免 出现 乱 操 作 的 不 良现 象 ， 这 样 不 仅 保 护 了系 统 重要 数 据 ， 而 且 可 以 运用 问责 制 度 ， 使每个工作人 员在工作的时候认真 ， 仔细 ， 毫 无懈 怠 。 8 具有相关的远程控制或是手动控制 风门的功能 ， 并连接到 关联的计算机 ， 进行 鼠标 操控 ， 减少人 力的运 用 ， 防止人 多， 造 成细 节 的 疏 忽 ， 减 轻 工 作 人 员的 工 作 量 。 2 基于 P L C的风机电气自动化控制系统 设计 基 于 PLC的 硬 件控 制 系 统 设 计一 般而 言分为两个部分 即 系统的构成以 及PL C 数据的信 号分析 。 对于前者而言， 对于主扇 风 机 的控 制采 用PLC与 变频 技 术 相 结 合 的 基本 策略 是 利 用能 够变频和调速 的主扇 风机 与PL C这 两部 分组 成系统 的控 制核 心 ， 然后在根据 该扇风机的速 度等 自动调 节所需的 电动机 台数 ， 以此 来完成对 下主 扇风机闭环 系统 的相关设计 。 同时通过布 置在该 主扇风机周 围的相关传感器的检测 数据 ， 来完成 对于该扇风 机实时工作 运转 状 况 的 自动 检 测 。 并 将 检 测 到 的 数 据 及时 传输给P L C， 这就 实现了P LC 对于各项传送 来的数据进 行相关 的分析计算 ， 调 整或是 给 出与 此相 应 的 控 制 策 略 。 而 对 于 PLC数 据 信 号 分 析 而 言 ， 其 工 作原 理 是 开 启 PLC 控制变 频器之后 ， 由相关的速度 传感器检 测 出 此 时 的 主 扇 风 机 工 作 时 的 速 度 ， 将 此 信 号转 换为 电 流信 号并且 将此 信号 输 入 P LC 的模拟量扩 展部分作为主扇风机的实 际速度值 ， 这 时PL C 再将接 收到的信 号与 系统本 身规定的速度极限进行相应的比较 分析， 与此同时其他的参数也在进行比较。 之 后 计 算 出 速 度 的控 制范 围再 经 由模 拟 量 扩展模版输 出相应的电压信号传送到变频 器， 变频器根据接 收到的信号 进而对 电动 机 进 行 相 关 的 调 速 操 纵 控 制 运 行 ， 以 此 来 控 制主扇风机 的工作数量和 相关参数 ， 真 正实现 电气 自动化控 制。 3 基于 P L C的风机电气自动化控制系统 的应用 一 般而言 ， P L C 软件系统主要是 由两部 2 2 科技资 讯 SC I E NC E ＆ TE C HN OL OG Y I N F OR MATI O N 分 组 成 一 是 系 统 程 序 。 二 是 用 户程 序 。 系 统程序的 主要作用有三 点 一是将程序 的 语言翻译 成机 器语言 ， 这 是内部模式 中所 要编译的程序 ， 是面向编译 人员的 。 二是对 全机进行 管理控制 。 三是 对机器 出现 的故 障 进 行 诊 断 检 测 。 而 用 户 程 序 这 就 是 计 算 机程序的外部模式 ， 用户可以看 见的部分 ， 它是用户 自身利用P L C的程序语言的编制 的相 关 应 用 的 程 序 对 现 场 进 行 的 控 制 。 P L C在监控 系统 中的输入量在 系统的 显示中只 出现 数字量 ， 而温 度与压力值等 则由传感 器检 测到的 电流 模拟 量 ， 然后 通 过 相 关 的模 版 程 序 可 以 把这 种 电流 模 拟 量 转 换 为 相 关 的 数 字 。同时 因 为 电 动 机 和 通 风 机 需 要 定 期 进 行 一 定 的 保 养 与 检 查 ， 因 此而言故障的诊断是监测系统中相当重要 的部分。 一般来说 ， 对于系统故障监测实质 上 就 是 对 于 传 感 器 故 障 的 监 测 与 诊 断 ， 而 但 监 测 到 的 数 据超 出 预 定的 范 围时 及 会 进 行 自动报警。 之后再对诊断程序进行 启动 ， 查 看 传 感 器 损 坏 与 否 。 故 障 检 测 的 结 果 最 后 会 显 示 在 上 位 机 上 ， 调 度 人 员 可 以 利 用 该程 序查询基 本的信 息 ， 以 及时 对故障进 行 相 关 监 测 及 维 护 。 总 而 言之 ， 基于PLC电气 自动化 控 制 的 应用可 以实现 无人值守仍 能正常运转 ， 而 且 相 关 的 调 速 控 制 系 统 的 效 果 也 十 分 良 好 。 本 文 结 合 煤 矿 主 扇 风 机 的 控 制 的 必 要 条 件 以 及 相 关 需 求 ， 对 于PLC的 电 气 自动 化控制 系统进行 了相关的研究 与设计 ， 并 对 其 在 各 种 系统 的 应 用 也 做 了 一 定 探 讨 ， 对 于 提 高 PLC自动 化 电气 控 制 应 用程 度有 很 大的意义 ， 对于我国的煤矿 事业也是一 个提高保证 的革新 。 参考文献 【 1 1丁 炜 ， 魏 孔 平 ． 可 编 程 控 制 器 在 工 业 控 制 中 的 应 用 [ M】 ． 北 京 化 学 工 业 出 版 社 ， 2 0 0 4． 【 2 ]张 凤 阁 ， 马 少 华 ． 电 气 工 程 及 其 自动 化 专 业 培 养方 案 改 革 探 讨 【 J 】 ． 电气 电 子 教 学学报 ， 2 0 0 8 ， 1 ． 【 3 ]张送 ． 对 Kw 铸造 造 型 生产 线 的 电 气 控 制 系统分析【 A 】 ． 第 一届全 国流体动 力 及控 制工 程学 术 会议 论文 集 第2 卷 【 C】 ， 2 0 0 0 ． [ 4 】张震， 侯海军 ， 梁俊霞 ． P LC自动控制在 济钢 2 5 T转炉 煤 气 回 收 中的 应 用 【 N] ． 世 界 金 属导 报 ， 2 0 0 4．