PLC在煤礦通風(fēng)機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

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摘要:本文介紹了PLC在煤礦通風(fēng)機(jī)自動(dòng)操縱系統(tǒng)中的概括應(yīng)用處境,該操縱系統(tǒng)通過采集外界各個(gè)設(shè)備的檢測(cè)信號(hào),對(duì)2臺(tái)通風(fēng)機(jī)及電機(jī)舉行自動(dòng)操縱,與上位機(jī)通信,合理操縱兩臺(tái)電機(jī)的起停,同時(shí)實(shí)現(xiàn)故障報(bào)警及停車。通過PLC的應(yīng)用,大大提高了工作效率,鞏固了安好系數(shù),為煤礦生產(chǎn)帶來良好的安好和經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞:PLC煤礦通風(fēng)機(jī)自動(dòng)操縱

1煤礦通風(fēng)機(jī)自動(dòng)操縱系統(tǒng)原理

通風(fēng)機(jī)是井工開采的瓦斯礦井的首要設(shè)備,其安好生產(chǎn)地位特別重要,擔(dān)負(fù)著源源不斷地從井下抽出污濁空氣,得志嶄新空氣的供給,假設(shè)設(shè)備一旦中斷運(yùn)轉(zhuǎn),可能造成井下瓦斯等有害氣體濃度超標(biāo)或施工空間溫度升高以及氧氣含量下降,嚴(yán)重影響作業(yè)人員的安好和正常生產(chǎn),因此,開采瓦斯礦井都配備兩臺(tái)或更多的通風(fēng)機(jī),保障井下生產(chǎn)的安好性和供風(fēng)的連續(xù)性。隨著科技的進(jìn)展,通風(fēng)機(jī)的操作及監(jiān)控向自動(dòng)化、智能化方向進(jìn)展,大大裁減人力、物力資源的濫用,可采用可編程操縱器PLC對(duì)煤礦通風(fēng)機(jī)各設(shè)備及高壓電機(jī)舉行自動(dòng)監(jiān)控。我們?cè)O(shè)計(jì)通過在電機(jī)高壓開關(guān)柜上裝綜合養(yǎng)護(hù)裝置,采用RS-485串行通訊,將各臺(tái)電機(jī)的電壓、電流、功率等數(shù)據(jù)傳送至以太網(wǎng)交換機(jī),并通過各種傳感器將電機(jī)溫度、振動(dòng)、風(fēng)機(jī)風(fēng)壓等參數(shù)傳送到PLC,從PLC中將數(shù)據(jù)傳送以太網(wǎng)交換機(jī),上位機(jī)與以太網(wǎng)交換機(jī)相連,將各被監(jiān)測(cè)狀態(tài)數(shù)據(jù)顯示出來,同時(shí)將上位機(jī)的操縱信號(hào)傳送至PLC,操控各執(zhí)行裝置,實(shí)現(xiàn)通風(fēng)機(jī)的實(shí)時(shí)檢測(cè)與操縱。

2系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)

2.1系統(tǒng)軟、硬件選型

2.1.1上位機(jī)選用研華高檔工控機(jī)

2.1.2采用工業(yè)以太網(wǎng)、RS485、MPI通訊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換

2.1.3組態(tài)軟件用西門子WINCC,使風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)直觀的顯示在監(jiān)控電腦畫面上。

2.2PLC的功能及選型PLC在系統(tǒng)中完成以下任務(wù):①采集外界各設(shè)備的狀態(tài)信號(hào)及模擬量信號(hào)②PLC內(nèi)部根據(jù)規(guī)律程序操縱啟動(dòng)各臺(tái)通風(fēng)機(jī),并實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)通風(fēng)機(jī)風(fēng)門閉鎖、預(yù)定時(shí)間自動(dòng)切換等功能③通過檢測(cè)外界各設(shè)備參數(shù),通過程序規(guī)律運(yùn)算,發(fā)出報(bào)警及故障信號(hào),實(shí)現(xiàn)通風(fēng)機(jī)報(bào)警及自動(dòng)跳閘等功能。

根據(jù)上述功能,安徽淮南礦業(yè)集團(tuán)丁集煤礦使用的通風(fēng)機(jī),其系統(tǒng)選用西門子S7-300系列的PLC,它屬于模塊組合式PLC,由電源模塊、CPU模塊、數(shù)據(jù)模塊、通信模塊等組成,可根據(jù)需要構(gòu)成不同的系統(tǒng),本著經(jīng)濟(jì)實(shí)用、穩(wěn)當(dāng)?shù)仍敲?我們選用315系列的CPU、SM321型數(shù)字量輸入模塊、SM322型數(shù)字量輸出模塊、SM331型模擬量輸入模塊。

3軟件實(shí)現(xiàn)

PLC接收上位機(jī)發(fā)送過來的起停信號(hào),實(shí)現(xiàn)對(duì)通風(fēng)機(jī)風(fēng)門及電機(jī)的起、停操縱,從而操縱通風(fēng)機(jī)系統(tǒng)協(xié)調(diào)、穩(wěn)當(dāng)?shù)剡\(yùn)行。其中數(shù)據(jù)傳輸主要是通過以太網(wǎng)來完成的。采用SIEMENS的OPC-Server來實(shí)現(xiàn)PLC與上位機(jī)的規(guī)律對(duì)應(yīng),且PLC通信采用以太網(wǎng)通信。

PLC與綜保裝置采用問答式RS-485通訊,協(xié)議設(shè)定如下:ASCⅡ碼、8位數(shù)據(jù)位、1位中斷位、偶校驗(yàn)、波特率為9600b/s.

總體設(shè)計(jì)流程圖如下:

本系統(tǒng)用SETP7軟件舉行在線和離線操作,PLC編程用梯形圖和STL語(yǔ)言舉行編程。

4本操縱系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用效果

4.1采用PLC操縱系統(tǒng)對(duì)通風(fēng)機(jī)實(shí)行優(yōu)化操縱,儉約了電能,提高了工作效率,大大降低了事故率。

4.2西門子S7-300中較簡(jiǎn)樸的程序編輯語(yǔ)言,電氣工程人員通過學(xué)習(xí)可以很快地學(xué)會(huì)編制各種操縱程序。

4.3安好性能高。通過對(duì)PLC的編程,可實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)通風(fēng)機(jī)自動(dòng)切換、故障切換及定時(shí)切換。采用兩臺(tái)通風(fēng)機(jī)風(fēng)門的規(guī)律閉鎖,在兩臺(tái)通風(fēng)機(jī)共用同一風(fēng)道的處境下不能同時(shí)開啟兩通臺(tái)風(fēng)機(jī)的風(fēng)門。

4.4自動(dòng)性能高。本系統(tǒng)采集設(shè)備數(shù)據(jù),當(dāng)通風(fēng)機(jī)具備啟動(dòng)條件時(shí),