提高煤矿自动化设备PLC系统可靠性的研究(1).pdf

1 4 6 科技论坛 提高煤矿 自动化设备 P L C系统可靠性的研究 邸 进 陕西彬长文家坡矿业有限公司， 陕西 彬县 7 1 3 5 0 0 摘要 当前， 我国的很多领域都开始朝着自动化的方向发展 ， P L C系统也得到了非常广泛的应用， P L C系统在运行的过程中可能会 受到因素的影响， 电磁干扰因素和安装使用方法并不是十分的恰当， 所以， 我们需要采取有效的措施来不断的改善煤矿走动化设备 P L C 系统的可靠性， 只有这样， 才能更好的提高生产的质量和效率。 本文主要分析了提高煤矿 自动化设备 P L C系统可靠性的方法， 以供参考和 借鉴。 关键词 P L c； 矿井； 可靠性 煤矿生产的过程中， P L C是种非常先进的操作系统，它主要通过 ； [ 字的力式来完成多个工作 节， 在筠 的过程中， 整体的工作研境 并不是很好， 电磁干扰会对系统运行的效果产生非常重大的影响， 这样也 就使得P L C 接收到 错误的信号， 这样也就出现了 系统误动的现象。 因此， 我们在使用P L C技术的时候，必须要采取有效的措施来提升 P L C设备 的可靠性， 这样才能保证系统的运行质量和运行水平。 1 P L C的基本结构 1 ． 1 C P U模块 C P U模块主要由微处理器和存储器组成。它不断采集输入信号， 执 行用户程序届0 新系统的输出莉 裙 曹每程序和数据。 1 ．2 I ／ 0模块 输人模块和输出模块简称为 I ／ 0模块。输 模块用来接收和采集输 入信号 开关量输 入 模块用来接收从按钮、 选择开关、 数字拨码开关、 限位 开关、 接近开关、 光电开关、 压力继电器等过来的开关量输入信号 量 输 模块用来接收电位器、 i 贝 0 速发电机和各种变送器提供的连续变化的 模拟量电流、 电压信号。开关量输出模块用来控制接触器、 电磁阀、 电磁 铁、 指示灯、 数字显示装置和报警装置等输出 设备旗拟量输出模块用来 控制调节阀、 变频器等执行装置。 C P U 模块的工 作电压- 搬是 5 v 而 P L C的输 输出 信 电 压|_ 一 般 较高 口 直流2 4 V和交流2 2 0 V 。从外部引入的尖峰电压和干扰噪声可能 损坏C P U模块中的元件或使P L C不能正常工作。在 I ／ 0模块中用光耦 “一 tzt “ti ff 、 光电晶闸管、 小型继电器等器件来隔离 P L C的内部电路和外部的 I ／ O电跚 ， 0 椟 央 除了 传递信号 外还有电平转换与隔离的作 用。 1 3编程器 编程器用来生成用 户程序， 并用它进行编辑、 检查、 修改和监视用户 程序的执行情况。 手持式编程器不能直接输 和编辑梯形图， 只能输 和 编辑指令表程序， 因 此又叫 做指令编程器。它的 体积小 恪 便宜，一般用 来给小型P L C编程 者用于现场蹰斌和维护。 使用编程软件可以在计算 机的屏幕上直接生成和编辑梯形图、 指令表、 功能块图和顺序功能图程 序并可以实现不同编程语言的相互转换。 程序被编译后下载到P L c I也可 以将P L C中的程序上传到计算机。程序可以存盘或打印通过网络， j 丕 可 以实现远程编程和传送。 1 4电源 P L C般使用2 2 0 V交流电源或2 4 V直流电源。 内部的开关电源为 各模块提供 D C 5 V 、 1 2 V 、 2 4 V等直流电源。小型P L C般都可以为输入 电路和外部的电子传感器提供 2 4 V 直流电源驱动P L C负载的 直流电 源 般由用户提供。 2提高P L C应用系统可靠性的措施 2 l对电源的处理 电源是很多干扰进 到P L C的个非常重要的途径， 电源干扰产生 的 重要的原因 是供电线路阻抗出现了 耦合的现象， 不同的大功率用 电设备也成为了非常重要的干扰源， 如果矿井内 部如果存在着较强的干 扰， 般可以 将 P L C 交流电源输入端加设具备屏蔽层的隔离变压器和低 通滤波器， 在 P L C 运行的过程中， 隔离变压器就可以有效的减少借助电 源线传人的 干扰， 这样也就可以使得系统的抗干扰能力得到了显著的提 升。此外， 屏蔽层在接地的时候一定要保证其安全性和可靠性。 感日 负 载的处理 感性 负载在某种程度 匕 具备着非常强的睹能功 能， 如果控制触点处 于断开状态的时候， 电 路当中的 感性负载就会出现比电源电 压高出很多 的反电势， 当触点处于闭合状态的时倾氪l 点的抖动会产生定的电弧， 这 些因素都会对系统的运行状态产生非常明显的影响， 针对这些问题， 我们 应该采取以下措施 P L C的输 端或者是输出端存在感陛元件的时候， 对 于直流电路， 应该 ] 的两端采用并联的方式接 人 续流二极管， 在交流 电路当中， 应 湘并联的力式对阻容电路进彳 亍 接 八 处理， 这样 河 以有 效的控电路处在断开状态的时候所产生的电弧对 P L C系统产生的不利 影响。电阻的阻值范围应该在 5 1 1 2 0 Q，电容的取值一般都在 0 ．1 0 ．4 7 F ， 电容额定电压要比电源峰值电压更大， 续流二极管一般采 用的是电流值为 1 A的管子， 二极管额定的电压应该比电源电压大些， 为了可以对电动机和电力变压器投切过程中所产生的干扰， 我们在实际 的工作中可以在电源输 端加设浪涌电流吸收器。 9_ 3 P L C接地 P L C接地的质量和水平对 P L C整个系统的运行水平有着十分显著 的影响， P L C 和强电设 名 没汁的 过程中 应该独立的 去使用接地设备， 接 地线的截面积也一定要在 2 mm m 2 , 接地点的距离定要在5 0 m之内。在 发电厂或者是发电站运行的过程中， 如果存在着接地网络， 不同控制屏和 自动化元件可能会出现非常大的差异， 如果将它们在比较近的地方进行 接地设置。强电没备的接地电流可能在不同的接地 上产生非常明显的 电位差， 这样一来也就使得系统的运行水平产生非常大的影响。 为了减少 系统的交叉干扰， 一定要采用独立系统的形式将弱电信号的内部地线进 行接通处理， 之后还要采用不同的规范来对导线一同引到接地网中的某 个地方， 这样也就使得控制系统点接地的质量得到了有效的控制。 2 ．4强烈干扰环境中的隔离措施 P L C在运行的过程中， 其内音 碉 光韩 眙器 、 输出模块当中的小型继 电 器和光电晶匣管等多个元件来隔离外部开关量的信号， P L C 的模拟量 模块通窗也可以采用光耦合 来对干扰信号进行隔 离处理。 这些 元件一方 面可以很好的降低外部干扰对系统的不利影响， 另一方面也能够对 C P U 奠 夹 加以保护， 这掸就可以有效的防止夕 高电压的影响。 所以般堤不 需要在P L C外部额外的设置干扰隔离器元件。 2 5 P L C输出 如果负载要求输出的功率已经超过了P L C所能承受的极限值， 我们 应谚力 殳 夕 电器， P L C输出模块内的， J 电器掳 触电刁 艮 大， 所 以其断弧能力也不是很好， 通常不能直接应用2 2 0 V的电器当中， 在这一 过程中一定要采用P L C驱动外部的继电器装置， 用外部继电器触 驱动 直流电2 2 0 V的负载， 从而也就保证了P L C 输出的 质量币 咬 果。 3结论 煤矿生产的复杂条件给自动化带来困难， 必须从各生产过程采集的 有关地质参数 琵 吐 产状况等方面的大量信息通过计算机进行处 理分析， 才能及时发现故障，力 便查找故 同时利用F x系列 P L C的报警 器置位 A N S 和报警器复位A N 删 实现超时检 测功能利用梯形图程 序实现故障的自 我诊断阳自 我处 豺旨 施 来j 步提高P L C 系统运行 的可靠性圾时怍出决策， 向有关生产系 统发出 控制 指令 威 向 调度人员提 供协调各生产环节的必要信息 ， 以期达到昂 佳的 经济 果。 参考文献 『 1 1 贾思学．煤矿自动化系统的几点分析口 0 1 o o 2 ． 蒋波。 罗剑．煤矿自动化发展方向初探 中国高新技术企业2 0 1 0 1 2 -