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摘要: PLC、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個方面系统的讨论了基于PLC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:自动化；电气控制；分析
中图分类号：O652.9文献标识码：A文章编号：
随着如今高新技术不断发展和电气自动化的逐渐普及，电气自动化将占据愈来愈重要的地位，其所涉及和涵盖的领域将更为广泛，技术更新也将愈加复杂和频繁，所以优化其愈发显得任重而道远。这就要求电气自动化的工作人员与时俱进，坚持学习，不断积累经验，提高自己的专业技能，从而从提升对电气自动化相关技术水平，使其更加完善。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。PLC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PLC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。
1.1 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。
1.2 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。
1.3 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。
1.4 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。
1.5 能够对于主扇风机的数据报表、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。
1.6 对于风机通风系统实时的工作状态具有相当模拟和显示的能力。
1.7 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。
1.8 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PLC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PLC数据的信号分析。对于前者而言,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PLC这两部分组成系统的控制核心,然后再根据该扇风机的速度等自动调节所需的电动机台数,以此来完成对于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PLC,这就实现了PLC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PLC的模拟量扩展部分作为主扇风机的实际速度值,这时PLC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再次进行比较。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PLC的风机电气自动化控制系统的应用
一般而言,PLC软件系统主要是由两部分组成: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PLC的程序语言编制的相关应用程序对现场进行的控制。
PLC在监控系统中的输入量使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操作、程序编排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。
4 结束语
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] 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,2007.
[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,2009,（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],2006.
[4] 张震,侯海军,梁俊霞.PLC自动控制在济钢25T转炉煤气回收中的应用[N].世界金属导报,2008.
[5] 刘海龙．浅谈电气自动化的现状与发展方向[J]．黑龙江科技信息，2010，(06)．
[6] 沈君奕．电气自动化控制中人工智能的探讨分析[J]．科技资讯，2009，(01)．
关键词:自动化；电气控制；分析
中图分类号：O652.9文献标识码：A文章编号：
随着如今高新技术不断发展和电气自动化的逐渐普及，电气自动化将占据愈来愈重要的地位，其所涉及和涵盖的领域将更为广泛，技术更新也将愈加复杂和频繁，所以优化其愈发显得任重而道远。这就要求电气自动化的工作人员与时俱进，坚持学习，不断积累经验，提高自己的专业技能，从而从提升对电气自动化相关技术水平，使其更加完善。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。PLC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PLC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。
1.1 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。
1.2 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。
1.3 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。
1.4 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。
1.5 能够对于主扇风机的数据报表、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。
1.6 对于风机通风系统实时的工作状态具有相当模拟和显示的能力。
1.7 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。
1.8 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PLC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PLC数据的信号分析。对于前者而言,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PLC这两部分组成系统的控制核心,然后再根据该扇风机的速度等自动调节所需的电动机台数,以此来完成对于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PLC,这就实现了PLC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PLC的模拟量扩展部分作为主扇风机的实际速度值,这时PLC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再次进行比较。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PLC的风机电气自动化控制系统的应用
一般而言,PLC软件系统主要是由两部分组成: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PLC的程序语言编制的相关应用程序对现场进行的控制。
PLC在监控系统中的输入量使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操作、程序编排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。
4 结束语
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] 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,2007.
[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,2009,（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],2006.
[4] 张震,侯海军,梁俊霞.PLC自动控制在济钢25T转炉煤气回收中的应用[N].世界金属导报,2008.
[5] 刘海龙．浅谈电气自动化的现状与发展方向[J]．黑龙江科技信息，2010，(06)．
[6] 沈君奕．电气自动化控制中人工智能的探讨分析[J]．科技资讯，2009，(01)．