基于PLC控制的矿井提升机电控抗干扰技术浅析

作者:薛挺 刊名:山东煤炭科技 上传者:薛长安

【摘要】该文着重对PLC控制器在矿山提升机应用中出现的抗干扰的问题进行了讨论,从硬件采取的措施再配合软件措施,提出了一些有效的解决方法,以提高PLC的可靠性和抗干扰能力。

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在矿井提升机安装的PLC控制装置,电磁干扰强烈,有时会造成PLC误动作或者内部数据丢失,甚至系统失控,因此,在系统设计当中,要考虑来自电源的干扰、来自信号线的干扰、来自接地的干扰、来自系统内部的干扰,所以应采取多种方法从PLC的输入端、输出端、软件、硬件几个方面提高抗干扰能力。1对PLC电源采取的抗干扰措施(1)采用性能优良的电源。电网干扰串入PLC控制系统主要通过PLC供电电源、送变器电源、仪表电源等耦合进入,采用具有较强干扰隔离性能的在线不间断电源(UPS)供电,提高安全可靠性能。(2)对CPU部件的电源采用多级滤波,并用集成电压调整器调整,适应交流电网的波动以及过电压、欠电压的影响。2对PLC输入端采取的抗干扰措施(1)在输入端加隔离变压器。经过隔离变压器输出端向PLC供电,可以抑制电网干扰。(2)在输入端并接浪涌吸收器,抗感应电压。(3)根据信号的差模干扰,在输入端加低通滤波器或者高通滤波器,可以过滤电网高频干扰,同时能消弱各种模块之间的相互影响。(4)采用光电耦合器抑制干扰。光电耦合器能衰减干扰信号,切断各部件地线之间的联系。3对PLC输出端采取的抗干扰措施应用专用灭弧器进行抗干扰。PLC专用灭弧器作为一种保护装置,对启停频繁的电机,对吸收电弧、消除触电火花、抵抗电弧干扰有着明显的效果。4采用屏蔽和隔离措施抗干扰对电源变压器、CPU、编辑器等部件,可以采用导电、导磁良好的材料进行屏蔽,防止外界干扰。在CPU与I/O电路之间,采用光电隔离措施,有效隔离I/O间的电联系,可以减少故障的误动作。5采用模块式结构措施抗干扰在矿井提升机的PLC控制器中采用的模块式结构,有助于在故障情况下短时间进行修复,使系统恢复正常工作,同时可以快速查找故障原因,便于维修。6敷设电缆的选择可以抗干扰不同类型的信号分别由不通电缆传输,信号电缆应按传输信号种类分层敷设,电源线、二次控制线分开敷设,避免动力电缆与信号电缆靠近平行敷设,均可减少电磁干扰。7选择正确的接地点能有效抗干扰(1)接地线采用短、近(离PLC近)原理,尽量避开强电路和主回路电线。采用屏蔽电缆时,屏蔽层应靠近PLC端的一点接地。(2)采用独立接地装置,操作台以及远程PLC控制柜体底座安装与地面用绝缘层隔离,远程PLC独立接地,分离安装。柜体间用绝缘板分离,确保模块运行不受外部电磁干扰。8软件措施抗干扰(1)信息保护和恢复。PLC在检测故障条件时,可以立即将目前状态存入存储器,不破坏PLC内部信息,对存储器进行封闭,防止任何操作,有效的保护了信息,当外界环境恢复正常后,信息故障解除,立即恢复到故障发生前的状态,继续按原来程序进行工作。(2)动作故障测定和故障警戒设置。PLC程序控制器故障可以通过编程时的梯形图检测,根据输出信号状态、控制过程之间的逻辑关系判断。因为接触器、电磁阀和限位开关出现故障时,PLC不会立即停机,通过梯形图程序可以迅速检测出设备运行是否正常。而里面的定时器有一个设定值,要求比正常情况下机械设备动作时间长20%,当PLC发出信号后,机械动作执行,启动定时器,若时间到,PLC没有执行信号,开始启动报警。(3)在提升机运行当中,针对模拟信号存在的误差会引起输入信号的错误,出现程序判断失误的问题,可以采取对模拟信号连续采样3次,采样间隔根据A/D转换时间和信号的变化频率而定,3次的数据先后存放在不同的数据寄存器当中,经过比较后取平均值或者中间值作为当前输入值。9结束语矿井提升机在运行过程中,电控系统会不断地受到环境的干扰,影响系统的正常运行。因此,通过对可编程控制器(PLC)在矿井提升机

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