【正文】 系統(tǒng)抗干擾措施 為使系統(tǒng)能更加安全、可靠地工作，在系統(tǒng)中采取一些有效防干擾的措施來(lái)消除來(lái)自外界或自身的各種干擾是很有必要的。如圖 。 干擾和干擾源 干擾經(jīng)過(guò)一定的耦合通道傳輸?shù)奖桓蓴_的設(shè)備，從而對(duì)產(chǎn)品正常工作造成不良的影響。因此，在提高硬件可靠性的同時(shí)，也需要在程序設(shè)計(jì)中采取措施，提高軟件的可靠性，減少軟件錯(cuò)誤的發(fā)生，并且在發(fā)生軟件錯(cuò)誤的情況下仍能使系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行。 圖 . 觸摸屏（界面 界面 7） 井下皮帶信息圖 山西煤炭職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 38 第六章 PLC 的 膠 帶控制系統(tǒng)的抗干擾措施 按照可靠性理論，程序設(shè)計(jì)最主要的任務(wù)是，確保應(yīng)用程序按照給定的順序有秩序地運(yùn)行?！皞鞲衅鳡顟B(tài)”是指 故障監(jiān)測(cè)的實(shí)際信號(hào)，“加入屏蔽”是指檢修方式下，加入保護(hù)屏蔽或沒(méi)有加入保護(hù)屏蔽時(shí)的故障信號(hào)輸出。 界面 5是紅外測(cè)溫監(jiān)測(cè)到的前后滾筒溫度。明確了故障的位置，可以方便膠帶的維護(hù)及故障的及時(shí)有效處理。如指示燈是定義一個(gè)圓，通過(guò)設(shè)定圓變量在不同數(shù)字狀態(tài)下顯示不同顏色來(lái)實(shí)現(xiàn)，如：變量為“ 0”時(shí)，圓前景顏色顯示為灰色，變量為“ 1”時(shí)，圓前景顏色顯示為紅色；數(shù)值顯示是設(shè)置一個(gè)輸出域，將PLC 內(nèi)部變量直接與輸出域建立聯(lián)系就可達(dá)到輸出效果。為了監(jiān)控系統(tǒng)可視化、明確化，我們的觸摸屏共有 7個(gè)畫(huà)面，畫(huà)面 1為首頁(yè)，畫(huà)面 2為啟動(dòng)控制顯示畫(huà)面，用指示燈和數(shù)字來(lái)顯示膠帶和給煤機(jī)的運(yùn)行狀況和當(dāng)前的工作方式，如膠帶當(dāng)前的運(yùn)行速度， CST 啟動(dòng) /停止、 CST 復(fù)位、 CST急停、 CST 故障， CST 報(bào)警， CST滿(mǎn)速， CST 慢動(dòng)，給煤機(jī)啟動(dòng)，給煤機(jī)停止等 , 同時(shí)在集控方式下 , 通過(guò)控制屏上的集控啟動(dòng)或集控停止按鈕控制膠帶啟停。標(biāo)準(zhǔn)硬件 /軟件接口保證了極 高的柔性度和透明度以及辦公環(huán)境的訪問(wèn)功能。所有 SIMATIC 面板都可使用基于 Windows 的軟件 SIMATIC PROTOOL，進(jìn)行既簡(jiǎn)單又高效的組態(tài)。 SIMATIC TP270 型觸摸式面板，彩色 STN 觸模屏（模擬 /耐磨）， 英寸。 觸摸屏系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 觸摸屏采用西門(mén)子公司可以與 STEP7 軟件集成的 PROTOOL 軟件設(shè)計(jì)。觸摸屏控制器的主要作用是接收來(lái)自觸摸點(diǎn)檢測(cè)裝置的觸摸信息，并將它轉(zhuǎn)換成觸點(diǎn)坐標(biāo)，再送給 CPU，它同時(shí)能接收 CPU 發(fā)來(lái)的命令并加以執(zhí)行，例如動(dòng)態(tài)地顯示開(kāi)關(guān)量和模擬量。 觸摸屏的基本原理如下：用戶(hù)用手指或其它物體觸摸安裝在顯示器前端的觸摸 屏?xí)r，所觸摸的位置的坐標(biāo)被觸摸屏控制器檢測(cè)，并通過(guò)通信接口（例如 RS 232C 或 RS485 串行口）送到 CPU，從而得到輸入的信息。使用觸摸屏可以使機(jī)器的配線標(biāo)準(zhǔn)化、簡(jiǎn)單化，用畫(huà)面上的按鈕和指示燈等代替相應(yīng)的硬元件，減少 PLC 需的 I/O 點(diǎn)數(shù)，降低系統(tǒng)的成本。過(guò)去的操作界面需要熟練的操作員才能操作，而且操作困難。觸摸屏的按鍵在屏幕上，總的面積小，每個(gè)畫(huà)面可以設(shè)置不同的按鍵，每個(gè)按鍵的意義可由用戶(hù)設(shè)置，使用直觀方便，可以在惡劣的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下使用，在工業(yè)控制中得到廣泛的應(yīng)用。下給出了 3號(hào)地址的確定方式。 程序段 3：檢修方式下允許堆煤信號(hào)屏蔽 , 集控和就地方式不允許屏蔽。 山西煤炭職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 34 程序段 2：堆煤屏蔽狀態(tài)。 ， 。下面我們以堆煤信號(hào)為例說(shuō)明以下，對(duì)故障信號(hào)的處理。 在上面我們已經(jīng)提到，在不同的工作方式下，故障監(jiān)測(cè)是不相同的。 AI_7是定子溫度 1實(shí)際溫度存儲(chǔ)地址變量。 拉線急停 是否跑偏 是否打滑 是否超溫 是否堆煤 結(jié)束 光電自動(dòng)灑水電磁閥 有煙霧？ 報(bào)警停機(jī) 故障檢測(cè) 山西煤炭職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 33 程序段 1：調(diào)用上面兩段 程序構(gòu)成的 FC塊。 YES YES YES YES 圖 3 故障檢測(cè)流程圖 程序段 1：將采集到的數(shù)值 current_value轉(zhuǎn)化為實(shí)數(shù)型，并存在 b3中。當(dāng)輸出為“ 0”時(shí)，膠帶運(yùn)行正常，無(wú)故障發(fā)生；另一類(lèi)為模擬量信號(hào)，傳感器輸出的模擬量信號(hào)是標(biāo)準(zhǔn)的電壓或是電流信號(hào)，通過(guò)模擬輸入模塊，將電壓或電流信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字形式，但是我們需要知道它所測(cè)的真實(shí)值，如溫度傳感器，輸出 9V，需要得到 9V對(duì)應(yīng)的溫度值，因此需要對(duì)輸入 PLC的數(shù)值 進(jìn)行處理。 在第 四 章我們已經(jīng)確定了監(jiān)測(cè)各種故障的傳感器類(lèi)型或方法，并確定了輸出信號(hào)類(lèi)型。 各種常見(jiàn)故障的診斷 膠帶在煤炭運(yùn)輸中的重要角色，讓煤礦無(wú)法忽視它的運(yùn)行狀況，因此，有效的監(jiān)測(cè)故障，及時(shí)采取預(yù)防措施，避免重大事故發(fā)生，或者盡量減少損失是非常必要的。 啟動(dòng)允許信號(hào)發(fā)出后，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境和設(shè)備的工藝需求，在啟動(dòng)運(yùn)行皮帶沿線發(fā)出預(yù)警聲響，時(shí)間一般是 30秒。按下啟動(dòng)按鈕后給 PLC送入啟動(dòng)允許信號(hào)，按下停止按鈕給 PLC送入停止允許信號(hào)?？刂婆_(tái)共設(shè)置了四個(gè)手動(dòng)控制膠帶運(yùn)行按鈕： CST啟動(dòng)按鈕， CST停止按鈕， CST慢動(dòng)按鈕， CST急停按鈕。 ， 機(jī)停止信號(hào)。 是給煤機(jī)啟動(dòng)信號(hào)， 是給煤機(jī)啟動(dòng)指示燈。 程序段 4： 給煤機(jī)啟動(dòng)控制。 、 3電機(jī)運(yùn)行返回信號(hào)，起自保作用。同時(shí)啟動(dòng) 接通延時(shí)定時(shí)器 T10。 程序段 2：?jiǎn)?dòng)報(bào)警信號(hào)。 開(kāi) 始檢 修 方 式 ？就 地 方 式 ？集 控 方 式控 制 塊就 地 方 式控 制 塊檢 修 方 式控 制 塊故 障 診 斷結(jié) 束NNYY 圖 2 工作方式選擇流程圖 山西煤炭職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 30 程序段 1： CST啟動(dòng)按鈕， CST停止按鈕， 。下面我們以工作方式選擇和就地方式啟停為例進(jìn)行程序說(shuō)明。 監(jiān)控系統(tǒng)是對(duì)單條膠帶和與其配對(duì)的給煤機(jī)進(jìn)行監(jiān)控，集控方式下，按下顯示屏上的啟動(dòng) /停止控制按鈕，允許膠帶啟動(dòng)或停止。膠帶和給煤機(jī)在運(yùn)行的時(shí)候，工作方式不可改變。此時(shí)， 其他控制方式閉鎖，這也是按照現(xiàn)場(chǎng)情況優(yōu)先考慮的結(jié)果，此時(shí)單條膠帶閉鎖運(yùn)行，與其他膠帶之間沒(méi)有聯(lián)鎖關(guān)系 。 NO NO YES YES NO NO YES 圖 3 主程序流程圖 啟動(dòng) 開(kāi)機(jī)報(bào)警 系統(tǒng)集中控制 系統(tǒng)啟動(dòng) 運(yùn)行返回？ 故障檢測(cè) 檢測(cè)有無(wú)故障 是否停機(jī) 停機(jī) 結(jié)束 檢修方式 報(bào)警停機(jī) 山西煤炭職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 控制方式選擇 控制系統(tǒng)有三種工作方式：集控自動(dòng)、集控手動(dòng)和就地控制。操作系統(tǒng)是固化在CPU 中的程序，提供了一套系統(tǒng)運(yùn)行和調(diào)度的機(jī)制；用戶(hù)程序是用戶(hù)自己編制的程序。 山西煤炭職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 圖 SM331接線圖及方框圖 6 模擬量輸出模塊 模擬量輸出模 塊選用 SM332，該模塊為 8輸入通道，可將輸出通道編程為電壓或電流輸出。輸入模塊的循環(huán)時(shí)間是指這一通道開(kāi)始轉(zhuǎn)換模擬量輸入值到下次開(kāi)始轉(zhuǎn)換的時(shí)間，它是模塊中所有活動(dòng)的輸入通道的轉(zhuǎn)換時(shí)間的總和。 A/D轉(zhuǎn)換部件是模塊的核心，其轉(zhuǎn)換原理采用積分的方法，積分時(shí)間直接影響到 A/D轉(zhuǎn)換時(shí)間和 A/D轉(zhuǎn)換精度。模塊與 S7300 CPU及負(fù)載電壓之間是光電隔離的。從響應(yīng)速度來(lái)看，晶體管響應(yīng)最快，繼電器最慢；從安全隔離效果和應(yīng)用靈活性角度來(lái)看，以繼電器觸點(diǎn)輸出型最佳。按輸出開(kāi)關(guān)器件的種類(lèi)不同又可分為晶體管輸出方式、可控硅輸出方式和繼電器觸點(diǎn)輸出方式三種。因此每一個(gè)輸出點(diǎn)的輸出電路可等效為一個(gè)輸出繼電器，可直接用于驅(qū)動(dòng)電磁閥、接觸器、小型電機(jī)、燈和電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器。該模塊具有 32點(diǎn)輸入，電氣隔離為 16組，額定輸入電壓 24VDC，適用于開(kāi)關(guān)及 2/3/4線接近開(kāi)關(guān)。 PS307 2A的輸人功率是58W，效率是 83%[22]。當(dāng)輸出正常額定電壓 24V時(shí)，綠色 LED燈亮；當(dāng)輸出電路過(guò)載時(shí)，則 LED燈閃爍，輸出電流長(zhǎng)期在 5到 ，輸出電壓下降，縮短電源的使用壽命，當(dāng)輸出電流超過(guò) 時(shí)，電壓跌落，過(guò)后可以自動(dòng)恢復(fù)；當(dāng)輸出短路時(shí)，則 LED燈暗下來(lái)，輸出電壓為 0V，短路故障排除后，電壓可以自動(dòng)恢復(fù)；當(dāng)一次側(cè)低電壓時(shí)， LED燈暗下，電源自動(dòng)切斷，電壓自動(dòng)恢復(fù)；當(dāng)一次側(cè)發(fā)生過(guò)壓時(shí)， LED燈熄滅，電源可能會(huì)被徹底毀壞。一個(gè)帶有保護(hù)罩的開(kāi)關(guān)可用來(lái)選擇 120伏或 220伏交流線電壓。 山西煤炭職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 圖 PS307 5A負(fù)載電源模塊連接單相交流系統(tǒng)，將 120或是 220伏交流電壓變?yōu)?24伏直流工作電壓。 2 電源框架 PS307是西 門(mén)子 S7300的專(zhuān)配 24V直流電源，這一系統(tǒng)共有 2A、 5A、 10A三種不同額定輸出電流的電源，其工作原理和備用參數(shù)均相同。 CPU3152DP具有 48KB的 RAM，內(nèi)置 80KB的裝載存儲(chǔ)器（ RAM），可用存儲(chǔ)器卡擴(kuò)充裝載存儲(chǔ)器，最大容量為 512KB，指令執(zhí)行速度為 ，最大可擴(kuò)展 1024點(diǎn)數(shù)字量或 128個(gè)模擬量通道，其他特性與 CPU314相同。因此我們考慮系統(tǒng)以后的擴(kuò)展，可選擇帶總線擴(kuò)展功能的CPU，考慮它們的性?xún)r(jià)比，最終我們選用 3152DP。 CPU31 CPU31 CPU315模塊不帶集成的 I/O端口，其存儲(chǔ)容量、指令執(zhí)行速度、可擴(kuò)展的點(diǎn)數(shù)、計(jì)數(shù)器 /定時(shí)器數(shù)量、軟件塊數(shù)量等隨序號(hào)的遞增而增加。 表 PLC配置清單 名稱(chēng) 規(guī) 格 注釋 CPU模塊 CPU3152DP CPU自帶存儲(chǔ)器 電源框架 PS3075A 數(shù)字量輸入模塊 SM321 每個(gè)模塊有 32個(gè)輸入點(diǎn) 數(shù)字量輸出模塊 SM322 每個(gè)模塊有 32個(gè)輸出點(diǎn) 模擬量輸入模塊 SM331 每個(gè)模塊有 8點(diǎn)輸入 模擬量輸出模塊 SM332 每個(gè)模塊有 8點(diǎn)輸出 1 CPU S7300CPU模塊類(lèi)型多種多樣，有 CPU312IFM、 CPU31 CPU31 CPU314 IFM、CPU315/3152DP、 CPU3162DP、 CPU3182DP等 8種不同的中央 處理單元可供選擇。為實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)控的要求，完成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、自動(dòng)控制和上位監(jiān)控的功能，將監(jiān)控系統(tǒng)分成兩大部分：下層的過(guò)程控制級(jí)，上層的監(jiān)控管理級(jí)。 煙霧傳感器的安裝：煙霧保護(hù)傳感器應(yīng)布置在驅(qū)動(dòng) 裝置上方 5m內(nèi)的下風(fēng)口，距驅(qū)動(dòng)滾筒 1 米內(nèi)的距離。具有抗腐蝕能力強(qiáng)的敏感元件、高靈敏度檢測(cè)電路、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的防塵機(jī)構(gòu)， 還具有功耗小、成本低、管理維護(hù)簡(jiǎn)便等特點(diǎn)。當(dāng)有少量煙霧時(shí)進(jìn)入煙室時(shí)，紅燈閃亮，顯示煙霧故障，集控主機(jī)對(duì)皮帶保護(hù)停車(chē)，實(shí)現(xiàn)煙霧保護(hù)。 本系統(tǒng)采用 KGQ1 型煙霧傳感器。 速度傳感器的安裝 :將摩擦滾輪安裝在上膠帶的下方或下皮帶的上方或直接 安裝在從動(dòng)滾輪上。光電式速度傳感器運(yùn)用光電投射式原理，投射式光電轉(zhuǎn)速傳感器的讀數(shù)盤(pán)和測(cè)量盤(pán)有間隔相同的縫隙。搭接膠帶堆煤保護(hù)傳感器安裝高度應(yīng)在后部膠帶機(jī)機(jī)頭卸載滾筒軸線水平以下，其平面位置在前部膠帶機(jī)的煤流方向上。本系統(tǒng)選用 BFW1 料流檢測(cè)裝置，主要用于膠帶機(jī)輸送物料的檢測(cè)，并可以發(fā)出有載運(yùn)行信號(hào)，若皮帶寬且速度快時(shí)采用門(mén)式支架安裝，若膠帶窄且速度低時(shí)采用單臂式支架；并且采用鏈球與煤料接觸，減少了煤對(duì)檢測(cè)器的直接沖擊，延長(zhǎng)了使用壽命。 BFWI 當(dāng)煤位增高時(shí)，接觸到下垂球 時(shí)，傳感器輸出保護(hù)信號(hào)，“滿(mǎn)煤”指示燈亮，經(jīng)延時(shí)檢測(cè)后，若不能恢復(fù)正常，集控主機(jī)對(duì)膠帶保護(hù)停車(chē)，實(shí)現(xiàn)堆煤保護(hù)。溫度傳感器安設(shè)在其它驅(qū)動(dòng)設(shè)備的發(fā)熱部位。熱電偶傳感器的優(yōu)點(diǎn)： 測(cè)量精度高 ,測(cè)量范圍廣 ,構(gòu)造簡(jiǎn)單，使用方便 . 溫度傳感器的安裝：溫度保護(hù)主要檢測(cè)滾筒或其它驅(qū)動(dòng)設(shè)備運(yùn)行中產(chǎn)