【正文】 程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算，順序控制，定時，計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面 向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入 /輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程， PLC 是可編程邏輯電路，也是一種和硬件結(jié)合很緊的語言，在半導(dǎo)體方面有很重要的應(yīng)用，可以說有半導(dǎo)體的地方就有 PLC。 PLC 的控制單元簡介及選擇 : PLC 概述 : PLC 即可編程控 制器（ Programmable logic Controller，是指以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置。隨著工業(yè)現(xiàn)場對控制設(shè)備小型化、易操作化、智能化的要求的不斷提高，基于 PLC 和觸摸屏的交流 變頻 調(diào)速系統(tǒng)的應(yīng)用前景將非常廣闊。 三．各 單元介紹 可編程邏輯控制器 (PLC)以其編程簡單方便、控制穩(wěn)定可靠、功能強(qiáng)大等優(yōu)點(diǎn)通常作為控制器廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)控制領(lǐng)域。 輸入 輸出 序號 名稱 地址 序號 名稱 地址 1 進(jìn)口車輛傳感器 X0 1 溫度報(bào)警 Y0 2 出口車輛傳感器 X1 2 煙塵報(bào)警 Y1 3 溫度傳感器 X2 3 車輛超限報(bào)警 Y2 4 煙塵傳感器 X3 4 主電機(jī)繼電器 Y3 5 急停 X4 5 副電機(jī) 繼電器 Y4 6 啟動 X5 6 變頻低速 RH Y5 7 變頻器報(bào)警 X6 7 變頻中速 RM Y6 變頻高速 RL Y7 5：當(dāng)隧道內(nèi)因煙塵或大霧，造成能見度降低，各組風(fēng)機(jī)以全速 50HZ 運(yùn)行，直到環(huán)境恢復(fù)正常，并顯示報(bào)警。 2：系統(tǒng)上電 ，在觸摸屏上按下啟動按鈕，系統(tǒng) 即進(jìn)入運(yùn)行模式。 表 1 主 PLC I/O 接口分配表 設(shè)計(jì)要求： 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu) 本系統(tǒng)的硬件電路如下圖所示，它由 8 臺電動機(jī)，一臺智能型電控柜（包括三 菱變頻器、 PLC、交流接觸器、觸摸屏、繼電器等），一套車流量傳感器、電源保護(hù)裝置以及供電主回路等構(gòu)成。 車流量的計(jì)量 : 每股行車道的車流量通過 PLC 進(jìn)行 統(tǒng)計(jì)。當(dāng)隧道的車輛低于設(shè)定范圍數(shù)值，工作 通風(fēng)機(jī)與備用離心通風(fēng)機(jī)循環(huán)工作；當(dāng)出現(xiàn)突 發(fā)事故，隧道的車輛高于設(shè)定的數(shù)值，工作離心通風(fēng)機(jī)與備用 通風(fēng)機(jī)不再循環(huán)工作，并自動切換為同時工作，加大對隧道內(nèi)的通風(fēng) 量，直至隧道內(nèi)的空氣升至設(shè)定的空氣數(shù)值以上，工作通風(fēng)機(jī)與備用 通風(fēng)機(jī)恢復(fù)循環(huán)工作。 本系統(tǒng)采用自動 工作模式，具有現(xiàn)場控制方式、狀態(tài) 顯示以及故障報(bào)警等功能。 系統(tǒng)框圖 本 PLC 控制系統(tǒng)具有對通風(fēng)機(jī)的電動機(jī)啟動與運(yùn)行，進(jìn)行監(jiān)控、聯(lián)鎖和過熱保護(hù)等功能。 PLC 和變頻器 及各種傳感器 配合使用 ， 使系統(tǒng)控制的安全性 、 可靠性大大提高，也使通風(fēng)機(jī)運(yùn)行的故障率大大降低，不僅節(jié)約了電能，而且還提高了設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)率。 本控制系統(tǒng) 以傳感器為感應(yīng)元件， PLC 識別并控制，變頻器輸出可變頻率，從而實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)自動運(yùn)行 等功能 ， 且由于 高速公路隧道區(qū)域作為一個相對封閉區(qū)域，通風(fēng)不暢，汽車尾氣沉積，油污污染，高低壓線纜布線的空間限制導(dǎo)致電 磁干擾等等因素，使其成為一個非常惡劣的電氣環(huán)境，對應(yīng)用的電氣設(shè)備的適應(yīng)性提出很高的要求；而且隧道距離長，設(shè)備布設(shè)分散，也為監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)建造成一定難度 所以在此 設(shè)計(jì) 由觸摸屏監(jiān)視控制。 利用 PLC 變 頻器 和離心機(jī) 通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能技術(shù)改造 ， 不僅簡化了系統(tǒng) ，提高了設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性 ， 設(shè)備的操作和維護(hù)方便 ， 節(jié)省能耗 ， 同時也大大地提高了 道路 的安全系數(shù) 。 每臺 電機(jī)驅(qū)動一臺風(fēng)機(jī) ，對隧道進(jìn)行供風(fēng)，采用風(fēng)機(jī) 2 kW ， PLC、觸摸屏、車流量、煙塵傳感器和變 頻器等組成一個完整的閉環(huán)控制系統(tǒng)。 通 風(fēng)控制系統(tǒng)主要由 4 臺 風(fēng)機(jī)組 構(gòu) 成，每個 風(fēng)機(jī) 組 有兩臺電機(jī)， 由一臺 PLC、一臺變頻器 控制。 關(guān)鍵詞：隧道、通風(fēng)機(jī)、 PLC 、變頻器、觸摸屏 二 . 系統(tǒng)介紹 系統(tǒng)結(jié) 構(gòu) 由 于可編程控制器和觸摸屏 及 三相異步電機(jī)的交流變頻調(diào)速系統(tǒng)充分利用了 PLC 強(qiáng)大的邏輯處理功能和人機(jī)界面的良好的交互性，避免傳統(tǒng)的繼 電器 一 接觸器 控制 電路 的復(fù)雜接線，降低了對運(yùn)行人員的技術(shù)要求；同時對重要開關(guān)輸入量實(shí)現(xiàn)觸摸屏按鍵和外部按鈕備用模式，提高了系統(tǒng)的可靠性， 為現(xiàn)場操作人員對運(yùn)行過程的實(shí)時監(jiān)控和維護(hù)帶來了方便。 采用以隧道的車流量為主控參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對風(fēng)機(jī)工作過程和運(yùn)轉(zhuǎn)速度的有效控制，使隧道通風(fēng)機(jī)通風(fēng)高效、安全，達(dá)到 了明顯的節(jié)能效果。通風(fēng)控制系統(tǒng)即在實(shí)時檢測這些環(huán)境參數(shù)的基礎(chǔ)上，控制隧道內(nèi)風(fēng)機(jī)的開啟，以使各項(xiàng)空氣指標(biāo)符合安全行車標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到既保障安全行車、同時節(jié)約能源的目的。 隨著我國政府對各行各業(yè)安全生產(chǎn)監(jiān)管力度的不斷加強(qiáng) ， 尤其對 公路、鐵路 安全 運(yùn)行 的要求越來越高 ， 對 隧道 通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造 ， 提高其 運(yùn)行穩(wěn)定性、可靠性、節(jié)能降耗等勢在必行。 通過對國內(nèi)現(xiàn)有鐵路，公路的觀察和分析，其中隧道的占有比已達(dá)到很高的地位，而隧道內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng)在其中的安全作用及能耗占有很高的比重。 目 錄 一．摘要 ???????????????????????? ?? () 二 . 系統(tǒng)介紹 ??????????????????? ???? ? () 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) ??????????????????????? ? () 設(shè)計(jì)要求 ??????????????????????? ? () 三 ． 各單元簡介 ????????????????????? ? () PLC 的控制單元簡介及選擇 ??????????????? ? () 觸摸屏簡介及選擇 ??????????????????? ? () 風(fēng)機(jī)的簡介 ?????????????????????? ? () 變頻器應(yīng)用 及選擇 ??????????????????? ? () 傳感器簡介與選擇 ??????????????????? ? () 四． 通訊 安裝與接線 ???????????????????? ? () N： N 網(wǎng)絡(luò)的通訊連接 ????????????????? ? () 變頻器與 PLC 的接線 ?????????????? ??? ?? () 觸摸屏與 PLC 的通訊連接 ???????????? ??? ?? () 調(diào)試 ???????????????????? ???? ?? () 五 . 程序 ???????????? ???????? ???? ?? () PLC 程序 ?????????????????? ???? ?? () 觸摸屏程序 ???????????????? ????? ?? () 六．致謝 ???????????????????? ???? ?? () 七．參考文獻(xiàn) ????????????????? ????? ?? () 八．附圖 ??????????????????? ??????? () 摘要 隨著電子技術(shù)和微電子技術(shù)的迅速發(fā)展 ， PLC 和變頻器正成為通用、廉價和性能可靠的控制和驅(qū)動設(shè)備 ， 得到廣泛 的應(yīng)用 。這就需要運(yùn)用 PLC 及變頻技術(shù)，采用觸摸屏技術(shù)。 本課題從使用功能上要求通風(fēng)系統(tǒng)要求的風(fēng)量不是恒 定的，而是隨著隧道內(nèi)車流量，人員多少，環(huán)境條件，在不同狀況能夠自動的，實(shí)時的輸出不同流量的要求。 目前國內(nèi)大多數(shù)隧道內(nèi)的通風(fēng)系統(tǒng)采用的是定流量繼電器恒流控制系統(tǒng)。它專為工業(yè)控制而設(shè)計(jì)，集電氣、儀表、控制三電于一體，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。而隧道內(nèi)通風(fēng)、照明、以及交通誘導(dǎo)設(shè)備均分散于整個隧道區(qū)域，因此集成隧道內(nèi)各要素信息，方便隧道監(jiān)控人員的集中監(jiān)控與管理，成為隧道監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)置的主要目的 。 基于 PLC、變頻器、觸摸屏的 隧道通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 前言 隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，通暢高效的交通系統(tǒng)成為經(jīng)濟(jì)進(jìn)一步發(fā)展的基本需求，從而高速公路亦得以蓬勃發(fā)展。作為高速公路路段中相對事故率較高的隧道區(qū)域，為保證行車安全，提高行車效率，通常在長隧道或特長隧道內(nèi)設(shè)置隧道監(jiān)控系統(tǒng)，集中監(jiān)控隧道內(nèi)通風(fēng)、照明以及行車情況，在必要時候發(fā)布誘導(dǎo)和指導(dǎo)性信息。而最近幾年， PLC、 變頻器 以其諸多優(yōu)異特點(diǎn)獲得廣泛的使用，在工業(yè)先進(jìn)國家已成為工業(yè)控制的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。因此研究本課題的意義和目的主要是本著：安全，節(jié)能，高效，穩(wěn)定，智能及人性化的目的為主要著力點(diǎn)的。這種系統(tǒng)雖然簡便，但是不能根據(jù)車流，溫度及其它突發(fā)事件的發(fā)生，有效的，實(shí)時的，調(diào)節(jié)能量供應(yīng)，耗能極大，而且故障率高，不易發(fā)現(xiàn)問題所在。這就需要采用一定的技術(shù)手段，在此處定為：在不同的環(huán)境條件下通過傳感器等器件感知環(huán)境的變化，把這些變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘杺魉徒o PLC，再通過 PLC控制變頻器輸出控制風(fēng)機(jī)，供給不同流量，并通過觸摸屏監(jiān)視運(yùn)行狀態(tài)并控制。達(dá)到練習(xí)和熟悉操作這些新興技術(shù)并同實(shí)際項(xiàng)目相結(jié)合，系統(tǒng)的完成對他們的綜合運(yùn)用 。 由 PLC 控制的變頻調(diào)速 離心風(fēng)機(jī)的 通風(fēng)系統(tǒng) ， 具有較高的可靠性和較好的節(jié)能效果 ， 易于組建成整體的自控系統(tǒng) ，很方便地實(shí)現(xiàn)各種控制切換和遠(yuǎn)程監(jiān)控 。 隧道 通風(fēng)系統(tǒng)是 隧道 安全 運(yùn)行 的重要組成部分 ， 通風(fēng)系統(tǒng)能否正常工作與 隧道 內(nèi) 運(yùn)行 環(huán)境條件、 運(yùn)行 效率 、 運(yùn)行 安全密切相關(guān) 。 本系統(tǒng)將 PLC 與變頻器及觸摸屏有機(jī)地結(jié)合起來， 為監(jiān)控隧道內(nèi)行車環(huán)境，隧道內(nèi)設(shè)置有 計(jì)數(shù)傳感器 、 溫度及 能見度檢測儀。各空氣指標(biāo)數(shù)據(jù)由 PLC 模擬量輸入模塊采集，風(fēng)機(jī)的啟停通過 PLC 的開關(guān)量輸出模塊程序控制 變頻器并由接觸 器實(shí)現(xiàn)控制。 PLC 控制系統(tǒng)具有對驅(qū)動風(fēng)機(jī)的電機(jī)過熱保護(hù)、故障報(bào)警、斷電等功能特點(diǎn)，為隧道通風(fēng)系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)改造提供一條新途徑 。同時，作為 本專業(yè)技 師與高級技師 專業(yè) 必會 之一， 我們 將理論與實(shí)際相結(jié)合，對我們 掌握新技術(shù)新理念，提高動手能力，有很好的指導(dǎo)意義和現(xiàn)實(shí)意 義。系統(tǒng)共有 8 臺電機(jī) 、四臺 PLC、四臺變頻器 、一臺觸摸屏組成 。其中還包括接觸器、 熱繼電器、斷路器等系統(tǒng)保護(hù)電器，實(shí)現(xiàn)對電機(jī)和 PLC 的有效保護(hù)，以及對電機(jī)的切換控制。 另外還可以根據(jù)需要配置相應(yīng)的通信模塊 ， 很方便地組成集散式控制系統(tǒng) ， 進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài) ， 提高了 運(yùn)行 效率和經(jīng)濟(jì)效益 ， 具有一定的推廣價值 。 與常規(guī)繼電器實(shí)施的通風(fēng)系統(tǒng)相比， PLC系統(tǒng)具有故障率低 、 可靠性高 、 接線簡單、維護(hù)方便等諸多優(yōu)點(diǎn) ?？刂乒?能使通風(fēng)系統(tǒng)的自動化 程度大大提高 ， 減輕了崗位人員 勞動強(qiáng)度 。 PLC 與車流量、煙塵、溫度傳感器配合使用，使系統(tǒng)控制的安全性、可靠性大大提高，也使通風(fēng)機(jī)運(yùn)行的故障率大大降低，提高了設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)率。 在自動方式下，利用車流量感器檢測車流量的電信號，然后送入 PLC， PLC將檢測到車輛值與設(shè)定的車輛值進(jìn)行比較和處理 ，輸出信號控制通風(fēng)機(jī)工作。 在有煙塵的隧道供風(fēng)系統(tǒng)中，隧道內(nèi)的煙塵濃度傳感器檢測煙塵濃度，用變送器將現(xiàn)場 信號變換成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)信號，送入 A /D 轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，然后送入 PLC，同樣 PLC 將檢測到的數(shù)值與設(shè)定的數(shù)值進(jìn)行比較，當(dāng)煙塵濃度大于設(shè)定數(shù)值后， PLC 輸出信號控制通風(fēng)機(jī)全速工作，防止事故發(fā)生。當(dāng)車輛進(jìn)入路口經(jīng)過第一個傳感器時，使統(tǒng)計(jì)數(shù)加 1，經(jīng)過第二個傳感器 2 出路口時，使統(tǒng)計(jì)數(shù)減 1，其差值為該股車道上車輛的滯留量 (動態(tài)值 )，可以與 設(shè)定 值進(jìn)行比較，據(jù)此作為調(diào)整 風(fēng)機(jī)運(yùn)行頻率 的依據(jù)。 設(shè)計(jì)要求： 1：系統(tǒng)的監(jiān)控及控制均在觸