基于PLC技术的掘进巷道除尘装置设计.docx

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基于PLC技术的掘进巷道除尘装置设计

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戚克才

摘要：除尘装置在矿井掘进巷道施工过程中必不可少。该系统可靠与否，对于矿井的安全、矿井其他设备的正常使用以及井下工人的身心健康都起到了至关重要的作用。基于PLC在掘进巷道设计的自动控制除尘装置，具有较高的除尘效率，粉尘控制效果良好。

Abstract：Thedustremovaldeviceisindispensableintheconstructionofminedrivingroadway.Whetherthesystemisreliableornothasplayedacrucialroleforthesafetyofthemine，thenormaluseofotherequipmentinthemineandthephysicalandmentalhealthofundergroundworkers.TheautomaticallycontrolleddustremovaldevicebasedonPLChasahighdustremovalefficiencyandgooddustcontroleffect.

关健词：掘进除尘；除尘装置；自动控制

Keywords：drivingdustremoval；dustremovaldevice；automaticcontrol

：TD63+1：A：1006-4311（2017）24-0144-02

0引言

掘进施工时设备多、人员多、空间狭窄。在这样的情况下除尘能否高效，控制能否彻底，对确保矿井安全具有非常重要的意义，基于PLC设计的掘进巷道自动控制除尘装置有利于实现矿井生产的自动化，以便有效降低矿井下巷道的粉尘浓度，从而满足矿井下掘进生产的需要。

1选型与工作方式

在选型上选用西门子S7-200可编程逻辑控制器。西门子PLC的基本工作方式是顺序执行用户程序，每一时钟周期执行一条指令。对用户程序的执行通常包括循环扫描和定时扫描两类，扫描过程分三步，即输入采样阶段、程序执行阶段和输出刷新阶段，见图1。

①输入采样阶段。PLC在输入采样阶段用扫描方式顺序读入所有输入端子的状态，存入输入寄存器，接着转入程序执行阶段。

②程序执行阶段。PLC在程序执行阶段中顺序逐条扫描各个指令。先从输入寄存器读入所有输入端子的状态。

③輸出刷新阶段。按照各种指令落实相关工作后，将输出寄存器中所有的输出状态送到输出电路，作为PLC的实际输出。

监控操作与现场控制通过Profibus-DP总线网络实现信号连接。系统结构如图2所示。

2运行与调试

在此PLC控制系统进行运行与调试之前，首先用万用表检查面板上按钮、指示灯、转换开关到端子排的接线；端子排到PLC输入输出端子的接线；电源到PLC、触摸屏的接线；PLC之间以及PLC和触摸屏之间的通讯线缆制作和插接。

①确保做到以下几点：

1）所有接线牢固、无松动，无短路；所有电源正（L）接点不得与电源负（N）相导通，无断路；所有同一回路中不经过触点和用电器的线接点应导通，线号正确，标识便于理解。

2）电源正负（L和N）接线正确并无颠倒，所有电源电压应符合用电器电压允许范围。

3）传感器和用电器回路接线正确：保证回路由电源正（L）到触点或IO接口再到用电器或传感器（包括端子排预留接口）再回到电源负（N）。

4）各类传感器或用电器接线方式正确：两线制和四线制电流信号传感器、热电阻传感器，继电器线圈和触点等接线符合接线标准和电气原理。发现接线有不当或错误之处，立即纠正。

②对系统依次操作并进行以下检查：

1）测量电源输入电压在允许范围内后，系统上电。

2）测量开关电源输出电压是否正常。

3）观察PLC电源指示灯是否正常，触摸屏是否正常开机并显示。

4）按下按钮、转动转换开关、短接相应触点或端子排开关量输入预留接口，观察PLC模块的DI对应指示灯是否点亮，亮度是否正常，有无闪烁。

5）短接PLC模块DO输出接口和电源漏极或源极模拟DO输出，观察对应继电器是否吸合，吸合是否可靠。

6）将端子排模拟量输入接口接入信号源（四线制电流）或测试用传感器（两线制电流、热电阻等），用万用表测量信号是否正常，是否符合信号范围，线性变化是否正常。

③要将编写好的PLC控制程序和触摸屏及上位机组态画面用仿真软件和编写的模拟运行程序进行仿真测试。

1）PLC程序IO变量与实际PLC模块地址对应正确。

2）PLC程序各子程序功能可行且可靠，模拟能考虑到的各种现场情况并测试它们对程序运行产生的影响，修改完善子程序功能。模拟并排查程序运行一段时间可能产生的问题（如