PLC在礦山生產設備監控管理中的應用

摘 要：當前我國礦產資源的利用方式仍處于“資源-產品-污染物”的粗放型傳統生產方式。除少數大中型礦山外，礦山企業整體高科技含量低，不少礦山技術力量薄弱，開采方式落后，設備陳舊。本文從PLC的基本內涵出發，對PLC在提供礦山生產設備監控管理效率發揮的作用和注意的問題進行探討和分析。本文認為PLC有效的體現了礦山生產的管控一體化的思想，在礦山生產中具有廣泛的應用前景。

關鍵詞：PLC；礦山生產設備；監控管理

1 PLC在礦山生產設備監控的應用特點

1.1 可靠性高，抗干擾能力強

高可靠性是電氣控制設備的關鍵性能。PLC由于采用現代大規模集成電路技術，采用嚴格的生產工藝制造，內部電路采取了先進的抗干擾技術，具有很高的可靠性。使用PLC構成控制系統，和同等規模的繼電接觸器系統相比，電氣接線及開關接點已減少到數百甚至數千分之一，故障也就大大降低。在應用軟件中，應用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統中除PLC以外的電路及設備也獲得故障自診斷保護。這樣，整個系統將極高的可靠性。高可靠性是電氣控制設備的關鍵性能。PLC由于采用現代大規模集成電路技術，采用嚴格的生產工藝制造，內部電路采取了先進的抗干擾技術，具有很高的可靠性。使用PLC構成控制系統，和同等規模的繼電接觸器系統相比，電氣接線及開關接點已減少到數百甚至數千分之一，故障也就大大降低。

1.2 配套齊全，功能完善，適用性強

PLC發展到今天，已經形成了各種規模的系列化產品，可以用于各種規模的工業控制場合。除了邏輯處理功能以外，PLC大多具有完善的數據運算能力，可用于各種數字控制領域。多種多樣的功能單元大量涌現，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業控制中。加上PLC通信能力的增強及人機界面技術的發展，使用PLC組成各種控制系統變得非常容易。

1.3 系統的設計工作量小，維護方便，容易改造

PLC用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設備外部的接線，使控制系統設計及建造的周期大為縮短，同時日常維護也變得容易起來，更重要的是使同一設備經過改變程序而改變生產過程成為可能。這特別適合多品種、小批量的礦產資源的生產場合。

2 PLC在礦山生產設備監控應用中需注意的問題

2.1 工作環境

1）溫度：PLC要求環境溫度在O-55℃，安裝時不能放在發熱量大的元件下面，四周通風散熱的空間應足夠大。2）濕度：空氣的相對濕度應小于85%（無凝露）。3）震動：應使PLC遠離強烈的震動源，防止振動頻率為10一55Hz的頻繁或連續振動。4）空氣：避免有腐蝕和易燃的氣體，例如氯化氫、硫化氫等。5）電源：PLC對于電源線帶來的干擾具有一定的抵制能力。

2.2 安裝與布線

l）動力線、控制線以及PLC的電源線和UO線應分別配線，隔離變壓器與PLC和1/0之間應采用雙膠線連接。將PLC的1/0線和大功率線分開走線，如必須在同一線槽內，分開捆扎交流線、直流線，若條件允許，分槽走線最好，這不僅能使其有盡可能大的空間距離，并能將干擾降到最低限度。2）PLC應遠離強干擾源，如電焊機、大功率硅整流裝置和大型動力設備，不能與高壓電器安裝在同一個開關柜內。在柜內PLC應遠離動力線（二者之間距應大于200～）。與PLC裝在同一個柜子內的電感性負載，應并聯RC消弧電路。3）PLC的輸入與輸出最好分開走線，開關量與模擬量也要分開敷設。模擬量信號的傳送應采用屏蔽線，屏蔽層應一端或兩端接地，接地電阻應小于屏蔽層電阻的l/10。4）交流輸出線和直流輸出線不要用同一根電纜，輸出線應盡量遠離高壓線和動力線，避免并行。

2.3 正確選擇接地點，完善接地系統

良好的接地是保證PLC可靠工作的重要條件，可以避免偶然發生的電壓沖擊危害。接地的目的通常有兩個，其一為了安全，其二是為了抑制干擾。完善的接地系統是PLC控制系統抗電磁干擾的重要措施之一。

PLC控制系統的地線包括系統地、屏蔽地、交流地和保護地等。接地系統混亂對PLC系統的干擾主要是各個接地點電位分布不均，不同接地點間存在地電位差，引起地環路電流，影響系統正常工作。此外，屏蔽層、接地線和大地有可能構成閉合環路，在變化磁場的作用下，屏蔽層內又會出現感應電流，通過屏蔽層與芯線之間的禍合，干擾信號回路。若系統地與其它接地處理混亂，所產生的地環流就可能在地線上產生不等電位分布，影響PLC內邏輯電路和模擬電路的正常工作。PLC工作的邏輯電壓干擾容限較低，邏輯地電位的分布干擾容易影響PLC的邏輯運算和數據存貯，造成數據混亂、程序跑飛或死機。模擬地電位的分布將導致測量精度下降，引起對信號測控的嚴重失真和誤動作。1）安全地或電源接地將電源線接地端和柜體連線接地為安全接地。如電源漏電或柜體帶電，可從安全接地導入地下，不會對人造成傷害。2）系統接地PLC控制器為了與所控的各個設備同電位而接地，叫系統接地。接地電阻值不得大于4貝，一般需將PLC設備系統地和控制柜內開關電源負端接在一起，作為控制系統地。3）信號與屏蔽接地：一般要求信號線必須要有唯一的參考地，屏蔽電纜遇到有可能產生傳導干擾的場合，也要在就地或者控制室唯一接地，防止形成“地環路”。信號源接地時，屏蔽層應在信號側接地；不接地時，應在PLC側接地；信號線中間有接頭時，屏蔽層應牢固連接并進行絕緣處理，一定要避免多點接地；多個測點信號的屏蔽雙絞線與多芯對絞總屏蔽電纜連接時，各屏蔽層應相互連接好，并經絕緣處理，選擇適當的接地處單點接點。

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