基于PLC的乳化液泵站智能監(jiān)控系統(tǒng)

趙悅

引言：隨著我國煤礦綜合機(jī)械化開采程度的不斷加快，液壓支架得到了廣泛的應(yīng)用，而且乳化液泵站已經(jīng)成為煤礦生產(chǎn)過程中不可或缺的組成部分，其主要是向液壓支架源源不斷的輸送壓力液體。一旦乳化液出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，將會導(dǎo)致相關(guān)部位的參數(shù)出現(xiàn)異常，進(jìn)而引發(fā)相關(guān)事故的發(fā)生?；赑LC的乳化液泵站智能監(jiān)控系統(tǒng)可以有效的解決上述問題，保證煤礦工作面的正常生產(chǎn)。

乳化液泵站屬于礦井安全生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備之一，其主要負(fù)責(zé)向采煤工作面的液壓支架輸送乳化液，從而向液壓支架提供動力源，因此乳化液泵站工作質(zhì)量的好壞將會直接決定液壓支架的使用效果，進(jìn)而影響煤礦的生產(chǎn)質(zhì)量。所以需要采取措施，保證乳化液泵站的正確工作，從而確保綜采工作面能夠順利的施工，避免了安全隱患的出現(xiàn)。

一、PLC乳化液泵站智能監(jiān)控系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

1.1PLC電氣控制箱的設(shè)計(jì)

PLC電氣控制箱主要是用于支撐、防護(hù)和方便使用。在乳化液泵站智能監(jiān)控系統(tǒng)中通常會將電氣控制箱放置于防爆箱內(nèi)，由于防爆箱本身具備支撐作用，所以其具有足夠的剛度和強(qiáng)度，能夠保證整體裝置的完整性。當(dāng)電氣控制箱內(nèi)部出現(xiàn)故障時(shí)，可以有效的避免該部件出現(xiàn)折斷或變形，阻止了故障的進(jìn)一步擴(kuò)大化。

1.2主程序控制電路的設(shè)計(jì)

PLC乳化液泵站智能監(jiān)控系統(tǒng)中接收到的邏輯命令一般是由S7-224發(fā)出來的了，其I/O口通常是10出14入，而且每個(gè)I/O通斷一般采用發(fā)光二極管顯示。外部接線通常需要接到接線端子上，其中具備輸出模塊和輸入模塊。從廣義上講，PLC輸出輸入單元主要包括兩大部分，一部分是輸出和輸入的映像寄存器，另一部分是與被控設(shè)備有關(guān)的接口電路。輸出接口主要是將弱電控制的信號經(jīng)過相關(guān)轉(zhuǎn)換之后得到強(qiáng)電信號輸出。而輸入單元主要負(fù)責(zé)接收來自于設(shè)備的各種控制信號，如操作按鈕、限位開關(guān)、行程開關(guān)、選擇開關(guān)以及其他傳感器的信號等。這樣就能夠有效的驅(qū)動接觸器指示燈、電磁閥等被控設(shè)備的執(zhí)行元件。

1.3乳化液泵站智能監(jiān)控硬件系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)

PLC專門是為工業(yè)控制而設(shè)計(jì)的，在設(shè)計(jì)過程中為了更好的與其它設(shè)備一起工作，而采用了多層次抗干擾設(shè)計(jì)，其能夠提高PLC運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性，使其無故障工作時(shí)間超過幾萬小時(shí)。隨著我國計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，PLC的功能逐漸多元化，而且應(yīng)用的領(lǐng)域逐漸廣泛化。但是，要想更好的保證乳化液泵站正常、可靠運(yùn)行，還需要根據(jù)PLC系統(tǒng)的特點(diǎn)設(shè)計(jì)出與之對應(yīng)的措施，只有這樣才能保證整個(gè)系統(tǒng)的順利運(yùn)行。如果PLC的工作濕度過大、溫度過高、沖擊和振動過強(qiáng)以及電磁干擾嚴(yán)重等都有可能影響PLC的安全、正常、可靠運(yùn)行，而且外圍電路的抗干擾能力有限，整個(gè)控制系統(tǒng)的可靠性降低，從而導(dǎo)致一些故障層出不窮。因此，在進(jìn)行PLC的乳化液泵站智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，要充分的結(jié)合實(shí)際情況，采取措施避免系統(tǒng)故障的發(fā)生。PLC控制系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性與否將會直接影響企業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益，所以對PLC硬件系統(tǒng)進(jìn)行抗干擾設(shè)計(jì)就顯得至關(guān)重要了。

二、PLC乳化液泵站智能監(jiān)控系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

2.1智能監(jiān)控系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)

乳化液泵站智能監(jiān)控系統(tǒng)在開機(jī)的過程中要進(jìn)行兩個(gè)子程序的調(diào)用，其一般是根據(jù)實(shí)際需求來給各個(gè)使用量賦以初值以及開中斷模擬量采集，隨后還要對主程序部分開機(jī)狀態(tài)進(jìn)行復(fù)位。一切完成之后將會進(jìn)行主程序的運(yùn)行控制部件和開機(jī)邏輯分析。

2.2子程序的設(shè)計(jì)

為了便于程序的更改，子程序的設(shè)計(jì)一般包括了兩個(gè)環(huán)節(jié)：（1）對開啟模擬量采集中斷和時(shí)間進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)；（2）設(shè)置初始參數(shù)。這兩個(gè)環(huán)節(jié)的分工不同，其所起到的作用也不一樣。對其進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)不僅可以便于相關(guān)職能的查找，而且也能使程序更加模塊化、清晰化。子程序SBR0主要是對實(shí)時(shí)時(shí)間初始化進(jìn)行開啟中斷和地址空間的分配。子程序SBR1主要是對各個(gè)參數(shù)進(jìn)行賦值，順便清空累加器的值和暫存地址。

2.3乳化液泵站智能監(jiān)控軟件系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)

由于干擾、噪聲、模擬信號誤差以及開關(guān)操作失誤等影響，將會導(dǎo)致控制器外部模擬量輸入信號出現(xiàn)誤差，從而導(dǎo)致相關(guān)事故的發(fā)生。當(dāng)開關(guān)、按鈕作為主要輸入信號時(shí)，將會出現(xiàn)抖動現(xiàn)象，而且還可能產(chǎn)生瞬間跳動，進(jìn)而引發(fā)系統(tǒng)錯誤操作的出現(xiàn)。此情況一般采用定時(shí)器延時(shí)來避免抖動發(fā)生，保證觸點(diǎn)穩(wěn)定閉合。對于模擬信號一般采用多種軟件濾波方法來確保數(shù)據(jù)的可靠性。連續(xù)多次采樣，每次采樣的間隔要根據(jù)該信號的變化頻率和A/D轉(zhuǎn)換時(shí)間而定。采樣數(shù)據(jù)將會被存放于不同的數(shù)據(jù)寄存器中，通過相關(guān)的比較之后取其平均值或中間值作為當(dāng)前輸入值。實(shí)際中比較常用的濾波方法有中值濾波、程序判斷濾波、防脈沖干擾平均值濾波、滑動平均值濾波、算術(shù)平均值濾波等，而平均值濾波法是比較常用的濾波方式，并取得了不錯的效果。

三、結(jié)束語

綜上所述，PLC系統(tǒng)具有抗干擾能力強(qiáng)、可擴(kuò)展性好、可靠性高等特點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)對乳化液泵站的智能監(jiān)控，保證了煤礦的安全、可靠運(yùn)行，提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

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（作者單位：重慶工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院）