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基于臺(tái)達(dá)機(jī)電產(chǎn)品的智能防爆組合開關(guān)解決方案

中達(dá)電通股份有限公司
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                      中達(dá)電通股份有限公司 太原分公司    楊偉強(qiáng)

  摘  要:通過討論臺(tái)達(dá)PLC的鍵盤輸入功能和人機(jī)界面在組合開關(guān)中的應(yīng)用,介紹基于臺(tái)達(dá)機(jī)電技術(shù)的防爆控制系統(tǒng)解決方案。

  關(guān)鍵字:防爆 PLC   4行4列鍵盤   人機(jī)界面

  1  引言

  礦用隔爆兼本質(zhì)安全型六回路電磁起動(dòng)器簡(jiǎn)稱礦用組合開關(guān)。礦用組合開關(guān)在含有爆炸性危險(xiǎn)氣體(甲烷)和煤塵的礦井環(huán)境,用于額定電壓為1140V或660V供電線路的單臺(tái)或多臺(tái)(不超過六臺(tái))三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)停止進(jìn)行控制和保護(hù)。礦用組合開關(guān)是性能可靠、抗干擾能力強(qiáng)、操作方便、人機(jī)界面良好的智能化礦用電機(jī)專用監(jiān)控系統(tǒng),礦用組合開關(guān)具有至少一組處于電源與負(fù)荷之間的主隔離開關(guān)組及一組輔助隔離開關(guān)組,每組主隔離開關(guān)組包括主隔離開關(guān)、真空接觸器、漏電閉鎖檢測(cè)、電壓互感器及電流互感器,輔助隔離開關(guān)組包括輔助隔離開關(guān)、電源變壓器、濾波器、隔離變壓器及電源模塊,還具有數(shù)據(jù)處理模塊、顯示模塊、控制模塊及先導(dǎo)模塊。智能礦用組合開關(guān)產(chǎn)品如圖1所示! 

圖1 智能礦用組合開關(guān)

  2  系統(tǒng)解決方案

  2.1 硬件配置

  基于PLC系統(tǒng)的礦用組合開關(guān)控制系統(tǒng)硬件組成如表1所示。

名稱
廠家
型號(hào)
數(shù)量
PLC
西門子
S7-200
1
PLC
臺(tái)達(dá)
DVP12SA11T
1
人機(jī)
臺(tái)達(dá)
DOPA10THTD1
1

  2.2 系統(tǒng)原理

  (1)系統(tǒng)架構(gòu)。系統(tǒng)由主輔兩套PLC和臺(tái)達(dá)觸摸屏構(gòu)成人機(jī)操作界面。臺(tái)達(dá)10.4' 高亮度 TFT LCD觸摸屏DOPA10THTD1的3組串行通訊端口,具有同時(shí)連接不同的通訊格式控制器能力,本案同時(shí)接入兩臺(tái)不同品牌的PLC,構(gòu)成異構(gòu)集成自動(dòng)化系統(tǒng),如圖2所示!

圖2 系統(tǒng)架構(gòu)

    (2)主控制器。組合開關(guān)保護(hù)與主控制系統(tǒng)采用德國西門子S7-200 系列PLC, 實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)監(jiān)控,并完成漏電閉鎖、過載、短路、斷相、欠壓和過壓等保護(hù)功能,具有智能化程度高、性能穩(wěn)定、動(dòng)作可靠等優(yōu)點(diǎn)。

      (3)輔控制器。組合開關(guān)的防爆現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)輸入是本案采用雙PLC架構(gòu)的原因。由于防爆現(xiàn)場(chǎng)不允許安裝非防爆電器,因此必須設(shè)計(jì)防爆人機(jī)單元。考慮智能組合開關(guān)的數(shù)據(jù)輸入要求,選用4*4防爆矩陣鍵盤,如圖3所示! 

圖3  4*4矩陣防爆鍵盤

  鍵盤的數(shù)據(jù)讀入選用臺(tái)達(dá)DVP12SA11T小型PLC,利用矩陣驅(qū)動(dòng)原理的PLC鍵盤數(shù)據(jù)讀入電路原理如圖4所示!

圖 4  PLC鍵盤數(shù)據(jù)輸入原理

  數(shù)據(jù)顯示畫面案例如圖5所示。 

                           

圖5 數(shù)據(jù)顯示畫面

  2.3監(jiān)控功能設(shè)計(jì)

  (1)采用臺(tái)達(dá)全中文液晶顯示屏,配合臺(tái)達(dá)小型PLC,實(shí)現(xiàn)對(duì)組合開關(guān)的工作狀態(tài)、參數(shù)和故障類型顯示和記憶,并可對(duì)具體參數(shù)進(jìn)行修改調(diào)整,友好的用戶界面,具有良好的人機(jī)對(duì)話功能,可大大提高判斷故障和排除故障的效率。

      (2)所有模擬信號(hào)全部處理為數(shù)字信號(hào),具有抗干擾能力強(qiáng)、接線簡(jiǎn)捷、信息量大、控制可靠準(zhǔn)確等特點(diǎn)。

      (3)具有完備的自檢、自診斷和故障模擬試驗(yàn)功能,可方便地檢查保護(hù)和控制系統(tǒng)正常與否。    

  2.4 技術(shù)指標(biāo)設(shè)計(jì)

  該組合開關(guān),充分考慮煤礦井下的工作環(huán)境,集機(jī)械制造、自動(dòng)化、測(cè)控技術(shù)與儀器儀表、計(jì)算機(jī)應(yīng)用科學(xué)技術(shù)等學(xué)科于一身,其主要技術(shù)指標(biāo)如下:

      (1)電壓等級(jí):1140/660V;頻率為:50Hz

      (2)總額定電流:800A、1200A,單臺(tái)工作電流可達(dá)到400A

      (3)電流整定范圍:30-399A

      (4)漏電閉鎖保護(hù):附加直流檢測(cè),1140V-40kΩ、660V-22kΩ。

      (5)先導(dǎo)控制(本質(zhì)安全控制):Igmax<10mA,Idmax<15mA。

      (6)過載保護(hù):反時(shí)限。

      (7)短路保護(hù):鑒幅式(7-10倍),機(jī)敏(3-5倍)。

          (8)斷相保護(hù):負(fù)序檢測(cè),定時(shí)限;

      (9)控制方式:?jiǎn)螜C(jī)單速、單機(jī)雙速、雙機(jī)雙速、程序控制等多種控制方式。

  3  結(jié)束語

  此組合開關(guān)應(yīng)用案例,體現(xiàn)了臺(tái)達(dá)觸摸屏強(qiáng)大的通訊、人機(jī)交互功能,以及PLC獨(dú)特的鍵盤輸入應(yīng)用特點(diǎn),大大提高了觸摸屏在井下防爆中的應(yīng)用,替代了以往常規(guī)觸摸屏只能顯示記憶的缺點(diǎn),在提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,保障井下安全生產(chǎn)的同時(shí),也展示了臺(tái)達(dá)產(chǎn)品的特色。

  


 
 
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