PLC在煤炭分拣系统中的应用

第31卷第3期煤炭技术Vol31,No.032012年3期.Cnal TechnologyMarch.2012PLC在煤炭分拣系统中的应用向六昭(内江职业技术学院，四川内江641100)摘要:设计一种以 PLC控制为核心的自动煤炭分拣系统。在系统中加入多种传感器检测煤炭材料的属性与颜色，从而达到自动分拣的目的。该煤炭自动分拣装置具有运行安全稳定性强、可靠性高及便于操作的优点。该系统降低了煤炭企业中人员的劳动量和生产成本.提高了企业生产效率,达到了企业获取利益的最终目的。关键词:PLC;自动分拣系统;继电器;传感器中图分类号:TP27文献标识码:A文章编号:1008-8725(2012 )03-0054- 03Application of Automatic Coal Sorting System Based on PLCXIANG Liu- zhao(Neijiang Vocational and Technical College, Nejiang 641 100, China)Abstract:A PLC is designed as the core of the automatic coal sorting system. And by adding avariety of sensors in the system, to detect the properties of coal and colors to achieve thepurpose of automatic sorting. The automatic coal sorting system has some advantages such a8 thesafe operation, high stability, reliability and easy to operation. The system reduces the amount oflabor and productiof costs in coal companies, and improves production efficiency, achieves theultimate goal of gaining access to benefits.Key words:PLC; automatic sorting system; relay; sensor后,电机开始运作.此时光电编码器发出系统所需的0引言电脉冲,且传送带开始工作;②传送带有物料时,启动下料汽缸工作,经过各传感器将物料分出;③当检在社会不断进步、科技日益发达的今天，各企业测到的材料为金属时， 气缸1运作将金属材料送入要想在激烈市场竞争中获得优势地位，就迫切需要下料槽， 此过程使用到的传感器为电感传感器;④用各企业优化产品设计及其生产技术，以此来获取长电容传感器分拣煤炭材料,测中后会启动气缸2工久的利益。在使用人工进行物料分拣的煤炭企业,低作,将所测的非金属材料送人入下料槽;⑤当某种颜色生产率及高企业生产成本降低了煤炭企业在市场中的材料 被颜色传感器测中后会推动气缸3.工作,将的竞争力，因此实施自动化煤炭分拣，降低企业成待测材料送人下料槽:⑥备用传感器部位中有其它本,提高企业生产效率,是增强煤炭企业竞争力的有材料到达时， 汽缸4将待测材料送人到装置的下料效途径。，槽中 ;⑦具有合理的气缸动作保护限位;⑧当下料槽针对煤炭企业分拣领域遇到的问题，设计了: =中没有下料时 ,装置延时后能自动停机。种基于PLC技术的自动煤炭分拣系统。由于其具有2 PLC自动分拣控制原理低成本、高效率,并且降低工作人员的工作量等特点,在煤炭领域受到极大的欢迎。目前，在煤炭企业中使用的自动分拣智能控制1功能与要求系统是集计算机与可编程控制器系统的合成体,具有体积小操作性强等充分开发两者优势的特点,降文中设计的煤炭分拣系统可根据采集的材料实低了 企业的生产成本。实验证明，该煤炭分拣系统具现非金属与金属的识别、不同染色色块的识别及分有稳定性强、 可靠性高，安全度高及系统模块功能完拣出金属或非金属中某- -颜色块等 3种基本功能。善 等特点,大大提高了企业的工作和生产效率，因而根据煤炭企业的实际需要,PLC控制系统设计被广 泛应用于煤炭有关领域中。了许多传感器,并使用这些传感器实现采集材料的在整个智能控制系统中,PLC是实现装置状态分类与检测,以此判断采集是否是煤炭。具体方法是识别和控制功能的下位机。PLC系统模块的原理图采集到的材料由下料装置进人到传送带后，分别受如图1所示。控制装置接通电源后,PLC首先推动输到各种传感器检测并进行分类。-且被某-传感器 送带开始进行煤炭传输工作， 并由下料传 感器分析检测出，将会由各自的启动系统将其送人与之相应料槽中是否有煤炭， 有则传送带将物料送到荷重传的材料箱,否则,材料继续前行接收其它传感器的检感器上，并将产生的信号发给PLC;无则在电机工作测。对PLC控制具体要求有8个方面:①接通电源- 个周期后，中国煤化工作中,生产的IYHCNMHG收稿日期:2011-08- 08;修订日期:2012-01-06作者简介:向六昭( 1967-),男,四川资阳人,副教授,研究方向:机床电气控制系统设计。.第3期向六昭:PLC在煤炭分拣系统中的应用.55.电感传感器是用于检测金属材料的-种位置传下料传感群电机及下料汽虹感器,其具有开关量输出功能。该传感装置由LC高记教传感器汽虹1频振荡电路和信号放大处理器构成。检测金属的原电感传感器冗|理是:当金属材料靠近高频振荡感应顶端时,能产生电容传感器相应的电磁场并在金属材料内部产生涡流。同时,产颜色传感器生的涡流反作用于接近开关，降低接近开关振荡强备用传感器度,继而改变内部电路参数。通过这种方式判别有无金属材料接近,从而操作开关通断。圈1 PLC 控制系统工作原理图3.6 电容传感器都是速度、质量等模拟信号,而PLC系统接收和处.电容传感器用于检测煤炭材料，既是- -种位置理的均是数字信号，因此只有将这些模拟信号通过传感器又是一 -种接近式开关装置。其构成是将待测模数转换器转变为数字信号后,才能送人PLC系统材料作为电容器的 极，测量头部为电容器的另一模块中处理。反之,若PLC发出信号对被控物的体极。 当煤炭靠近电容传感器时，改变了待测煤炭和接积、压力等进行调节控制，。必须将PLC发出的数字近开关间的介电常数， 同时也改变了与测量头相连信号经DA转换成模拟信号,以此达到控制的目的。的电路 参数。由此，判断非金属物料，文中使用电容在煤炭自动分拣系统中，根据物料的实际重量及装传感器型号是E2KX8ME1。置设置的阈值,PLC控制系统判断物料的具体位置，3.7 颜色传感器进而控制相应气阀将物料推人不同的出料口，以此选择的颜色传感器要满足系统装置的需要,能实现材料的分拣任务。根据待测物对三基色的反射率,检测出材料的颜色。3硬件分析设计一 关键技术参数与 文中选用OMRON公司生产的E3SVSIE4型颜色传感器,满足系统需求。检测执行装置的选择3.8. 上位机通信3.1 I/O 点数的确定在煤炭自动分拣智能系统中,与PLC相连的上文中采用的控制系统，应该有2个开关信号输位机能够完成参数控制、状态显示及数据存储等功人端和6个传感器信号输入端，传感器分别是下料能,并通过FPO~C14型PLC的RS232接口,实现与传感器检测金属的电感传感器、检测非金属的电容上位机通信， 进而达到全程在线监测的目的。具体功传感器、识别材料某种颜色传感器、备用传感器以及能表现为;第 - ,通过不同的传感器对材料和颜色进统计传感器。与之相应的是5个汽缸工作方位信号，行检测.并将产生的信号传送给PLC,完成材料自动其中每个汽缸又分为动作限位和回位限位2个信分拣操作;第二, 具有系统在线监控.实时动态显示号,共计10个信号。输出包括5个控制汽缸运作的及故障自动报警功能;第三,完成分拣物料的数量统电磁阀和操作电动机正常工作的接触器。综上所述,计及数据的存贮。V0共有22个点数,其中输人点数18个、输出点数4软件部分设计6个。3.2 PLC选型PLC控制系统设计的核心是系统的软件设计，依据所确定I/0 点数并结合实际分拣装置的需它是整 个设计的灵魂。根据具体煤炭企业的需求,首要,一定要选择一个既能满足要求体积又小的PLC。先对系统的控制方式、应完成的操作、电路参数及限文中使用的PLC系统为西门子公司的s7-200系定保护进行确定 。并依据实际生产设备要求,将PLCCPU226型。它有24个输人点、16个输出点,大于实际需求的能力,满足该系统的要求。3.3 步进电机步进电机是控制系统中一种操作装置,与旋转编码器相连接用于推动传输带传输物料。通过控制PLC发出脉冲个数来实现角度位移量的控制，实现系统的准确定位。同时,通过控制脉冲发出频率来实现PLC调节电机转动速度的目的。因此，文中选用型号为42BYGHI01的步进电机,实现这些目的。3.4 旋转编码器旋转编码器与步进电机相接触，充当智能分拣系统的计数装置并输人系统所需的脉冲信号，并将这些脉冲信号转化为便于操作的位移量，进而对传中国煤化工送带上的物料完成位置识别。选用E6A2CWSC旋转编码器完成物料位置控制和步进电机转速控制。MHCNMHG真它科际工作3.5电感传 感器图2软件流程圄.第31卷第3期煤炭技术Vol.31,No.032012年3煳Coal TechnolugMarch.2012基于暂态信号Hilbert变换的小电流接地故障定位研究纪恩庆，孙艳萍l,孙波2(1.山东省电力学校，山东泰安271000; 2.山东大学控制科学与工程学院，济南250061)摘要:在分析小电流接地故障零模网络暂态特征的基础上提出了基于暂态信号Hilbert变换的小电流接地故障定位新方法。该方法利用特征频段内暂态零模电压的Hilbert变换与零模电流的乘积计算故障方向,根据故障点两侧功率方向的不同确定故障区段。最后利用仿真验证了该方法的J正确性。关键词:小电流接地故障;故障定位;暂态信号; Hilbert 变换;暂态无功功率中图分类号:TM773文献标识码:A文章编号:1008-8725( 2012 )03- 0056 -03Study on Single Fault to Earth Fault Location Basedon Hilbert Transformation of Transient SignalsJI En- aqing', SUN Yan- -ping', SUN Bo2(1. Shandong Electric Power School, Tai'an 271000, China; 2. School of Control Science and Engineering,Shandong University, Jinan 250061, China )Abstract:Based on the analysis of the transient characteristics of single phase to earth faultzero -mode network, a new method for single phase to earth fault location based on Hilberttransformation of transient signals is proposed. In this paper, the product of zero -mode voltageand current in selected frequency band with Hilbert transformation are used to locate fault bythe different direction of reactive power on the sides. Finally, this methods are verified bsimulations.Key wordssingle fault to earth faul; fault location; transient signals; hilbert transformation;transient reactive power文献[1 ]提出的传统的基于阻抗原理的测距方法0引言不适合分支众多、结构复杂的配电网;文献[2],[3]提单相接地故障是配电网最主要的故障形式。由到的行波法适用于分支少、距离长的高压输电线路或中压配电线路;文献[4]提到的“S注人法”现场应于我国配电网广泛采用中性点非有效接地(不接地用有一 定效果， 但是由于存在不稳定电弧过程,造成或经消弧线圈接地)方式,发生接地故障时,故障电接地和注人电流不稳定,在此条件下效果较差,并且流微弱电弧不稳定。因此,一旦发生故障,很难查找增加注人设备.加大投资。零序电流幅值法只适用故障点。目前,国内外已研究出的许多故障定位方法于中性点不接地系统，不适用于中性点经消弧线圈实际应用效果均不理想。接地系统。中电阻法并联电阻设计比较困难,所需控制系统中不同部分按照输人、输出进行分类,为软针对传统煤炭企业使用继电器稳定性低、可靠件设计奠定基础。为此按照顺序分配各个类型设备性差，使用不便等缺点,设计一种利用PLC控制的的输入/输出地址,为清晰显示可列出可编程控制器煤炭分拣装置,并使用多种传感器检测物料的属性、的I/O地址分配表。具体程序流程图如图2所示。颜色等,从而达到自动检测及分拣煤炭目的。该系统如图2所示，对于金属铁铝与煤炭材料块等,在具有安全性高、稳定性及可靠性强、操作灵活等优传送带上传输,依次收到传感器的检查,一旦被相应点， 在煤炭领域用于提高煤炭的生产效率,降低生产的传感器测中,相应的传感器将发送信号给PLC控成本的目的。制系统,此时PLC将启动相应的气缸工作,把检测参考文献:到的物料推入料槽;而对不识别的其它物料,将启动川常斗南可编程序控制器原理、应用实验|M]3版北京:机械工旋转编码操作其它气缸工作,驱动推杆将其推下;当业出版社.2008.传送带将物料送到荷重传感器上并将气缸电磁阀推2] 杨士元，李美莺,栾永恒.等,可编程控制器(PC)编程、应用与维修[M].北京:清华大学出版社，995到限定位置，此时电磁阀复位;当料槽中没有材料[3] 张有东， 赵金宪PLC材料自动分拣系统的研究0煤炭技术，时,电机工作一个周期后,停止运作。2002(2):22- -23.(责任编辑王凤英)5结论中国煤化工收稿日期:2011-06-17;修订日期:2012 -01-06MYHCNMHG作者简介:纪恩庆( 1981-),男,山东泰安人,山东省电力学校教师,讲师,硕土,研究方向:智能电网变电站技术及配电网故障诊断研究,E -ailjeq2004@163.com.