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文档简介
1、 浅谈plc在隧道施工过程中氧气监控的应用 凌胜菊摘要:在隧道施工过程中,防止氧气浓度过大和缺氧是安全文明施工最重要的要求,控制好氧气浓度是防止氧气浓度过大和缺氧的根本措施,用plc来监控氧气的浓度,具有安全、可靠、适用等特点。关键词:plc;氧气浓度;监控系统:u45: a0 引言隧道属于封闭区域,在封闭区域内施工时,特别是进行焊接、气割或类似加工操作时,均必须进行足够的通风,以防止有害物质、可燃气体的累积及氧气的缺失,这些区域内的焊接不仅仅对焊工健康不利,对工作在这些区域的其他人也不利。潜在的危险包括缺氧、氧气过量、有毒气体、易燃或易爆气
2、体及焊接烟雾或特殊物质的累积,有时气体可能会累积到爆炸浓度;封闭区域内施工可能会出现的另一个问题是缺氧。无论是爆炸,还是缺氧都威胁到了作业人员生命财产安全,因此将氧气浓度控制在安全范围内,对隧道安全文明施工有着重大的意义。plc具有良好的可靠性和稳定性,用plc来监控隧道内氧气的浓度有着很好的适用性和可靠性。1 设计思路在整个隧道氧气浓度监控系统中,用氧气浓度传感器采集现场氧气浓度值,然后将该值送给plc进行判断,最后根据plc的判断结果对风机做出调整和发出报警信号,并可通过西门子的wincc组态软件来实现实现现场模拟和监视功能。2 监控系统的实现2.1 硬件的选型(1)plc的选型:本文采用
3、fx2n系列plc来做主控制器;(2)氧气传感器:采用gyh25氧气传感器,该设备可以连续自动地将隧道内氧气浓度转换成标准电信号输送给plc设备,并具超限声光报警等功能;(3)风量风速传感器:kimo-cp304,风速量程为2100m/s,风量范围为-10kpa+10kpa;(4)变频器:三菱fre500;(5)模拟量输入模块:fx2n8ad,主要供给传感器使用;(6)模拟量输出模块:fx2n4da,主要供给变频器使用;(7)速度继电器:jy1型速度继电器,该继电器轴转为150转/分左右时,即能动作.100转/分以下触点恢复正常位置,主要用来判断风机的运行情况。当风机正常运转时,速度继电器的常
4、开触点闭合,当风机停转时,常开触点断开。(8)上位机:采用研华ipc-610工控机。(9)风机:选用满足现场风量要求的风机,工作频率为50hz,工作电压为380v交流电;2.2 硬件框架图图1 系统的硬件框架图2.3 系统的工作原理通过操作设备中按钮启动该系统,plc进入工作状态,由于风量传感器和氧气浓度传感器送来的信号是模拟信号,plc基本单元不能直接识别及处理,因此必须进行a/d转换,即将模拟信号转换成plc基本单元能够识别和处理的数字信号。在隧道氧气浓度较低的情况下,风机的转速一般也较低,以便经济运行;当氧气的浓度较高时,风机的转速一般就要变高,以便更好的排气和进风,所以为了更好的调节风
5、机的速度,往往采用变频器来实现。然而plc不能直接通过变频器控制风机的转速,必须通过d/a转换装置fx2n4da将plc的数字信号进行转换,转换后变频器才能根据输出信号控制风机的转速。在控制系统中,速度继电器的主要作用是用来判断风机的运转情况的,当风机运转时,速度继电器的常开触头闭合,指示灯亮起,表示风机在运转;当风机停转时,速度继电器的常开触头断开,经过plc控制后,相应的指示灯熄灭。但是风机运行后,排风和进风的实际情况,plc并不能检测和判断,因此必须加上风量传感器来检测现场点的进风或排风的实际情况。组态软件wincc是西门子公司和微软公司共同开发的一款工业软件。组态软件在控制系统中能够模拟现场环境,使控制更为直观形象,它是人和机器交互的界面,简称人机界面(hmi)。除此之外,组态软件还进行数据分析,以便供上层决策使用。一般组态软件安装在性能较好的工控机机上。3 结语隧道施工安全关系到施工作业人员的生命财产,隧道施工单位除了加强各自的安全生产管理外,还应该加大投入高技术高智能控制系统的运用,也是预防安全事故的重要措施,特别是应该加大对氧气浓度的检测、控制、预警控制系统的应用,从技术层面上最大可能地为隧道安全文明施工做好保障。参考文献1邹金慧可编程控制器及其系统m重庆:重庆大学出版社,20022李金城plc模拟量与通讯控
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