第31卷第3期煤炭技術(shù)Vol31,No.032012年3期.Cnal TechnologyMarch.2012PLC在煤炭分揀系統(tǒng)中的應(yīng)用向六昭(內(nèi)江職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川內(nèi)江641100)摘要:設(shè)計(jì)一種以 PLC控制為核心的自動(dòng)煤炭分揀系統(tǒng)。在系統(tǒng)中加入多種傳感器檢測(cè)煤炭材料的屬性與顏色，從而達(dá)到自動(dòng)分揀的目的。該煤炭自動(dòng)分揀裝置具有運(yùn)行安全穩(wěn)定性強(qiáng)、可靠性高及便于操作的優(yōu)點(diǎn)。該系統(tǒng)降低了煤炭企業(yè)中人員的勞動(dòng)量和生產(chǎn)成本.提高了企業(yè)生產(chǎn)效率,達(dá)到了企業(yè)獲取利益的最終目的。關(guān)鍵詞:PLC;自動(dòng)分揀系統(tǒng);繼電器;傳感器中圖分類號(hào):TP27文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):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,電機(jī)開始運(yùn)作.此時(shí)光電編碼器發(fā)出系統(tǒng)所需的0引言電脈沖,且傳送帶開始工作;②傳送帶有物料時(shí),啟動(dòng)下料汽缸工作,經(jīng)過(guò)各傳感器將物料分出;③當(dāng)檢在社會(huì)不斷進(jìn)步、科技日益發(fā)達(dá)的今天，各企業(yè)測(cè)到的材料為金屬時(shí)， 氣缸1運(yùn)作將金屬材料送入要想在激烈市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中獲得優(yōu)勢(shì)地位，就迫切需要下料槽， 此過(guò)程使用到的傳感器為電感傳感器;④用各企業(yè)優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)及其生產(chǎn)技術(shù)，以此來(lái)獲取長(zhǎng)電容傳感器分揀煤炭材料,測(cè)中后會(huì)啟動(dòng)氣缸2工久的利益。在使用人工進(jìn)行物料分揀的煤炭企業(yè),低作,將所測(cè)的非金屬材料送人入下料槽;⑤當(dāng)某種顏色生產(chǎn)率及高企業(yè)生產(chǎn)成本降低了煤炭企業(yè)在市場(chǎng)中的材料 被顏色傳感器測(cè)中后會(huì)推動(dòng)氣缸3.工作,將的競(jìng)爭(zhēng)力，因此實(shí)施自動(dòng)化煤炭分揀，降低企業(yè)成待測(cè)材料送人下料槽:⑥備用傳感器部位中有其它本,提高企業(yè)生產(chǎn)效率,是增強(qiáng)煤炭企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的有材料到達(dá)時(shí)， 汽缸4將待測(cè)材料送人到裝置的下料效途徑。，槽中 ;⑦具有合理的氣缸動(dòng)作保護(hù)限位;⑧當(dāng)下料槽針對(duì)煤炭企業(yè)分揀領(lǐng)域遇到的問(wèn)題，設(shè)計(jì)了: =中沒(méi)有下料時(shí) ,裝置延時(shí)后能自動(dòng)停機(jī)。種基于PLC技術(shù)的自動(dòng)煤炭分揀系統(tǒng)。由于其具有2 PLC自動(dòng)分揀控制原理低成本、高效率,并且降低工作人員的工作量等特點(diǎn),在煤炭領(lǐng)域受到極大的歡迎。目前，在煤炭企業(yè)中使用的自動(dòng)分揀智能控制1功能與要求系統(tǒng)是集計(jì)算機(jī)與可編程控制器系統(tǒng)的合成體,具有體積小操作性強(qiáng)等充分開發(fā)兩者優(yōu)勢(shì)的特點(diǎn),降文中設(shè)計(jì)的煤炭分揀系統(tǒng)可根據(jù)采集的材料實(shí)低了 企業(yè)的生產(chǎn)成本。實(shí)驗(yàn)證明，該煤炭分揀系統(tǒng)具現(xiàn)非金屬與金屬的識(shí)別、不同染色色塊的識(shí)別及分有穩(wěn)定性強(qiáng)、 可靠性高，安全度高及系統(tǒng)模塊功能完揀出金屬或非金屬中某- -顏色塊等 3種基本功能。善 等特點(diǎn),大大提高了企業(yè)的工作和生產(chǎn)效率，因而根據(jù)煤炭企業(yè)的實(shí)際需要,PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)被廣 泛應(yīng)用于煤炭有關(guān)領(lǐng)域中。了許多傳感器,并使用這些傳感器實(shí)現(xiàn)采集材料的在整個(gè)智能控制系統(tǒng)中,PLC是實(shí)現(xiàn)裝置狀態(tài)分類與檢測(cè),以此判斷采集是否是煤炭。具體方法是識(shí)別和控制功能的下位機(jī)。PLC系統(tǒng)模塊的原理圖采集到的材料由下料裝置進(jìn)人到傳送帶后，分別受如圖1所示。控制裝置接通電源后,PLC首先推動(dòng)輸?shù)礁鞣N傳感器檢測(cè)并進(jìn)行分類。-且被某-傳感器 送帶開始進(jìn)行煤炭傳輸工作， 并由下料傳 感器分析檢測(cè)出，將會(huì)由各自的啟動(dòng)系統(tǒng)將其送人與之相應(yīng)料槽中是否有煤炭， 有則傳送帶將物料送到荷重傳的材料箱,否則,材料繼續(xù)前行接收其它傳感器的檢感器上，并將產(chǎn)生的信號(hào)發(fā)給PLC;無(wú)則在電機(jī)工作測(cè)。對(duì)PLC控制具體要求有8個(gè)方面:①接通電源- 個(gè)周期后，中國(guó)煤化工作中,生產(chǎn)的IYHCNMHG收稿日期:2011-08- 08;修訂日期:2012-01-06作者簡(jiǎn)介:向六昭( 1967-),男,四川資陽(yáng)人,副教授,研究方向:機(jī)床電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。.第3期向六昭:PLC在煤炭分揀系統(tǒng)中的應(yīng)用.55.電感傳感器是用于檢測(cè)金屬材料的-種位置傳下料傳感群電機(jī)及下料汽虹感器,其具有開關(guān)量輸出功能。該傳感裝置由LC高記教傳感器汽虹1頻振蕩電路和信號(hào)放大處理器構(gòu)成。檢測(cè)金屬的原電感傳感器冗|理是:當(dāng)金屬材料靠近高頻振蕩感應(yīng)頂端時(shí),能產(chǎn)生電容傳感器相應(yīng)的電磁場(chǎng)并在金屬材料內(nèi)部產(chǎn)生渦流。同時(shí),產(chǎn)顏色傳感器生的渦流反作用于接近開關(guān)，降低接近開關(guān)振蕩強(qiáng)備用傳感器度,繼而改變內(nèi)部電路參數(shù)。通過(guò)這種方式判別有無(wú)金屬材料接近,從而操作開關(guān)通斷。圈1 PLC 控制系統(tǒng)工作原理圖3.6 電容傳感器都是速度、質(zhì)量等模擬信號(hào),而PLC系統(tǒng)接收和處.電容傳感器用于檢測(cè)煤炭材料，既是- -種位置理的均是數(shù)字信號(hào)，因此只有將這些模擬信號(hào)通過(guò)傳感器又是一 -種接近式開關(guān)裝置。其構(gòu)成是將待測(cè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)后,才能送人PLC系統(tǒng)材料作為電容器的 極，測(cè)量頭部為電容器的另一模塊中處理。反之,若PLC發(fā)出信號(hào)對(duì)被控物的體極。 當(dāng)煤炭靠近電容傳感器時(shí)，改變了待測(cè)煤炭和接積、壓力等進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，。必須將PLC發(fā)出的數(shù)字近開關(guān)間的介電常數(shù)， 同時(shí)也改變了與測(cè)量頭相連信號(hào)經(jīng)DA轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào),以此達(dá)到控制的目的。的電路 參數(shù)。由此，判斷非金屬物料，文中使用電容在煤炭自動(dòng)分揀系統(tǒng)中，根據(jù)物料的實(shí)際重量及裝傳感器型號(hào)是E2KX8ME1。置設(shè)置的閾值,PLC控制系統(tǒng)判斷物料的具體位置，3.7 顏色傳感器進(jìn)而控制相應(yīng)氣閥將物料推人不同的出料口，以此選擇的顏色傳感器要滿足系統(tǒng)裝置的需要,能實(shí)現(xiàn)材料的分揀任務(wù)。根據(jù)待測(cè)物對(duì)三基色的反射率,檢測(cè)出材料的顏色。3硬件分析設(shè)計(jì)一 關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)與 文中選用OMRON公司生產(chǎn)的E3SVSIE4型顏色傳感器,滿足系統(tǒng)需求。檢測(cè)執(zhí)行裝置的選擇3.8. 上位機(jī)通信3.1 I/O 點(diǎn)數(shù)的確定在煤炭自動(dòng)分揀智能系統(tǒng)中,與PLC相連的上文中采用的控制系統(tǒng)，應(yīng)該有2個(gè)開關(guān)信號(hào)輸位機(jī)能夠完成參數(shù)控制、狀態(tài)顯示及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等功人端和6個(gè)傳感器信號(hào)輸入端，傳感器分別是下料能,并通過(guò)FPO~C14型PLC的RS232接口,實(shí)現(xiàn)與傳感器檢測(cè)金屬的電感傳感器、檢測(cè)非金屬的電容上位機(jī)通信， 進(jìn)而達(dá)到全程在線監(jiān)測(cè)的目的。具體功傳感器、識(shí)別材料某種顏色傳感器、備用傳感器以及能表現(xiàn)為;第 - ,通過(guò)不同的傳感器對(duì)材料和顏色進(jìn)統(tǒng)計(jì)傳感器。與之相應(yīng)的是5個(gè)汽缸工作方位信號(hào)，行檢測(cè).并將產(chǎn)生的信號(hào)傳送給PLC,完成材料自動(dòng)其中每個(gè)汽缸又分為動(dòng)作限位和回位限位2個(gè)信分揀操作;第二, 具有系統(tǒng)在線監(jiān)控.實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示號(hào),共計(jì)10個(gè)信號(hào)。輸出包括5個(gè)控制汽缸運(yùn)作的及故障自動(dòng)報(bào)警功能;第三,完成分揀物料的數(shù)量統(tǒng)電磁閥和操作電動(dòng)機(jī)正常工作的接觸器。綜上所述,計(jì)及數(shù)據(jù)的存貯。V0共有22個(gè)點(diǎn)數(shù),其中輸人點(diǎn)數(shù)18個(gè)、輸出點(diǎn)數(shù)4軟件部分設(shè)計(jì)6個(gè)。3.2 PLC選型PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心是系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，依據(jù)所確定I/0 點(diǎn)數(shù)并結(jié)合實(shí)際分揀裝置的需它是整 個(gè)設(shè)計(jì)的靈魂。根據(jù)具體煤炭企業(yè)的需求,首要,一定要選擇一個(gè)既能滿足要求體積又小的PLC。先對(duì)系統(tǒng)的控制方式、應(yīng)完成的操作、電路參數(shù)及限文中使用的PLC系統(tǒng)為西門子公司的s7-200系定保護(hù)進(jìn)行確定 。并依據(jù)實(shí)際生產(chǎn)設(shè)備要求,將PLCCPU226型。它有24個(gè)輸人點(diǎn)、16個(gè)輸出點(diǎn),大于實(shí)際需求的能力,滿足該系統(tǒng)的要求。3.3 步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)是控制系統(tǒng)中一種操作裝置,與旋轉(zhuǎn)編碼器相連接用于推動(dòng)傳輸帶傳輸物料。通過(guò)控制PLC發(fā)出脈沖個(gè)數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)角度位移量的控制，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的準(zhǔn)確定位。同時(shí),通過(guò)控制脈沖發(fā)出頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)PLC調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度的目的。因此，文中選用型號(hào)為42BYGHI01的步進(jìn)電機(jī),實(shí)現(xiàn)這些目的。3.4 旋轉(zhuǎn)編碼器旋轉(zhuǎn)編碼器與步進(jìn)電機(jī)相接觸，充當(dāng)智能分揀系統(tǒng)的計(jì)數(shù)裝置并輸人系統(tǒng)所需的脈沖信號(hào)，并將這些脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化為便于操作的位移量，進(jìn)而對(duì)傳中國(guó)煤化工送帶上的物料完成位置識(shí)別。選用E6A2CWSC旋轉(zhuǎn)編碼器完成物料位置控制和步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速控制。MHCNMHG真它科際工作3.5電感傳 感器圖2軟件流程圄.第31卷第3期煤炭技術(shù)Vol.31,No.032012年3煳Coal TechnolugMarch.2012基于暫態(tài)信號(hào)Hilbert變換的小電流接地故障定位研究紀(jì)恩慶，孫艷萍l,孫波2(1.山東省電力學(xué)校，山東泰安271000; 2.山東大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院，濟(jì)南250061)摘要:在分析小電流接地故障零模網(wǎng)絡(luò)暫態(tài)特征的基礎(chǔ)上提出了基于暫態(tài)信號(hào)Hilbert變換的小電流接地故障定位新方法。該方法利用特征頻段內(nèi)暫態(tài)零模電壓的Hilbert變換與零模電流的乘積計(jì)算故障方向,根據(jù)故障點(diǎn)兩側(cè)功率方向的不同確定故障區(qū)段。最后利用仿真驗(yàn)證了該方法的J正確性。關(guān)鍵詞:小電流接地故障;故障定位;暫態(tài)信號(hào); Hilbert 變換;暫態(tài)無(wú)功功率中圖分類號(hào):TM773文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):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文獻(xiàn)[1 ]提出的傳統(tǒng)的基于阻抗原理的測(cè)距方法0引言不適合分支眾多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的配電網(wǎng);文獻(xiàn)[2],[3]提單相接地故障是配電網(wǎng)最主要的故障形式。由到的行波法適用于分支少、距離長(zhǎng)的高壓輸電線路或中壓配電線路;文獻(xiàn)[4]提到的“S注人法”現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)于我國(guó)配電網(wǎng)廣泛采用中性點(diǎn)非有效接地(不接地用有一 定效果， 但是由于存在不穩(wěn)定電弧過(guò)程,造成或經(jīng)消弧線圈接地)方式,發(fā)生接地故障時(shí),故障電接地和注人電流不穩(wěn)定,在此條件下效果較差,并且流微弱電弧不穩(wěn)定。因此,一旦發(fā)生故障,很難查找增加注人設(shè)備.加大投資。零序電流幅值法只適用故障點(diǎn)。目前,國(guó)內(nèi)外已研究出的許多故障定位方法于中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，不適用于中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈實(shí)際應(yīng)用效果均不理想。接地系統(tǒng)。中電阻法并聯(lián)電阻設(shè)計(jì)比較困難,所需控制系統(tǒng)中不同部分按照輸人、輸出進(jìn)行分類,為軟針對(duì)傳統(tǒng)煤炭企業(yè)使用繼電器穩(wěn)定性低、可靠件設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。為此按照順序分配各個(gè)類型設(shè)備性差，使用不便等缺點(diǎn),設(shè)計(jì)一種利用PLC控制的的輸入/輸出地址,為清晰顯示可列出可編程控制器煤炭分揀裝置,并使用多種傳感器檢測(cè)物料的屬性、的I/O地址分配表。具體程序流程圖如圖2所示。顏色等,從而達(dá)到自動(dòng)檢測(cè)及分揀煤炭目的。該系統(tǒng)如圖2所示，對(duì)于金屬鐵鋁與煤炭材料塊等,在具有安全性高、穩(wěn)定性及可靠性強(qiáng)、操作靈活等優(yōu)傳送帶上傳輸,依次收到傳感器的檢查,一旦被相應(yīng)點(diǎn)， 在煤炭領(lǐng)域用于提高煤炭的生產(chǎn)效率,降低生產(chǎn)的傳感器測(cè)中,相應(yīng)的傳感器將發(fā)送信號(hào)給PLC控成本的目的。制系統(tǒng),此時(shí)PLC將啟動(dòng)相應(yīng)的氣缸工作,把檢測(cè)參考文獻(xiàn):到的物料推入料槽;而對(duì)不識(shí)別的其它物料,將啟動(dòng)川常斗南可編程序控制器原理、應(yīng)用實(shí)驗(yàn)|M]3版北京:機(jī)械工旋轉(zhuǎn)編碼操作其它氣缸工作,驅(qū)動(dòng)推桿將其推下;當(dāng)業(yè)出版社.2008.傳送帶將物料送到荷重傳感器上并將氣缸電磁閥推2] 楊士元，李美鶯,欒永恒.等,可編程控制器(PC)編程、應(yīng)用與維修[M].北京:清華大學(xué)出版社，995到限定位置，此時(shí)電磁閥復(fù)位;當(dāng)料槽中沒(méi)有材料[3] 張有東， 趙金憲PLC材料自動(dòng)分揀系統(tǒng)的研究0煤炭技術(shù)，時(shí),電機(jī)工作一個(gè)周期后,停止運(yùn)作。2002(2):22- -23.(責(zé)任編輯王鳳英)5結(jié)論中國(guó)煤化工收稿日期:2011-06-17;修訂日期:2012 -01-06MYHCNMHG作者簡(jiǎn)介:紀(jì)恩慶( 1981-),男,山東泰安人,山東省電力學(xué)校教師,講師,碩土,研究方向:智能電網(wǎng)變電站技術(shù)及配電網(wǎng)故障診斷研究,E -ailjeq2004@163.com.