CN105775663A - 远距离物料皮带输送开关量信号抗干扰系统 - Google Patents

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宋华东
王广东
皮士海
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G43/00—Control devices, e.g. for safety, warning or fault-correcting
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal

Abstract

本发明提供了一种远距离物料皮带输送开关量信号抗干扰系统，包括DCS控制系统，采用的信号转换板含有8通道的交流开关量(AC220V)转换为直流开关量(DC24V)处理电路，适用于对自动化系统中的外部交流开关量信号的隔离及信号类型的转换，尤其对于受严重干扰和传输线路很长(2～3KM)交流信号有很强的隔离甄别作用，具有较高的抗过压能力，能有效的防止高压信号和干扰信号对自动化系统的干扰和损害。由于在设备现场矿山二级皮带水电阻控制柜与PLC控制柜之间线路较长，开关量控制线路感应电压过大。拉绳、跑偏、打滑信号也是线路较长受到严重干扰。

Description

远距离物料皮带输送开关量信号抗干扰系统
技术领域：
本发明涉及一种远距离物料皮带输送开关量信号抗干扰系统，属电气自动化技术领域。
背景技术：
我国电源噪声干扰主要表现在过压、欠压、停电、浪涌以尖峰电压等方面，容易形成开关量电平信号的浮动，使逻辑可靠性变差；而尖峰电压窜入电路，耦合到输入开关量上，会引起PLC检测失误。任何电源及信号源电路都存在电阻和分布电容，是产生采样信号干扰噪声的主要因素，传输线越长，噪声越大；系统主振频率越高，传输噪声也越大。继电器主要领先对电流吸收、释放为基本工作条件，工作电流比微机芯片工作电流要大得多。因此，当继电器动作时，必然在电路中产生一些干扰脉冲。这些干扰主要有二个特点：一是脉冲为一串振幅不等的序列脉冲，二是脉冲序列宽度有限(一般小于10ms)。如果在U1端脉冲耦合电压超过1V，就会作为错误的检测信号输入给PLC。现场电气室内置有DCS系统的现场控制站，其中有多个模拟量信号和包括备妥、启动、运行反馈、停机等开关量信号。诸多信号中有几个开关量是检测皮带运行状态的，比如拉绳、跑偏、打滑等等。皮带跑偏甚至扭曲了，需要调整跑偏开关角度。跑偏开关又叫两极跑偏开关。由于在设备现场矿山二级皮带水电阻控制柜与PLC控制柜之间线路较长，。开关量控制线路感应电压过大。拉绳、跑偏、打滑信号也是线路较长受到严重干扰。皮带跳停直接导致矿山破碎机的跳停，进而破碎机止料，很大程度的影响了原材物料的调配，严重者影响生产，造成许多大型设备的空运转。
发明内容：
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种具有较高的抗过压能力，能有效的防止高压信号和干扰信号对自动化系统的干扰和损害的远距离物料皮带输送开关量信号抗干扰系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种远距离物料皮带输送开关量信号抗干扰系统，包括DCS控制系统，采用的信号转换板含有8通道的交流开关量(AC220V)转换为直流开关量(DC24V)处理电路，适用于对自动化系统中的外部交流开关量信号的隔离及信号类型的转换，尤其对于受严重干扰和传输线路很长(2～3KM)交流信号有很强的隔离甄别作用，具有较高的抗过压能力，能有效的防止高压信号和干扰信号对自动化系统的干扰和损害。由于在设备现场矿山二级皮带水电阻控制柜与PLC控制柜之间线路较长，开关量控制线路感应电压过大。拉绳、跑偏、打滑信号也是线路较长受到严重干扰。现场电气室内置有DCS系统的现场控制站，其中有多个模拟量信号和包括备妥、启动、运行反馈、停机等开关量信号。诸多信号中有几个开关量是检测皮带运行状态的，比如拉绳、跑偏、打滑等等。皮带跑偏甚至扭曲了，需要调整跑偏开关角度。跑偏开关又叫两极跑偏开关。皮带在运行中，当皮带跑偏且与跑偏开关立辊接触时，立辊自转，若跑偏量继续加大，则挤压立辊发生偏移。当立辊偏转角度超过20°时，一级开关动作，输出报警信号。当立辊偏转角度超过35°以上时，二级开关动作，输出停机信号。一级开关信号用于报警，将一级开关信号与跑调整装置相接，可实现不停机状态下的跑偏自动调整。二级开关信号用于停机，将二级开关信号接至控制线路中，可实现重度跑偏状态下的自动停机。
所述DCS控制系统，采用220V交流电压经电阻限流后直接加到2个反向并联的光电耦合器的输入端。在交流电源的正负半周，2个反向并联的光电耦合器分别导通，第一通道输出低电平，在交流电源正弦波过零的瞬间导通，根据感应电特性，最高电压不超过170V，设计输入交流门槛电压不低于180V时光电耦合器不工作。当电信号送入光电耦合器的输入端时，发光二极体通过电流而发光，光敏元件受到光照后产生电流，CE导通；当输入端无信号，发光二极体不亮，光敏三极管截止，CE不通。对于数位量，当输入为低电平“0”时，光敏三极管截止，输出为高电平“1”；当输入为高电平“1”时，光敏三极管饱和导通，输出为低电平“0”。若基极有引出线则可满足温度补偿、检测调制要求。这种光耦合器性能较好，价格便宜，因而应用广泛。当2个反向并联的光电耦合器均不导通，U0输出高电平。可以推动输出50mA以下的继电器工作。
LM324系列器件带有真差动输入的四运算放大器。与单电源应用场合的标准运算放大器相比，它们有一些显著优点。该四放大器可以工作在低到3.0伏或者高到32伏的电源下，静态电流为MC1741的静态电流的五分之一。共模输入范围包括负电源，因而消除了在许多应用场合中采用外部偏置元件的必要性。每一组运算放大器有5个引出脚，其中“+”、“-”为两个信号输入端，“V+”、“V-”为正、负电源端，“Vo”为输出端。两个信号输入端中，Vi-(-)为反相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的位相反；Vi+(+)为同相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相同。
本发明的优点是，具有较高的抗过压能力，能有效的防止高压信号和干扰信号对自动化系统的干扰和损害。提高了设备运转率，降低了生产成本。使矿山皮带输送长廊对附近村庄的环境污染得到了良好的改善，具有良好的经济效益与社会环保效益。
具体实施方式：
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
本公司自建厂以来自动化采用DCS系统控制方式，由于在设备现场矿山二级皮带水电阻控制柜与PLC控制柜之间线路较长，开关量控制线路感应电压过大。拉绳、跑偏、打滑信号也是线路较长受到严重干扰。现场电气室内置有DCS系统的现场控制站，其中有多个模拟量信号和包括备妥、启动、运行反馈、停机等开关量信号。诸多信号中有几个开关量是检测皮带运行状态的，比如拉绳、跑偏、打滑等等。皮带跑偏甚至扭曲了，需要调整跑偏开关角度。跑偏开关又叫两极跑偏开关。皮带在运行中，当皮带跑偏且与跑偏开关立辊接触时，立辊自转，若跑偏量继续加大，则挤压立辊发生偏移。当立辊偏转角度超过20°时，一级开关动作，输出报警信号。当立辊偏转角度超过35°以上时，二级开关动作，输出停机信号。一级开关信号用于报警，将此信号与跑调整装置相接，可实现不停机状态下的跑偏自动调整。二级开关信号用于停机，将此信号接至控制线路中，可实现重度跑偏状态下的自动停机。
DCS控制系统，采用信号转换板含有8通道的交流开关量(AC220V)转换为直流开关量(DC24V)处理电路，适用于对自动化系统中的外部交流开关量信号的隔离及信号类型的转换，尤其对于受严重干扰和传输线路很长(2～3KM)交流信号有很强的隔离甄别作用，具有较高的抗过压能力，能有效的防止高压信号和干扰信号对自动化系统的干扰和损害。
发明的使用效果：
(1)、我公司经过技改之后，在公司矿山工段二级皮带使用过程中未发生因为线路干扰误跳停情况，未发现有任何不良现象，提高了设备运转率，降低了生产成本也为公司节能降耗做出了一定的贡献。
(2)、环境效益：技改后使矿山皮带输送长廊对附近村庄的环境污染得到了良好的改善。
(3)、社会效益：该技改项目降低了政府环境污染治理投资成本，达到了改善员工工作环境、节能减排的目的，并对改善周边的大气环境质量有着重要作用。
(4)、经济效益：技改后预计年省用电费用4.2万元。

Claims (2)

1.一种远距离物料皮带输送开关量信号抗干扰系统，包括DCS控制系统，其特征在于：采用的信号转换板含有8通道的交流开关量转换为直流开关量处理电路，一级开关信号用于报警，将一级开关信号与跑调整装置相接，可实现不停机状态下的跑偏自动调整；二级开关信号用于停机，将二级开关信号接至控制线路中，可实现重度跑偏状态下的自动停机。
2.根据权利要求1所述的远距离物料皮带输送开关量信号抗干扰系统，其特征在于：所述DCS控制系统，采用信号转换板含有8通道的交流开关量(AC220V)转换为直流开关量(DC24V)处理电路，适用于对自动化系统中的外部交流开关量信号的隔离及信号类型的转换，尤其对于受严重干扰和传输线路很长(2～3KM)交流信号有很强的隔离甄别作用，具有较高的抗过压能力，能有效的防止高压信号和干扰信号对自动化系统的干扰和损害。
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