中達電通股份有限公司 太原分公司    楊偉強

　　摘  要：通過討論台達PLC的鍵盤輸入功能和人機界麵在組合開關中的應用，介紹基於台達機電技術的防爆控製係統解決方案。

　　關鍵字：防爆 PLC   4行4列鍵盤   人機界麵

　　1  引言

　　礦用隔爆兼本質安全型六回路電磁起動器簡稱礦用組合開關。礦用組合開關在含有爆炸性危險氣體（甲烷）和煤塵的礦井環境，用於額定電壓為1140V或660V供電線路的單台或多台（不超過六台）三相鼠籠式異步電動機起動停止進行控製和保護。礦用組合開關是性能可靠、抗幹擾能力強、操作方便、人(ren)機(ji)界(jie)麵(mian)良(liang)好(hao)的(de)智(zhi)能(neng)化(hua)礦(kuang)用(yong)電(dian)機(ji)專(zhuan)用(yong)監(jian)控(kong)係(xi)統(tong)，礦(kuang)用(yong)組(zu)合(he)開(kai)關(guan)具(ju)有(you)至(zhi)少(shao)一(yi)組(zu)處(chu)於(yu)電(dian)源(yuan)與(yu)負(fu)荷(he)之(zhi)間(jian)的(de)主(zhu)隔(ge)離(li)開(kai)關(guan)組(zu)及(ji)一(yi)組(zu)輔(fu)助(zhu)隔(ge)離(li)開(kai)關(guan)組(zu)，每(mei)組(zu)主(zhu)隔(ge)離(li)開(kai)關(guan)組(zu)包(bao)括(kuo)主(zhu)隔(ge)離(li)開(kai)關(guan)
、真空接觸器、漏電閉鎖檢測、電壓互感器及電流互感器，輔助隔離開關組包括輔助隔離開關、電源變壓器、濾波器、隔離變壓器及電源模塊，還具有數據處理模塊、顯示模塊
、控製模塊及先導模塊。智能礦用組合開關產品如圖1所示。　　

圖1 智能礦用組合開關

　　2  係統解決方案

　　2.1 硬件配置

　　基於PLC係統的礦用組合開關控製係統硬件組成如表1所示。

名稱	廠家	型號	數量
PLC	西門子	S7-200	1
PLC	台達	DVP12SA11T	1
人機	台達	DOPA10THTD1	1

　　2.2 係統原理

　　（1）係統架構。係統由主輔兩套PLC和台達觸摸屏構成人機操作界麵。台達10.4' 高亮度 TFT LCD觸摸屏DOPA10THTD1的3組串行通訊端口，具有同時連接不同的通訊格式控製器能力，本案同時接入兩台不同品牌的PLC，構成異構集成自動化係統，如圖2所示。　

圖2 係統架構

　　  （2）主控製器。組合開關保護與主控製係統采用德國西門子S7-200 係列PLC， 實現係統監測監控，並完成漏電閉鎖
、過載
、短路
、斷相
、欠壓和過壓等保護功能
，具有智能化程度高、性能穩定、動作可靠等優點。

　　    （3）輔控製器。組合開關的防爆現場數據輸入是本案采用雙PLC架構的原因。由於防爆現場不允許安裝非防爆電器，因此必須設計防爆人機單元。考慮智能組合開關的數據輸入要求，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

　　鍵盤的數據讀入選用台達DVP12SA11T小型PLC,利用矩陣驅動原理的PLC鍵盤數據讀入電路原理如圖4所示。　

圖 4  PLC鍵盤數據輸入原理

　　數據顯示畫麵案例如圖5所示。 

圖5 數據顯示畫麵

　　2.3監控功能設計

　　（1）采用台達全中文液晶顯示屏，配合台達小型PLC

，實現對組合開關的工作狀態
、參(can)數(shu)和(he)故(gu)障(zhang)類(lei)型(xing)顯(xian)示(shi)和(he)記(ji)憶(yi)，並(bing)可(ke)對(dui)具(ju)體(ti)參(can)數(shu)進(jin)行(xing)修(xiu)改(gai)調(tiao)整(zheng)，友(you)好(hao)的(de)用(yong)戶(hu)界(jie)麵(mian)，具(ju)有(you)良(liang)好(hao)的(de)人(ren)機(ji)對(dui)話(hua)功(gong)能(neng)
，可(ke)大(da)大(da)提(ti)高(gao)判(pan)斷(duan)故(gu)障(zhang)和(he)排(pai)除(chu)故(gu)障(zhang)的(de)效(xiao)率(lv)。

　　    （2）所有模擬信號全部處理為數字信號，具有抗幹擾能力強、接線簡捷
、信息量大、控製可靠準確等特點。

　　    （3）具有完備的自檢、自診斷和故障模擬試驗功能
，可方便地檢查保護和控製係統正常與否。    

　　2.4 技術指標設計

　　該組合開關，充分考慮煤礦井下的工作環境
，集機械製造、自動化

、測控技術與儀器儀表、計算機應用科學技術等學科於一身
，其主要技術指標如下:

　　    （1）電壓等級：1140/660V；頻率為：50Hz

　　    （2）總額定電流：800A
、1200A，單台工作電流可達到400A

　　    （3）電流整定範圍：30-399A

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

　　    （5）先導控製（本質安全控製）：Igmax<10mA,Idmax<15mA。

　　    （6）過載保護：反時限。

　　    （7）短路保護：鑒幅式（7-10倍），機敏（3-5倍）。

          （8）斷相保護：負序檢測，定時限；

　　    （9）控製方式：單機單速
、單機雙速、雙機雙速、程序控製等多種控製方式。

　　3  結束語

　　此組合開關應用案例
，體現了台達觸摸屏強大的通訊
、人機交互功能，以及PLC獨(du)特(te)的(de)鍵(jian)盤(pan)輸(shu)入(ru)應(ying)用(yong)特(te)點(dian)

，大(da)大(da)提(ti)高(gao)了(le)觸(chu)摸(mo)屏(ping)在(zai)井(jing)下(xia)防(fang)爆(bao)中(zhong)的(de)應(ying)用(yong)，替(ti)代(dai)了(le)以(yi)往(wang)常(chang)規(gui)觸(chu)摸(mo)屏(ping)隻(zhi)能(neng)顯(xian)示(shi)記(ji)憶(yi)的(de)缺(que)點(dian)
，在(zai)提(ti)高(gao)勞(lao)動(dong)生(sheng)產(chan)率(lv)，保(bao)障(zhang)井(jing)下(xia)安(an)全(quan)生(sheng)產(chan)的(de)同(tong)時(shi)，也(ye)展(zhan)示(shi)了(le)台(tai)達(da)產(chan)品(pin)的(de)特(te)色(se)。