浅议plc在隧道施工过程中氧气监控应用

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1、浅议PLC在隧道施工过程中氧气监控应用　　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；监控系统中图分类号：U45文献标识码：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、易燃或易爆气体及焊接烟

2、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5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）P

3、LC的选型：本文采用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2～100m/s,风量范围为-10kPa～+10kPa；（4）变频器：三菱FR—E500；（5）模拟量输入模块：FX2n—8AD，主要供给传感器使用；（6）模拟量输出模块：FX2n—4DA，主要供给变频器使用；5（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

4、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

5、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FX2N—4DA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。5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

6、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

7、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，2002[2]李金城．PLC模拟量与通讯控制应用实践[M]．北京：电子工业出版社，2011[3]西门子（中国）有限公司自动化与驱动集团．深入浅出西门子WinCC5V6（第二版）[M]．北京：北京航空航天大学出版社，20045