吳 征，沈明昌，喻支乾，傅志軍，王 東，李漢振，趙宗波

(中國石化催化劑有限公司齊魯分公司運(yùn)維車間，山東 淄博 255300)

報警箱設(shè)計原理：車間的電機(jī)運(yùn)行信號由變頻器輸出，送至PLC的開關(guān)量輸入，PLC根據(jù)切換開關(guān)判斷車間的開停車狀態(tài)[2]。如果車間處于停車檢修狀態(tài)，則PLC不會輸出語音報警，報警指示燈及報警電鈴不會啟動；如果車間處于正常開車狀態(tài)，某臺電機(jī)出現(xiàn)非計劃停機(jī)狀況，PLC根據(jù)變頻器輸出的運(yùn)行信號啟動報警信號燈及語音報警，語音報警會播報哪一臺電機(jī)出現(xiàn)故障，同時觸摸屏上會顯示出現(xiàn)故障電機(jī)的編號，以方便運(yùn)行人員及時處理，燈光及響鈴提醒運(yùn)行人員及時對車間發(fā)生的狀況作出反應(yīng)。故障處理完畢后，運(yùn)行人員需要手動操作報警箱上的復(fù)位按鈕進(jìn)行復(fù)位。

(1)電動機(jī)正常運(yùn)行

本系統(tǒng)不發(fā)出如何告警信息；

(2)電動機(jī)正常停機(jī)時，系統(tǒng)要能區(qū)分這種工作狀態(tài)，此狀態(tài)下，系統(tǒng)不

發(fā)出如何告警信息；

(3)電動機(jī)變頻器發(fā)出故障信號

通過設(shè)在控制箱上的觸摸屏告知是哪臺或者哪幾臺電機(jī)故障，同時發(fā)出聲光報警(進(jìn)行語音播報具體的設(shè)備位號)。

(4)配置復(fù)位和消音按鈕，給每臺電機(jī)回路加裝檢修按鈕或者開關(guān)，防止

電機(jī)正常檢修時誤報。

本系統(tǒng)組成如下圖1所示：

圖1 系統(tǒng)組成

1 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案

1.1 系統(tǒng)設(shè)備

本系統(tǒng)最多可實(shí)現(xiàn)6臺連接設(shè)備的語音報警功能，系統(tǒng)設(shè)系統(tǒng)復(fù)位按鈕1個，每臺電機(jī)回路的檢修按鈕由觸摸屏實(shí)現(xiàn)。

該系統(tǒng)由以下元器件組成：

(1)控制器：

I/O點(diǎn)位分析：DI：8個、DO：7個；

配置以太網(wǎng)網(wǎng)口1個，為后期數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳備用；

串行端口(RS485)1個，用于和HMI通訊；

采用西門子S7-200 SMART作為核心控制器，該型號PLC擁有12個DI，8個DO，1個RJ45，1個RS485，完全滿足現(xiàn)場需求；

(2)觸摸屏：觸摸屏采用昆侖通態(tài)TPC7062TX。滿足系統(tǒng)要求；

(3)開關(guān)電源：明緯220VAC/24VDC；

(4)聲光報警器：6路一對一(聲光)；

(5)附件(繼電器、按鈕、端子)采用國產(chǎn)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品；

(6)箱體：室內(nèi)防水控制箱(掛壁安裝)

1.2 報警箱的電氣設(shè)計

1.2.1 停轉(zhuǎn)報警箱電氣原理

端子接線表如下表1所示。

表1 端子接線表

系統(tǒng)功能說明：

(1)設(shè)置HL1指示燈，用于系統(tǒng)電源指示。

(2)設(shè)置SB1按鈕，用作復(fù)位按鈕。當(dāng)出現(xiàn)一臺或多臺機(jī)器故障時，按下按鈕復(fù)位所有故障。

(3)當(dāng)出現(xiàn)一臺或多臺機(jī)器檢修時，可以在觸摸屏上設(shè)置機(jī)器為檢修狀態(tài)，防止誤報。

1.2.2 停轉(zhuǎn)報警箱PLC接線如下圖2所示。

圖2 PLC接線圖

1.2.3 停轉(zhuǎn)報警箱設(shè)備接線如下圖3所示。

圖3 設(shè)備接線圖

2 程序說明

2.1 觸摸屏

(1)主界面如圖4所示。

圖4 主界面

(2)操作步驟

登錄：點(diǎn)擊主界面中的登錄按鈕，在彈出的界面中，用戶名選擇為負(fù)責(zé)人(默認(rèn))，密碼為123，點(diǎn)擊確定按鈕，即可登錄。

配置：點(diǎn)擊配置按鈕，在彈出的配置界面中配置相關(guān)通道。點(diǎn)擊通道前面白色框，當(dāng)白色框上出現(xiàn)紅色的勾號時，表示該通道啟用成功。(取消通道的話，則需要再次點(diǎn)擊白色框即可)。點(diǎn)擊黃色框，在彈出的界面中輸入通道名稱編號。配置完成后點(diǎn)擊確定按鈕。

選擇設(shè)備狀態(tài)：通道配置完成后，點(diǎn)擊投入生產(chǎn)按鈕，則表示開啟該通道的停轉(zhuǎn)報警監(jiān)控；點(diǎn)擊檢修按鈕，則表示關(guān)閉該通道的停轉(zhuǎn)報警監(jiān)控。

(3)故障復(fù)位

當(dāng)現(xiàn)場狀態(tài)為生產(chǎn)中的設(shè)備電機(jī)停止運(yùn)行時候，該系統(tǒng)會報警。柜體上面的指示燈亮起，并發(fā)出語音提示，觸摸屏上面會出現(xiàn)警示圖標(biāo)。

現(xiàn)場故障排除后，點(diǎn)擊柜體面板上的復(fù)位按鈕，將故障信息復(fù)位。

3 結(jié)論

通過對現(xiàn)場情況的模擬實(shí)驗(yàn)，當(dāng)電機(jī)處于非計劃停車狀態(tài)時，報警器通過接收變頻器傳遞來的信號，在操作室發(fā)出聲光報警，并報出具體的電機(jī)位號。因此，該報警器的安裝，將多臺重要電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)傳遞到操作室，車間操作人員能及時的對電機(jī)停轉(zhuǎn)做出反應(yīng)，將非計劃停車的損失降到最低。

模擬報警箱實(shí)驗(yàn)成功后，將會立即投入到該車間濾機(jī)電機(jī)上使用，現(xiàn)在已經(jīng)開始進(jìn)行控制線的現(xiàn)場敷設(shè)。通過檢測濾機(jī)電機(jī)變頻器的運(yùn)行狀態(tài)，來監(jiān)控電機(jī)。

用該型號PLC作為控制器時，其輸入輸出口不足以滿足崗位所負(fù)責(zé)的所有電機(jī)的監(jiān)測功能，對于數(shù)量更多的電機(jī)，只能通過增加報警箱或者對PLC增加擴(kuò)展模塊來滿足需求，使費(fèi)用、占地空間大幅增加，不符合經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)的要求。

針對所暴露出來的問題，下一步的研究方向，可以將PLC替代為單片機(jī)或者處理速度更快的DSP,這樣報警器可以連接更多臺設(shè)備，消除了PLC輸入、輸出端口局限的障礙，將會更加的有利于生產(chǎn)效率的提高。