基于PLC的隧道通风控制系统
（4）空气
避免有腐蚀和易燃的气体，例如氯化氢、硫化氢等.对于空气中有较多粉尘或腐蚀性气体的环境，可将PLC安装在封闭性较好的控制室或控制柜中. （5）电源
PLC对于电源线带来的干扰具有一定的抵制能力.在可靠性要求很高或电源干扰特别严重的环境中，可以安装一台带屏蔽层的隔离变压器，以减少设备与地之间的干扰.一般PLC都有直流24V输出提供给输入端，当输入端使用外接直流电源时，应选用直流稳压电源.因为普通的整流滤波电源，由于纹波的影响，容易使PLC接收到错误信息.
控制系统中干扰及其来源：
现场电磁干扰是PLC控制系统中最常见也是最易影响系统可靠性的因素之一，所谓治标先治本，找出问题所在，才能提出解决问题的办法.因此必须知道现场干扰的源头.
干扰源及一般分类：
影响PLC控制系统的干扰源，大都产生在电流或电压剧烈变化的部位，其原因是电流改变产生磁场，对设备产生电磁辐射；磁场改变产生电流，电磁高速产生电磁波.通常电磁干扰按干扰模式不同，分为共模干扰和差模干扰.共模干扰是信号对地的电位差，主要由电网串入、地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共态（同方向）电压叠加所形成.共模电压通过不对称电路可转换成差模电压，直接影响测控信号，造成元器件损坏（这就是一些系统I/O模件损坏率较高的主要原因），这种共模干扰可为直流，亦可为交流.差模干扰是指作用于信号两极间的干扰电压，主要由空间电磁场在信号间耦合感应及由不平衡电路转换共模干扰所形成的电压，这种干扰叠加在信号上，直接影响测量与控制精度.
PLC系统中干扰的主要来源及途径： 1）强电干扰
PLC系统的正常供电电源均由电网供电.由于电网覆盖范围广，它将受到所有空间电磁干扰而在线路上感应电压.尤其是电网内部的变化，刀开关操作浪涌、大型电力设备起停、交直流传动装置引起的谐波、电网短路暂态冲击等，都通过输电线路传到电源原边.
2）柜内干扰
控制柜内的高压电器，大的电感性负载，混乱的布线都容易对PLC造成一定程度的干扰.
3）来自信号线引入的干扰
与PLC控制系统连接的各类信号传输线，除了传输有效的各类信息之外，总会有外部干扰信号侵入.此干扰主要有两种途径：一是通过变送器供电电源或共用信号仪表的供电电源串入的电网干扰，这往往被忽视；二是信号线受空间电磁辐射感应的干扰，即信号线上的外部感应干扰，这是很严重的.由信号引入干扰会引起I/O信号工作异常和测量精度大大降低，严重时将引起元器件损伤.
4）来自接地系统混乱时的干扰
接地是提高电子设备电磁兼容性（EMC）的有效手段之一.正确的接地，既能抑制电磁干扰的影响，又能抑制设备向外发出干扰；而错误的接地，反而会引入严重的干扰信号，使PLC系统将无法正常工作.
5）来自PLC系统内部的干扰
主要由系统内部元器件及电路间的相互电磁辐射产生，如逻辑电路相互辐射及其对模拟电路的影响，模拟地与逻辑地的相互影响及元器件间的相互不匹配使用等.
6）变频器干扰
一是变频器启动及运行过程中产生谐波对电网产生传导干扰，引起电网电压畸变，影响电网的供电质量；二是变频器的输出会产生较强的电磁辐射干扰，影响周边设备的正常工作.
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主要抗干扰措施：
（1）电源的合理处理，抑制电网引入的干扰
对于电源引入的电网干扰可以安装一台带屏蔽层的变比为1：1的隔离变压器，以减少设备与地之间的干扰，还可以在电源输入端串接LC滤波电路.
（2）正确选择接地点，完善接地系统
良好的接地是保证PLC可靠工作的重要条件，可以避免偶然发生的电压冲击危害.接地的目的通常有两个，其一为了安全，其二是为了抑制干扰.完善的接地系统是PLC控制系统抗电磁干扰的重要措施之一.
PLC控制系统的地线包括系统地、屏蔽地、交流地和保护地等.接地系统混乱对PLC系统的干扰主要是各个接地点电位分布不均，不同接地点间存在地电位差，引起地环路电流，影响系统正常工作.例如电缆屏蔽层必须一点接地，如果电缆屏蔽层两端A、B都接地，就存在地电位差，有电流流过屏蔽层，当发生异常状态如雷击时，地线电流将更大.
此外，屏蔽层、接地线和大地有可能构成闭合环路，在变化磁场的作用下，屏蔽层内又会出现感应电流，通过屏蔽层与芯线之间的耦合，干扰信号回路.若系统地与其它接地处理混乱，所产生的地环流就可能在地线上产生不等电位分布，影响PLC内逻辑电路和模拟电路的正常工作.PLC工作的逻辑电压干扰容限较低，逻辑地电位的分布干扰容易影响PLC的逻辑运算和数据存贮，造成数据混乱、程序跑飞或死机.模拟地电位的分布将导致测量精度下降，引起对信号测控的严重失真和误动作.
1）安全地或电源接地
将电源线接地端和柜体连线接地为安全接地.如电源漏电或柜体带电，可从安全接地导入地下，不会对人造成伤害.
2）系统接地
PLC控制器为了与所控的各个设备同电位而接地，叫系统接地.接地电阻值不得大于4Ω，一般需将PLC设备系统地和控制柜内开关电源负端接在一起，作为控制系统地.
3）信号与屏蔽接地
一般要求信号线必须要有唯一的参考地，屏蔽电缆遇到有可能产生传导干扰的场合，也要在就地或者控制室唯一接地，防止形成“地环路”.信号源接地时，屏蔽层应在信号侧接地；不接地时，应在PLC侧接地；信号线中间有接头时，屏蔽层应牢固连接并进行绝缘处理，一定要避免多点接地；多个测点信号的屏蔽双绞线与多芯对绞总屏蔽电缆连接时，各屏蔽层应相互连接好，并经绝缘处理，选择适当的接地处单点接点.【8】 3.1.4 PLC的选用
根据设计要求得出，主站PLC需要一个启动按钮X5、和一个急停按钮X4、进口车辆传感器X0、出口车辆传感器X1、温度传感器X2、烟尘传感器X3、变频器故障输入X6七个输入信号，而输出共需8个输出信号.由于隧道集中监控系统传输距离长，控制规模较大，采用四级控制较为灵活、安全、高效.四级控制即总中心计算机系统控制、监控分中心计算机系统控制、隧道PLC网络控制、现场自动控制.隧道监控系统一般情况下是在监控分中心主控计算机的控制下，交由控制器自动控制运行.隧道PLC网络在计算机的控制下，运行各自局部设施的自动控制.监控中心控制计算机采集来自分中心及隧道控制单元、各类检测报警单元的运行数据，并给相应的控制单元发送命令，以执行相应任务.
为了避免大材小用，而造成的资金浪费，同时要保证实现操作的可行性，及以后扩展需要，则选用三菱型号为FX1N系列的PLC机型.
FX1N系列是FX系列PLC家族中比较先进的系列.由于FX1N系列具备如下特点：最大范围的包容了标准特点、程式执行更快、全面补充了通信功能、适合世界各国不同的电源
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以及满足单个需要的大量特殊功能模块，他可以为你的工厂自动化应用提供最大的灵活和控制能力.为大量实际应用而开发的特殊功能开发了各个范围的特殊功能模块以满足不同的需要，模拟I/O，高速计数器.内置24V直流电源，24V、400mA直流电源可用于外围设备，如传感器或其他元件.快速断开端子块因为采用了优良的可维护性快速断开端子，即使接着电缆也可以更换单元.时钟功能和小时表功能在所有的FX1N的PLC中都有实时时钟标准.时间设置和比较指令易于操作.小时表功能对过程跟踪和机器维护提供了有价值的信息.持续扫描功能为应用所需求的持续扫描时间定义操作周期在线程序编辑在线改变程序不会损失工作时间或者停止生产运转.RUN/STOP开关面板上运行/停止开关易于操作.远程维护远处的编程软件可以通过调制调解器来检测、上载或是卸载程序和数据密码保护使用一个八位数字密码保护您的程序.
FX1N-40MR001的PLC机型，I/O总点数为40点，输入点数为24(X000～X023)点，输出点为16（Y000～Y15）,为继电器输出，交流电源、24V直流输入类型.它具有灵活的配置，除了满足特殊需求的大量特殊模块，6个基本单元中的每个单元可扩展256个I/O.有高速运算，基本指令：0.08us/指令，应用指令：1.52至几百us/指令.有突出的寄存器容量，FX1N系列包括8K步内置RAM寄存器，用一个寄存器盒可扩展到16RAM或EEPROM.有丰富的元件资源，3072点辅助继电器，256点计时器，235点计数器，8000数据存储器.满足我的设计需要.
整个系统组件及成本，提高工作可靠性，交通等选用220VAC为宜，选用其他型号的交通灯，只需加装相应等级电压转换装置即可，同时要特别注意单点负载电流不能超过2A，若高于2A则要采取隔离技术手段.
3.2 触摸屏简介与选择
触摸屏（Touch panel）又称为触控面板，是个可接收触头等输入讯号的感应式液晶显示装置，当接触了屏幕上的图形按钮时，屏幕上的触觉反馈系统可根据预先编程的程式驱动各种连结装置，可用以取代机械式的按钮面板，并借由液晶显示画面制造出生动的影音效果.
随着多媒体信息查询的与日俱增，人们越来越多地谈到触摸屏，因为触摸屏不仅适用于中国多媒体信息查询的国情，而且触摸屏具有坚固耐用、反应速度快、节省空间、易于交流等许多优点.利用这种技术，我们用户只要用手指轻轻地碰计算机显示屏上的图符或文字就能实现对主机操作，从而使人机交互更为直截了当，这种技术大大方便了那些不懂电脑操作的用户.
随着使用电脑作为信息来源的与日俱增，触摸屏以其易于使用、坚固耐用、反应速度快、节省空间等优点，使得系统设计师们越来越多的感到使用触摸屏的确具有相当大的优越性.触摸屏出现在中国市场上至今只有短短的几年时间，这个新的多媒体设备还没有为许多人接触和了解，包括一些正打算使用触摸屏的系统设计师，还都把触摸屏当作可有可无的设备，从发达国家触摸屏的普及历程和我国多媒体信息业正处在的阶段来看，这种观念还具有一定的普遍性.事实上，触摸屏是一个使多媒体信息或控制改头换面的设备，它赋予多媒体系统以崭新的面貌，是极富吸引力的全新多媒体交互设备.发达国家的系统设计师们和我国率先使用触摸屏的系统设计师们已经清楚的知道，触摸屏对于各种应用领域的电脑已经不再是可有可无的东西，而是必不可少的设备.它极大的简化了计算机的使用，即使是对计算机一无所知的人，也照样能够信手拈来，使计算机展现出更大的魅力.解决了公共信息市场上计算机所无法解决的问题.
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由于在此系统中，触摸屏要担任监控各部分运行状态，而且还用于控制作用，所以在此担任的任务还是比较重的.所以在此选定的触摸屏为MT506T型号.
①可实时显示设备和系统的运行状态.
②通过触摸向PLC发出指令和数据，再通过PLC完成对系统或设备的控制.
③可做成多幅多种监控画面，替代了传统的电气操作盘及显示记录仪表等，且功能更加强大.
3.3 风机简介及选用
我国隧道使用通风机主要就是 G4-73系列通风机，G4-73系列通风机最初是为锅炉通风(引风) 设计的，后来被引用到隧道通风中并拥有一定的市场占有量.该系列通风机的特点是特性曲线较平缓、无驼峰、运行噪声较小、效率高.启动时关闭调节门(也叫前导器)，具有启动功率较小，启动容易的特点.运行时调节门可在 0°～70°范围内调节，用以改变运行工况，还可通过配置不同转速的电动机来改变其运行工况,适应性较好.G4 —73系列通风机的特性曲线较平缓，运行噪声较小，效率高，适用于通风阻力不是太大的中小型隧道.我国地方隧道中使用该系列通风机较多，由于机型小，配置电动机的容量也小,可配用380V的电动机使用.但对初、后期风压变化大的隧道，通风机的调节性能差.风机的作用：风机是依靠输入的机械能，提高气体压力并排送气体的机械，它是一种从动的流体机械.
通风机广泛用于工厂、矿井、隧道、冷却塔、车辆、船舶和建筑物的通风、排尘和冷却；锅炉和工业炉窑的通风和引风；空气调节设备和家用电器设备中的冷却和通风；谷物的烘干和选送；风洞风源和气垫船的充气和推进等.
通风机的工作原理与透平压缩机基本相同，只是由于气体流速较低，压力变化不大，一般不需要考虑气体比容的变化，即把气体作为不可压缩流体处理.风机可制成右旋和左旋两种型式.从电动机一侧正视，叶轮顺时针旋转，称为右旋转风机，逆时针旋转，称为左旋.
一般的高压风机，其主要的动力设备是电动机，此外还包括用来控制风机风阀位置的电动或手动执行器、风机阀门限位开关等部件.风机动力设备的传统控制方法是通过手动或继电器控制，存在可靠性和灵活性较差的问题，比如：由于电机的容量大，就存在启动时间长、启动电流大、运行安全可靠性差等问题，为了解决这些问题，需要采取在启动离心风机时减少启动负荷、通过星—三角降压启动来降低启动电流、进行安全互锁控制等措施.通风机工作时，动力机(主要是电动机)驱动叶轮在蜗形机壳内旋转，空气经吸气口从叶轮中心处吸入.由于叶片对气体的动力作用，气体压力和速度得以提高，并在离心力作用下沿着叶道甩向机壳，从排气口排出.因气体在叶轮内的流动主要是在径向平面内.
风机的用途：一般用于高压强制通风，如冶炼、送料、矿井、隧道、地下室、铁路等，亦可输送空气及其它无腐蚀性、不含粘性物质、非易燃、易爆之气体，介质温度最高不超过八十度，介质中硬质颗粒物中大于150mg/m3.【8】
3.4 变频器的选型及确定
3.4.1 变频器简介
变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、再次整流（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成的.变频器容量是变频器的最重要的参数，如何选择变
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