CN105223899A - 抗雷电干扰能力强的生产车间监控*** - Google Patents

Abstract

抗雷电干扰能力强的生产车间监控***，包括PLC现场控制器及与PLC现场控制器相连的数据采集模组、供电装置和监控中心上位机，数据采集模组与传感器相连，供电装置包括全桥整流桥堆BD1、浪涌保护模块，浪涌保护模块包括保险丝F1、热敏电阻NTC、压敏电阻UR，F1和NTC串联，BD1的一个输入端连接市电零线，另一个输入端通过F1和NTC连接市电火线；UR一端连接市电零线，另一端连接在F1与NTC之间；BD1的直流输出负极接地，直流输出正极为供电装置的输出端。本发明在供电装置中设置了浪涌保护模块以吸收尖峰电压，为PLC现场控制器稳定供电，保证PLC现场控制器的稳定性和可靠性。

Description

抗雷电干扰能力强的生产车间监控***

技术领域

本发明涉及设备监控技术领域，具体地，涉及一种抗雷电干扰能力强的生产车间监控***。

背景技术

随着自动化技术的发展，目前许多工厂采用自动化生产设备生产产品或部分零部件，操作人员仅对设备进行操作和监控即可。

一般而言，生产车间的监控装置为PLC现场控制器，其通过数据采集模组与设置在生产车间的传感器相连并直接与生产车间的生产设备相连，用于根据传感器采集的数据控制生产设备的运行。因此PLC现场控制器的稳定性和可靠性尤为重要，是整个生产车间监控***正常运转的重要基础。

现有技术中，PLC现场控制器的供电装置仅进行简单的电压降压和滤波处理，在遭受雷电影响或者电网电压变化时，PLC现场控制器的供电也会受到影响，从而影响PLC现场控制的稳定性和可靠性。

发明内容

本发明的目的就在于提供一种抗雷电干扰能力强的生产车间监控***，该***在供电装置中设置了浪涌保护模块以吸收尖峰电压，为PLC现场控制器稳定供电。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：

抗雷电干扰能力强的生产车间监控***，包括数据采集模组、PLC现场控制器、为PLC现场控制器供电的供电装置和监控中心上位机，所述数据采集模组与传感器相连；所述PLC现场控制器与生产设备、数据采集模组相连，所述PLC现场控制器还通过RS485总线与监控中心上位机连接；所述供电装置包括全桥整流桥堆BD1、浪涌保护模块，所述浪涌保护模块包括保险丝F1、热敏电阻NTC、压敏电阻UR，保险丝F1和热敏电阻NTC串联，所述全桥整流桥堆BD1具有两个输入端，其一个输入端连接市电零线，另一个输入端通过保险丝F1和热敏电阻NTC连接市电火线，且保险丝F1连接全桥整流桥堆BD1，热敏电阻NTC连接市电火线；压敏电阻UR一端连接市电零线，另一端连接在保险丝F1与热敏电阻NTC之间；全桥整流桥堆BD1的直流输出负极接地，直流输出正极为供电装置的输出端。

进一步，所述供电装置还滤波电容C3，滤波电容C3并联在全桥整流桥堆BD1直流输出负极和直流输出正极之间。

作为本发明的进一步改进，所述供电装置还包括填谷电路，该填谷电路包括电容C1、电容C2以及二极管D4、二极管D2、二极管D3，电容C1一端连接全桥整流桥堆BD1的直流输出正极、另一端连接二极管D4的负极，二极管D4的正极接地；电容C2的一端接地、另一端连接二极管D2的正极，二极管D2的负极连接全桥整流桥堆BD1的直流输出正极；二极管D3的正极与二极管D4的负极相连，二极管D3的负极与二极管D2的正极相连。

进一步，所述供电装置还包括用于隔离填谷电路和全桥整流桥堆BD1的二极管D1，二极管D1正极连接全桥整流桥堆BD1的输出端、负极同时连接电容C1、二极管D2的负极和PLC现场控制器。

进一步，所述数据采集模组包括微处理器、与微处理器相连的PLC模块组，所述PLC模块组中包括至少一个开关量输入模块和至少一个模拟量输入模块。

作为本发明的又一改进，上述抗雷电干扰能力强的生产车间监控***还包括与PLC控制器相连的报警装置，所述报警装置包括比较器U1、第一分压电路、三极管Q1、限流电阻R5和声光报警器F；所述第一分压电路由电阻R3、可变电阻R4串联构成，电阻R3连接电源VCC，可变电阻R4接地，比较器U1的反向输入端连接在电阻R3和可变电阻R4的公共端上、正向输入端与PLC现场控制器相连、输出端连接三极管Q1的基极，三极管Q1的集电极连接电源VCC，发射极通过限流电阻R5连接声光报警器F。

综上，本发明的有益效果是：

1、本发明在供电装置中设置了浪涌保护模块以吸收尖峰电压，为PLC现场控制器稳定供电，保证PLC控制器稳定、可靠地工作；

2、本发明在全桥整流桥堆BD1后增设填谷电路来大幅度增加整流二极管的导通角，通过填平谷点，使输入电流从尖峰脉冲变为接近于正弦波的波形，显著降低总谐波失真；

3、本发明基于PLC技术构建PLC现场控制器、数据采集模组，成本低、实现方便简单；

4、本发明还配备了报警装置，报警装置根据PLC现场控制器输出的信号进行判断和报警，支持对特殊数据的监测和报警，安全性好。

附图说明

图1是本发明的一个具体实施例的结构示意图；

图2是供电装置的一个具体实施例的电路图；

图3是报警装置的一个具体实施例的电路图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1：

如图1所示，抗雷电干扰能力强的生产车间监控***，包括数据采集模组、PLC现场控制器、为PLC现场控制器供电的供电装置和监控中心上位机。

所述数据采集模组与生产车间布置的各传感器、PLC现场控制器相连，用于接收各传感器采集的数据，并将这些数据发送给PLC现场控制器；前述的传感器可以为温度、湿度、烟雾等环境传感器，也可以为转速传感器、倾角传感器、位移传感器等运动传感器；所述PLC现场控制器与生产设备相连，用于控制车间内生产设备的自动运行；所述PLC现场控制器还通过RS485总线与监控中心上位机连接，接受监控中心上位机的控制以及将传感器采集是数据发送给监控中心上位机。

如图2所示，所述供电装置包括全桥整流桥堆BD1、浪涌保护模块，所述浪涌保护模块包括保险丝F1、热敏电阻NTC、压敏电阻UR、滤波电容C3，保险丝F1和热敏电阻NTC串联，所述全桥整流桥堆BD1具有两个输入端，其一个输入端连接市电零线，另一个输入端通过保险丝F1和热敏电阻NTC连接市电火线，且保险丝F1连接全桥整流桥堆BD1，热敏电阻NTC连接市电火线；压敏电阻UR一端连接市电零线，另一端连接在保险丝F1与热敏电阻NTC之间；全桥整流桥堆BD1的直流输出负极接地，直流输出正极为供电装置的输出端，可以直接与PLC现场控制器相连，为PLC现场控制器供电；滤波电容C3并联在全桥整流桥堆BD1直流输出负极和直流输出正极之间即滤波电容C3一端连接全桥整流桥堆BD1的直流输出正极、另一端接地。

为了避免在开启的瞬间或者受雷击影响或电网电压波动时产生的浪涌电流,本实施例中，在供电装置中串接一个功率型热敏电阻NTC,能有效地抑制开启时的浪涌电流,并且在完成抑制浪涌电流作用以后热敏电阻NTC的电阻值将下降到非常小的程度,其消耗的功率可以忽略不计,不会对正常的工作电流造成影响。压敏电阻UR并联在交流侧电路中主要是起“限制电压超高”作用；保险丝F1、热敏电阻NTC、压敏电阻UR构成的浪涌保护模块能够吸收尖峰电压，保险丝F1、热敏电阻NTC、压敏电阻UR构成的浪涌保护模块能够吸收尖峰电压，保证PLC现场控制器的稳定供电。需要说明的是：本实施例中的监控中心上位机、PLC现场控制器、传感器以及数据采集模组所采用的软件均为现有技术，本发明不对软件进行任何改进。

实施例2：

在实施例1的基础上，本实施例对供电装置进行进一步改进：

如图2所示，供电装置还包括填谷电路和用于隔离填谷电路与全桥整流桥堆BD1的二极管D1，该填谷电路包括电容C1、电容C2以及二极管D4、二极管D2、二极管D3，电容C1一端连接全桥整流桥堆BD1的直流输出正极、另一端连接二极管D4的负极，二极管D4的正极接地；电容C2的一端接地、另一端连接二极管D2的正极，二极管D2的负极连接全桥整流桥堆BD1的直流输出正极；二极管D3的正极与二极管D4的负极相连，二极管D3的负极与二极管D2的正极相连。

二极管D1正极连接全桥整流桥堆BD1的输出端；二极管D1的负极是整个供电装置的输出端Vout，其同时连接电容C1、二极管D2的负极和PLC现场控制器。

本实施例中，增设填谷电路填平电路，大幅度增加全桥整流桥堆BD1中整流二极管的导通角，通过填平谷点，使输入电流从尖峰脉冲变为接近于正弦波的波形，显著降低总谐波失真。本发明能够将功率因数提高到0.9左右。本发明的电路简单、成本低、功率因数补偿效果显著，并且在输入电路中不需要使用体积大重量沉的大电感器。

实施例3：

在实施例1或实施例2的基础上，本实施例对数据采集模组进行进一步改进：

所述数据采集模组包括微处理器、与微处理器相连的PLC模块组，所述PLC模块组中包括至少一个开关量输入模块和至少一个模拟量输入模块，以同时支持开关量输入和模拟量输入，以同时支持模拟传感器和数字传感器。

本实施例中，开关量输入模块、模拟量输入模块、微处理器均可采用PLC实现，上述PLC现场控制器也基于PLC，整个***大量采用PLC，PLC具有编程简单、使用方便、性能价格比高、适应性强、可靠性高、抗干扰能力强、***的设计安装调试工作量少等优点，被广泛应用于工业控制中，因此本实施例中的抗雷电干扰能力强的生产车间监控***也具有成本低、可靠性高、实施方便等优点。

本实施例中的微处理器、开关量输入模块、模拟量输入模块均可采用现有技术中的模块实现，本实施例中不再赘述其具体电路。

实施例4：

在上述任一实施例1的基础上，本实施例对抗雷电干扰能力强的生产车间监控***进行进一步改进：

如图3所示，抗雷电干扰能力强的生产车间监控***，还包括与PLC控制器相连的报警装置，所述PLC现场控制器与报警装置相连，以监控某一类特殊环境数据，例如烟雾数据，PLC现场控制器采集的烟雾数据发送给报警装置，报警装置在烟雾数据超过设定阈值时进行报警，保障生产车间的防火安全。

所述报警装置包括比较器U1、第一分压电路、三极管Q1、限流电阻R5和声光报警器F。所述第一分压电路由电阻R3、可变电阻R4串联构成，电阻R3连接电源VCC，可变电阻R4接地，第一分压电路用于提供判断用的阈值；比较器U1的反向输入端连接在电阻R3和可变电阻R4的公共端上、正向输入端与PLC现场控制器相连、输出端连接三极管Q1的基极，三极管Q1的集电极连接电源VCC，发射极通过限流电阻R5连接声光报警器F。当PLC现场控制器输出给比较器U1的信号大于电阻R4上的电压即阈值时，表示测量信号达到上限（如果监测烟雾，则表明烟雾浓度达到上限值），此时比较器U1输出高电平信号，驱动声光报警器F报警；本实施例中三极管Q1为NPN型三极管，所述限流电阻R8的阻值为330Ω。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.抗雷电干扰能力强的生产车间监控***，包括数据采集模组、PLC现场控制器、为PLC现场控制器供电的供电装置和监控中心上位机，所述数据采集模组与传感器相连；所述PLC现场控制器与生产设备、数据采集模组相连，所述PLC现场控制器还通过RS485总线与监控中心上位机连接，其特征在于，所述供电装置包括全桥整流桥堆BD1、浪涌保护模块，所述浪涌保护模块包括保险丝F1、热敏电阻NTC、压敏电阻UR，保险丝F1和热敏电阻NTC串联，所述全桥整流桥堆BD1具有两个输入端，其一个输入端连接市电零线，另一个输入端通过保险丝F1和热敏电阻NTC连接市电火线，且保险丝F1连接全桥整流桥堆BD1，热敏电阻NTC连接市电火线；压敏电阻UR一端连接市电零线，另一端连接在保险丝F1与热敏电阻NTC之间；全桥整流桥堆BD1的直流输出负极接地，直流输出正极为供电装置的输出端。

2.根据权利要求1所述的抗雷电干扰能力强的生产车间监控***，其特征在于，所述供电装置还滤波电容C3，滤波电容C3并联在全桥整流桥堆BD1直流输出负极和直流输出正极之间。

3.根据权利要求2所述的抗雷电干扰能力强的生产车间监控***，其特征在于，所述供电装置还包括填谷电路，该填谷电路包括电容C1、电容C2以及二极管D4、二极管D2、二极管D3，电容C1一端连接全桥整流桥堆BD1的直流输出正极、另一端连接二极管D4的负极，二极管D4的正极接地；电容C2的一端接地、另一端连接二极管D2的正极，二极管D2的负极连接全桥整流桥堆BD1的直流输出正极；二极管D3的正极与二极管D4的负极相连，二极管D3的负极与二极管D2的正极相连。

4.根据权利要求3所述的抗雷电干扰能力强的生产车间监控***，其特征在于，所述供电装置还包括用于隔离填谷电路和全桥整流桥堆BD1的二极管D1，二极管D1正极连接全桥整流桥堆BD1的输出端、负极同时连接电容C1、二极管D2的负极和PLC现场控制器。

5.根据权利要求1至4任一所述的抗雷电干扰能力强的生产车间监控***，其特征在于，所述数据采集模组包括微处理器、与微处理器相连的PLC模块组，所述PLC模块组中包括至少一个开关量输入模块和至少一个模拟量输入模块。

6.根据权利要求1至4任一所述的抗雷电干扰能力强的生产车间监控***，其特征在于，还包括与PLC控制器相连的报警装置，所述报警装置包括比较器U1、第一分压电路、三极管Q1、限流电阻R5和声光报警器F；所述第一分压电路由电阻R3、可变电阻R4串联构成，电阻R3连接电源VCC，可变电阻R4接地，比较器U1的反向输入端连接在电阻R3和可变电阻R4的公共端上、正向输入端与PLC现场控制器相连、输出端连接三极管Q1的基极，三极管Q1的集电极连接电源VCC，发射极通过限流电阻R5连接声光报警器F。