【正文】 /O 端口對應(yīng)于不同的映像寄存器，端口的分配要與程序中使用的寄存器相互對應(yīng)，不然會因?yàn)檫壿嫽靵y而使系統(tǒng)無法正常工作。之后統(tǒng)計(jì)了系統(tǒng)輸入輸出的點(diǎn)數(shù)，根據(jù)點(diǎn)數(shù)選擇對 PLC 模塊進(jìn)行類型并對各個(gè)模塊的端口進(jìn)行定義，最后給出系統(tǒng)硬件的接線圖，為系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)打好基礎(chǔ)。數(shù)字輸入和輸出連接到中間繼電器來實(shí)現(xiàn)隔離保護(hù)和抑制信號干擾。 25 圖 PLC 各模塊信號連接圖 根據(jù)上圖，詳細(xì)統(tǒng)計(jì)出 PLC 所需的模擬量輸入點(diǎn)數(shù)，數(shù)字量輸入、輸出點(diǎn)P L C 的 C P U 模 塊數(shù) 字 量 輸 入 模 塊 模 擬 量 輸 入 模 塊水泵控制方式選擇水泵啟動、停止排水排空閘閥開關(guān)到位主、副真空泵選擇水泵工作方式選擇真空泵啟動、停止液位開關(guān)水泵開停檢測排水管流量水泵入水口負(fù)壓水泵出水口正壓水泵軸承溫度電機(jī)軸承溫度水倉的水位數(shù) 字 量 輸 出 模 塊通 信 模 塊水泵啟動、停止水泵運(yùn)行指示電動閘閥控制信號電磁閥控制信號故障警報(bào)水位超限指示急停指示電量檢測模塊上位監(jiān)控計(jì)算機(jī) 26 數(shù)和通訊模塊點(diǎn)數(shù)，見表 表 模擬量輸入點(diǎn)數(shù)統(tǒng)計(jì) 模擬量輸入點(diǎn)數(shù)統(tǒng)計(jì) 參數(shù)名稱 所需點(diǎn)數(shù) 水泵出水口壓力 3 水泵吸收口真空度 3 水泵軸承溫度 3 電機(jī)軸承溫度 3 排水管的流量 2 水泵開停檢測 3 水倉的水位 1 合計(jì) 18 表 數(shù)字量輸入點(diǎn)數(shù)統(tǒng)計(jì) 數(shù)字量輸入點(diǎn)數(shù)統(tǒng)計(jì) 參數(shù)名稱 所需點(diǎn)數(shù) 控制模式選擇 2 急停 1 復(fù)位 1 水泵啟動、停止 6 水泵的工作方式選擇 6 自動、手動 1 真空泵的選擇 1 真空泵啟動、停止 2 排水閥開、關(guān) 12 排空閥開、關(guān) 12 數(shù)字液位開關(guān) 3 合計(jì) 47 表 通訊口數(shù)目統(tǒng)計(jì) 通訊口數(shù)目 通訊對象 所需點(diǎn)數(shù) 上位計(jì)算機(jī) 1 電量檢測模塊 1 合計(jì) 2 表 數(shù)字量輸出點(diǎn)數(shù)統(tǒng)計(jì) 27 數(shù)字量輸出點(diǎn)數(shù)統(tǒng)計(jì) 參數(shù)名稱 所需點(diǎn)數(shù) 水泵啟動、停止 6 水泵運(yùn)行的指示 3 故障指示 1 急停指示 1 水位超限指示 1 報(bào)警 1 排水閥開、關(guān) 12 排空閥開、關(guān) 12 合計(jì) 37 從上面的幾個(gè)表我們可以統(tǒng)計(jì)出，數(shù)字量輸入點(diǎn)共有 47 個(gè)，數(shù)字量輸出點(diǎn)共有 37個(gè)，模擬量輸入點(diǎn)有 18 個(gè)，通訊口共有 2 個(gè)，其中 PLC 與文本顯示器通過 RS485 通信； PLC 和 PC 機(jī)通過工業(yè)以太網(wǎng)通信， PLC 通信模塊的信息首先傳遞到地下光纖通信箱，然后通過光纖傳輸?shù)降孛婀饫w接線盒，再把用光端機(jī)轉(zhuǎn)換成以太網(wǎng)的信號傳送交換機(jī)，供地面監(jiān)測和控制系統(tǒng)使用。 按照系統(tǒng)的需求，礦井主排水控制系統(tǒng)的 PLC 主要包括數(shù)字量輸入、模擬輸入和數(shù)字量輸出三種信號。此外，主排水管路和副排水管路上都安裝了流量傳感器，正壓力傳感器安裝在每臺水泵的出水口處，負(fù)壓力傳感器安裝在水泵吸水口處來檢測水泵的真空度，1 水 泵 2 水 泵3 水 泵水 位 線水 倉1 主排 水管2 副排 水管 2 電 動 機(jī) 電 動 機(jī)1 排水閘閥1 2 電 磁 閥3 4 5 6 電 磁 閥電 磁 閥排 空 管 道3 4 5 6 24 將溫度傳感器安裝在水泵和電機(jī)上來檢測電機(jī)軸承溫度和水泵軸承溫度。 23 3 主排水自動控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 主排水自控系統(tǒng)主要設(shè)備選型 主要硬件選型 煤礦主排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)了兩套排水管路，分 別為 1 主排水管路和 2 副排水管路。射流泵的工作會導(dǎo)致水泵入口處的真空度增加，離心泵的腔體會在大氣壓的作用下被配水井中的水注滿，當(dāng)水泵入口處的真空度達(dá)到要求后，水泵機(jī)組的電動機(jī)觸電接通使水泵被開啟。射流泵的結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，根據(jù)礦井的地下環(huán)境和條件，射流泵的應(yīng)用更為普遍。水泵相關(guān)聯(lián)設(shè)備主要包括各種傳感器和各種閥門?？刂茖影≒LC 控制箱和顯示操作臺。 ，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)記錄、查詢等功能。 ，可以根據(jù)水倉水位的變化，控制開關(guān)閥來控制水泵的工作狀態(tài) 。而手動控制則需要操作員根據(jù)要求，按照一定順序來進(jìn)行水泵及其相關(guān)設(shè)備的 開?？刂啤? 7)設(shè)置停止模式下的輸出值 有些情況下，為了安全等方 面的原因，需要設(shè)置在停止?fàn)顟B(tài)下 PLC的輸出值。這些電位器可以完成很多功能，如更新定時(shí)器、計(jì)時(shí)器的設(shè)定值、修改限定值等。延遲時(shí)間可有助于濾除輸入雜波，減少輸入狀態(tài)發(fā)生意外改變的可能性。只有保持型定時(shí)器可以設(shè)為設(shè)為掉電保護(hù)的，對計(jì)數(shù)器和定時(shí)器來說，只有當(dāng)前值可以保持，它們的位不能保持。因?yàn)镻LC 是通過程序完成控制任務(wù)的，采用了方便用戶的工業(yè)編程語言，且都具有強(qiáng)制和仿真的功能，故程序的設(shè)計(jì)、修改和調(diào)試都很方便，這樣大大縮短設(shè)計(jì)和投運(yùn)周期。 ，成本低 現(xiàn)在 PLC 幾乎可以滿足所有工業(yè)控制領(lǐng)域的需要。同一個(gè) PLC 裝置用于不同的控制對象，只是輸入 /輸出組件和應(yīng)用軟件不同。 PLC 采用微電子技術(shù)，大量的開關(guān)動作由無觸點(diǎn)的電子存儲器件完成，傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)中的邏輯器件和繁雜的連線軟件被軟件程序取代，所以 PLC 控制系統(tǒng)的可靠性就大大提高。對元件映像寄存器來說，每一個(gè)元件的狀態(tài)會隨著程序執(zhí)行過程而刷新。接著系統(tǒng)進(jìn)入程序執(zhí)行階段，在此階段和輸出刷新階段，輸入映像寄存器與外界隔離，無論輸入信號如何變化，其內(nèi)容保持不變，直到下一個(gè)掃描周期的輸入采樣階段，才重新寫入輸入端的新內(nèi)容。PLC 所采用的開關(guān)電源輸入電壓范圍寬、體積小、效率高、抗干擾能力強(qiáng)。用戶存儲器的大小關(guān)系到用戶程序容量的大小，是反應(yīng) PLC 性能的重要指標(biāo)之一。系統(tǒng)程序主要包括三個(gè)部分：系統(tǒng)管理程序、用戶指令解釋程序和標(biāo)準(zhǔn)程序模塊與系統(tǒng)調(diào)用管理程序。 CPU 通過數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線與存儲單元、輸入 /輸出接口電路相連接。 11 的系統(tǒng)組成 PLC 種類繁多，但其組成結(jié)構(gòu)和工作原理基本相同。 20 世紀(jì) 60 年代，由于小型計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)和大規(guī)模生產(chǎn)的發(fā)展，人們曾經(jīng)試圖利用小型計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)工業(yè)控制的要求，但由于價(jià)格昂貴、編程復(fù)雜等原因一直沒有大規(guī)模的推廣應(yīng)用。可編程控制器及其相關(guān)的設(shè)備是根據(jù)易于工業(yè)控制系統(tǒng)和擴(kuò)充的原則設(shè)計(jì)的一個(gè)有機(jī)整體。 ，啟動故障處理功能。主要研究內(nèi)容包括： PLC 硬件選型和軟件的設(shè)計(jì)。 在許多發(fā)達(dá)國家，礦井排水已經(jīng)進(jìn)入系統(tǒng)管理的階段。酸性礦井廢水和有害元素對井下排水系統(tǒng)的影響也是一個(gè)嚴(yán)峻的考驗(yàn)。 由于 控制理論和現(xiàn)代檢測技術(shù)的發(fā)展，使得自動排水系統(tǒng)的研究在理論和實(shí)踐中取得了一些巨大成果。國內(nèi)某研究所提出了采用 PLC 自動檢測水倉的水位、管道壓力、排水流量等數(shù)據(jù)，根據(jù)煤礦用電情況和具體條件建立數(shù)學(xué)模型，實(shí)現(xiàn)水泵避峰就谷操作，節(jié)省礦山排水系統(tǒng)在能源上的消耗，因此來降低煤礦生產(chǎn)的成本。國內(nèi)研究工作者主要是從安全性、可靠性和節(jié)能的角度來研究煤礦排水系統(tǒng)。 排水重要性 在現(xiàn)階段我國煤礦事故頻繁發(fā)生，造成傷亡的人數(shù)和設(shè)備財(cái)產(chǎn)損失是巨大的，因此煤礦安全問題日益受到人們的關(guān)注。由于 水不能通過土壤或巖石，如粘土、壤土和致密完整的頁巖、火成巖和變質(zhì)巖。一般來說，離地表水越接近，礦井涌水量越大，造成的損失越大。 ⑵ 采空區(qū)老塘水：古代和近期的采空區(qū)及廢棄巷道，由于長期停止排水而使地下水聚集。PLC 。以西門子 S7200 系列 PLC 作為中心控制單元，并擴(kuò)展了必要的數(shù)字量輸入模塊，模擬輸入模塊和通信模塊。一個(gè)煤礦排水泵站，一般來說，由多臺排水泵組成，它貫穿整個(gè)排水系統(tǒng)起著非常重要的作用。對本論文所涉及的研究工作做出貢獻(xiàn)的其他個(gè)人和集體，均已在文中以明確的方式標(biāo)明。 1 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書 專業(yè)年級 學(xué)號 學(xué)生姓名 任 務(wù) 下 達(dá) 日 期 ： 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)日期： 年 月 日 至 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)題目： 基于 PLC 的煤礦 水 泵控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)專題題目： 畢業(yè)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容和要求： 熟悉煤礦 水 泵系統(tǒng)的工作方式和控制要求，了解 PLC 在 工業(yè)過程控制的一般方法； 熟悉 S7200 系列 PLC 的硬件模塊， 學(xué)習(xí)并掌握編程監(jiān)控軟件的使用及控制軟件的編制； 完成煤礦中央泵房系統(tǒng)就地控制系統(tǒng) PLC 模塊的配置， 模塊硬件連接 圖 ，編制控制程序； 翻譯近 5 年的相關(guān)英文資料（或論文）一篇 ，中文字?jǐn)?shù)不少于 3000漢字； 完成畢業(yè)設(shè)計(jì)論文的撰寫。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本畢業(yè)設(shè)計(jì)的研究成果不包含他人享有著作權(quán)的內(nèi)容。 本人簽 名： 日期： 3 摘 要 排水設(shè)備在煤礦生產(chǎn)建設(shè)中是必不可少的大型固定設(shè)備。本文結(jié)合當(dāng)前控制技術(shù)， 設(shè)計(jì) 了自動控制系統(tǒng)在礦井排水系統(tǒng)中的應(yīng)用。 關(guān)鍵詞： 井下排水系統(tǒng)； PLC； 自動控制 4 ABSTRACT Pumping equipment in coal mine production is indispensable in the construction of large fixed equipment. A coal mine drainage pump station, in general, there are posed of many sets of drainage pumps, it runs through the drainage system plays a very important role. Because water is affected by environment is larger, so the operation of the drainage pump number also should make relative changes. Now with microprocessor as the core programmable controller (PLC) has gradually replaced the relay control, automatic control field is widely used in all walks of life. Combining with the current control technology, automatic control system is developed in our country, the application of the mine drainage system. With Siemens S7200 series PLC as central control unit, and expanded the necessary digital quantity input module, analog input module and munication module. Designed for automatic and manual control two kinds of control mode, can choose according to different situation control mode. Automatic mode, the realtime measurement of water warehouse water level, ac