【正文】 /O 端口對(duì)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(duì)應(yīng)，不然會(huì)因?yàn)檫壿嫽靵y而使系統(tǒng)無(wú)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(duì) PLC 模塊進(jìn)行類(lèi)型并對(duì)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(lái)實(shí)現(xiàn)隔離保護(hù)和抑制信號(hào)干擾。 25 圖 PLC 各模塊信號(hào)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(dòng)、停止排水排空閘閥開(kāi)關(guān)到位主、副真空泵選擇水泵工作方式選擇真空泵啟動(dòng)、停止液位開(kāi)關(guān)水泵開(kāi)停檢測(cè)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(cāng)的水位數(shù) 字 量 輸 出 模 塊通 信 模 塊水泵啟動(dòng)、停止水泵運(yùn)行指示電動(dòng)閘閥控制信號(hào)電磁閥控制信號(hào)故障警報(bào)水位超限指示急停指示電量檢測(cè)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(jiàn)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(chēng) 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(kāi)停檢測(cè) 3 水倉(cāng)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(chēng) 所需點(diǎn)數(shù) 控制模式選擇 2 急停 1 復(fù)位 1 水泵啟動(dòng)、停止 6 水泵的工作方式選擇 6 自動(dòng)、手動(dòng) 1 真空泵的選擇 1 真空泵啟動(dòng)、停止 2 排水閥開(kāi)、關(guān) 12 排空閥開(kāi)、關(guān) 12 數(shù)字液位開(kāi)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(duì)象 所需點(diǎn)數(shù) 上位計(jì)算機(jī) 1 電量檢測(cè)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(chēng) 所需點(diǎn)數(shù) 水泵啟動(dòng)、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(kāi)、關(guān) 12 排空閥開(kāi)、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(guò) RS485 通信； PLC 和 PC 機(jī)通過(guò)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(guò)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(hào)傳送交換機(jī)，供地面監(jiān)測(cè)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(hào)。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(tái)水泵的出水口處，負(fù)壓力傳感器安裝在水泵吸水口處來(lái)檢測(cè)水泵的真空度，1 水 泵 2 水 泵3 水 泵水 位 線水 倉(cāng)1 主排 水管2 副排 水管 2 電 動(dòng) 機(jī) 電 動(dòng) 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(lái)檢測(cè)電機(jī)軸承溫度和水泵軸承溫度。 23 3 主排水自動(dòng)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(huì)導(dǎo)致水泵入口處的真空度增加，離心泵的腔體會(huì)在大氣壓的作用下被配水井中的水注滿(mǎn)，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(dòng)機(jī)觸電接通使水泵被開(kāi)啟。射流泵的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(mén)?？刂茖影≒LC 控制箱和顯示操作臺(tái)。 ，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)記錄、查詢(xún)等功能。 ，可以根據(jù)水倉(cāng)水位的變化，控制開(kāi)關(guān)閥來(lái)控制水泵的工作狀態(tài) 。而手動(dòng)控制則需要操作員根據(jù)要求，按照一定順序來(lái)進(jìn)行水泵及其相關(guān)設(shè)備的 開(kāi)?？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(duì)計(jì)數(shù)器和定時(shí)器來(lái)說(shuō)，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(guò)程序完成控制任務(wù)的，采用了方便用戶(hù)的工業(yè)編程語(yǔ)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(mǎn)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(duì)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(kāi)關(guān)動(dòng)作由無(wú)觸點(diǎn)的電子存儲(chǔ)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(duì)元件映像寄存器來(lái)說(shuō)，每一個(gè)元件的狀態(tài)會(huì)隨著程序執(zhí)行過(guò)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(wú)論輸入信號(hào)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(xiě)入輸入端的新內(nèi)容。PLC 所采用的開(kāi)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(hù)存儲(chǔ)器的大小關(guān)系到用戶(hù)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(hù)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(guò)數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線與存儲(chǔ)單元、輸入 /輸出接口電路相連接。 11 的系統(tǒng)組成 PLC 種類(lèi)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?cè)?jīng)試圖利用小型計(jì)算機(jī)來(lái)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(méi)有大規(guī)模的推廣應(yīng)用?？删幊炭刂破骷捌湎嚓P(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(dòng)故障處理功能。主要研究?jī)?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(guó)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(duì)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(cè)技術(shù)的發(fā)展，使得自動(dòng)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(guó)內(nèi)某研究所提出了采用 PLC 自動(dòng)檢測(cè)水倉(cāng)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(lái)降低煤礦生產(chǎn)的成本。國(guó)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(lái)研究煤礦排水系統(tǒng)。 排水重要性 在現(xiàn)階段我國(guó)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(wèn)題日益受到人們的關(guān)注。由于 水不能通過(guò)土壤或巖石，如粘土、壤土和致密完整的頁(yè)巖、火成巖和變質(zhì)巖。一般來(lái)說(shuō)，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(zhǎng)期停止排水而使地下水聚集。PLC 。以西門(mén)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(lái)說(shuō)，由多臺(tái)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(duì)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(shū) 專(zhuān)業(yè)年級(jí) 學(xué)號(hào) 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(zhuān)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(guò)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(xiě)。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(dòng)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(dòng)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