【正文】 根據(jù)煤礦井下主排水控制系統(tǒng)的要求，對每個 PLC 模塊 I/O 端口的定義如下表所示 表 端口定義 EM231端口定義 模塊號 輸入端口 端口定義 EM2311 AIW0 1水泵開停檢測 AIW2 1水泵吸水口負(fù)壓 AIW4 1水泵出水口負(fù)壓 AIW6 1主排水管路流量 EM2312 AIW8 2水泵開停檢測 AIW10 2水泵吸水口負(fù)壓 AIW12 2水泵出水口正壓 AIW14 2副排水管路流量 EM2313 AIW16 3水泵開停檢測 AIW18 3水泵吸水口負(fù)壓 AIW20 3水泵出水口正壓 AIW22 水倉水位 EM2314 AIW24 1水泵軸溫 AIW26 1電機(jī)軸溫 AIW28 2水泵軸溫 AIW30 2電機(jī)軸溫 EM2315 AIW32 3水泵軸溫 AIW34 3電機(jī)軸溫 AIW36 備用 AIW38 備用 29 表 EM223CN 端口定義 EM223CN端口定義 模塊號 輸入端口 端口定義 輸出端口 端口定義 EM2231 1排水閘閥開到位 1排水閘閥打開 1排水閘閥關(guān)到位 1排水閘閥關(guān)閉 2排水閘閥開到位 2排水閘閥打開 2排水閘閥關(guān)到位 2排水閘閥關(guān)閉 3排水閘閥開到位 3排水閘閥打開 3排水閘閥關(guān)到位 3排水閘閥關(guān)閉 4排水閘閥開到位 4排水閘閥打開 4排水閘閥關(guān)到位 4排水閘閥關(guān)閉 5排水閘閥開到位 5排水閘閥打開 5排水閘閥關(guān)到位 5排水閘閥關(guān)閉 6排水閘閥開到位 6排水閘閥打開 6排水閘閥關(guān)到位 6排水閘閥關(guān)閉 1電磁閥開到位 1電 磁閥打開 1電磁閥關(guān)到位 1電磁閥關(guān)閉 2電磁閥開到位 2電磁閥打開 2電磁閥關(guān)到位 2電磁閥關(guān)閉 EM2232 3電磁閥開到位 3電磁閥打開 3電磁閥關(guān)到位 3電磁閥關(guān)閉 4電磁閥開到位 4電磁閥打開 4電磁閥關(guān)到位 4電磁閥關(guān)閉 5電磁閥開到位 5電磁閥打開 5電磁閥 關(guān)到位 5電磁閥關(guān)閉 6電磁閥開到位 6電磁閥打開 6電磁閥關(guān)到位 6電磁閥關(guān)閉 備用 備用 備用 備用 備用 備用 備用 備用 備用 備用 備用 備用 備用 備用 30 備用 備用 表 CPU226CN 端口定義 CPU226CN端口定義 輸入端口 端口定義 輸出端口 端口定義 遠(yuǎn)控 故障指示 就地 急停指示 自動 /手動 水位超限指示 復(fù)位 報警 急停 1水泵運行指示 超高限水位開關(guān) 2水泵運行指示 高限水位開關(guān) 3水泵運行指示 底限水位開關(guān) 1水泵啟動 1水泵工作 1水泵停止 1水泵檢修 2水泵啟動 2水泵工作 2水泵停止 2水泵檢修 3水泵啟動 3水泵工作 3水泵停止 3水泵檢修 備用 1水泵啟動 備用 1水泵停止 備用 2水泵啟動 2水泵停止 3水泵啟動 3水泵停止 1/2真空泵選擇 真空泵選擇 真空泵停止 備用 31 表 部分內(nèi)存變量分配 部分內(nèi)存變量分配 變電量名稱 地址 備注 上電延時 T37 預(yù)設(shè)值 5s 1水泵運行計時 T38 預(yù)設(shè)值 10s 2水泵運行計時 T39 預(yù)設(shè)值 10s 3水泵運行計時 T40 預(yù)設(shè)值 10s 1水泵運行時間 VD72 2水泵運行時間 VD76 3水泵運行時間 VD80 1水泵運行次數(shù) VD84 2水泵運行次數(shù) VD88 3水泵運行次數(shù) VD92 最少運行時間 VD96 最少運行次數(shù) VD100 1泵啟動標(biāo)志 2泵啟動標(biāo)志 3泵啟動標(biāo)志 排水自動控制系統(tǒng)硬件連接 PLC 作為排水系統(tǒng)的控制中樞和數(shù)據(jù)處理中心，根據(jù)煤礦安全標(biāo)準(zhǔn)，以為工作在煤礦井下的中央泵房內(nèi)，所以 PLC 的控制柜應(yīng)使用防爆外殼，電纜需要用從外殼上的喇叭進(jìn)出，不用的喇叭嘴用堵片將之密封，這樣就可以達(dá)到防爆的效果。工作方式是指在本次水泵操作中當(dāng)前水泵被優(yōu)先開啟，備用是指在本次水泵操作時當(dāng)前水泵處于備用狀態(tài)，當(dāng)打開的水泵不能滿足施工的排水要求時，備用水泵才開始工作，檢修是指是在本次水泵的操作中，當(dāng)前的水泵不被使用，則是對該水泵進(jìn)行維護(hù)。 小結(jié) 本章先是介紹了 PLC 的特點功能，工作原理，然后分析了煤礦井下自動控制的原理，即是以 PLC 控制箱為核心，采集現(xiàn)場設(shè)備的參數(shù)，對水泵的運行狀態(tài)進(jìn)行實時監(jiān)控，同時與上位機(jī)通信，接收來自上位機(jī)和顯示控制臺的控制命令，實行遠(yuǎn)程監(jiān)控，最后從硬件方面簡單介紹了井下排水系統(tǒng)的組成部分，最后簡單介紹了射流泵、離心泵等相關(guān)技術(shù)。真空泵運行效率高，水泵啟動快，但需要提供專門的驅(qū)動設(shè)備。上位機(jī)用于監(jiān)控井下主排水自控系統(tǒng)，通過以太網(wǎng)與 PLC 控制箱進(jìn)行信息交換，并根據(jù)攝像儀顯示的現(xiàn)場層水 泵及相關(guān)聯(lián)設(shè)備的參數(shù)信息對其進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。以水泵的工作效率高為標(biāo)準(zhǔn)，對系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行實時監(jiān)測，優(yōu)化排水系統(tǒng)的工作狀態(tài)，使系統(tǒng)高效運行。 S7200 PLC 也支持高速脈沖輸出功能，其輸出點 和 可形成高速脈沖串輸出或脈寬調(diào)制輸出。 3)對輸入信號增加濾波器 干擾信號會引起系統(tǒng)的誤操作， S7200 PLC 允許為 CPU 模塊上的輸入點設(shè)置濾波器，并未濾波器定義延遲時間，延遲時間從 ~ 可選。由于軟件編程取代了硬接線實現(xiàn)控制功能，大大減輕了繁重的安裝接線工作，從而縮短了施工周期。 PLC 控制系統(tǒng)實質(zhì)性的好處是當(dāng) 控制要求改變時，需要變更控制系統(tǒng)的功能時，只需對程序進(jìn)行簡單的修改，對硬件部分稍作更改即可，而不像繼電器控制系統(tǒng)那樣，在一個裝配好的控制盤上，對系統(tǒng)進(jìn)行修改幾乎是不可能的事。當(dāng)指令涉及輸入、輸出狀態(tài)時， PLC 就從輸入映像寄存器中“讀入”對應(yīng)輸入端子狀態(tài)，從元件映像寄存器“讀入”對應(yīng)元件的當(dāng)前狀態(tài)，然后進(jìn)行相應(yīng)的運算，最新運算的結(jié)果馬上再存入到相應(yīng)的元件映像寄存器中。 四、 電源部分 PLC 一般使用 220V 的交流電源或是 24V 的直流電源，內(nèi)部的開關(guān)電源為 PLC 的中央處理器、存儲器等電路提供 5V、 24V 等直流電源，整體式的小型 PLC 還提供一定容量的直流 24V 電源，供外部有源傳感器使用。 系統(tǒng)存儲器用來存放由 PLC 生產(chǎn)廠家編寫的系統(tǒng)程序，并固化在 ROM內(nèi)，用戶不能更改，它使 PLC 具有基本的功能，能夠完成 PLC 設(shè)計者規(guī)定的各項工作 。但由于它和個人計算機(jī)的簡稱容易混淆，所以現(xiàn)在把可編程控制器簡稱為 PLC。 10 2 煤礦泵房自動控制系統(tǒng) 可編程控制器技術(shù)概況 可編程序邏輯控制器 （ Programmable Logic Controller， PLC） 是一種 可編程的存儲器，用來執(zhí)行內(nèi)部存儲程序、執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)等方面的操作，并可以通過數(shù)字量或模擬量輸入 /輸出來控制各種類型的機(jī)器和生產(chǎn)過程。 本課題研究 的 主要內(nèi)容 針對目前我國煤礦井下排水系統(tǒng)的現(xiàn)狀，本課題研制開發(fā)適合我國煤礦的井下自動排水系統(tǒng)。俄羅斯研究人員利用成本相等的原則，推出了水泵循環(huán)使用周期和管道清 洗周期的計算公式，為管道清理和水泵的使用提出了科學(xué)依據(jù)，提高了整個排水系統(tǒng)的安全性能。隨后幾年，國內(nèi)研究人員從離心泵、管道、電動機(jī)三個方 面提出了對地下排水系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能改造。低于地下水位開采礦產(chǎn)，為了防止地下水含水層中進(jìn)我的，充滿了隔水層必須維護(hù)。當(dāng)?shù)乇硭w中影響范圍內(nèi)采礦時，在一定的條件下，水會涌進(jìn)坑道成為礦井充水來源。 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, according to the change of water level and water warehouse water level change speed, and give full consideration to the principle of peak to valley, automatically determines the time of open the pump and the Numbers, ensure safety, on the basis of as much as possible, reduce the power consumption cost, to achieve economic efficiency of coal mine production. Key words: Underground drainage system 。 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。 1 畢業(yè)設(shè)計任務(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)計日期： 年 月 日 至 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計題目： 基于 PLC 的煤礦 水 泵控制系統(tǒng)設(shè)計 畢業(yè)設(shè)計專題題目： 畢業(yè)設(shè)計主要內(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)計論文的撰寫。一個煤礦排水泵站，一般來說，由多臺排水泵組成，它貫穿整個排水系統(tǒng)起著非常重要的作用。PLC 。一般來說，離地表水越接近，礦井涌水量越大，造