【正文】 中： h — 換能器距液面的距離； c — 超聲波在介質(zhì)中的傳播速度。 第三章 水位監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 為了保證井下安全生產(chǎn)，系統(tǒng)可靠運(yùn)行，水位信號(hào)是水泵自動(dòng)化控制的 一個(gè)非常重要的參數(shù)，水位傳感器的可靠性和準(zhǔn)確性直接影響整個(gè)控制系統(tǒng)的工作可靠性，為此選用超聲波液位傳感器，它具有精度高、非接觸式、非機(jī)械型、維護(hù)方便、安裝容易、標(biāo)定簡單等優(yōu)點(diǎn)，可根據(jù)控制的要求將水位信號(hào)的上限和下限分別設(shè)置為四個(gè)級(jí)別，超高、高、中、低。 控制系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì) 排水系統(tǒng)是否能可靠運(yùn)行直接影響著煤礦生產(chǎn)和人員安全，為提高控制系統(tǒng)的可靠性，針對(duì)傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的不足，系統(tǒng)從設(shè)備本身、傳感器、通信網(wǎng)絡(luò)等各 方面設(shè)計(jì)了可靠性保障措施。 控制系統(tǒng)功能設(shè)計(jì) （ 1） 系統(tǒng)具有靈活多樣的控制方式。計(jì)算機(jī)選用 IBM 商用機(jī)，光信號(hào)接收轉(zhuǎn)換器選用CVR/T 單模光端機(jī)。 2）操作臺(tái) 在泵房設(shè)本操作臺(tái)一臺(tái)。 (4)建立了礦井工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng) ,將井下和地面各主要地點(diǎn)攝像機(jī)的信號(hào)傳輸?shù)降孛嬉曨l服務(wù)器 ,在集控中心顯示和切換圖像 ,為地面遠(yuǎn)程控制提供了必備的監(jiān)視手段。因而傳統(tǒng)的礦井排水方式普遍存在能耗大、效率低、生產(chǎn)成本高的缺點(diǎn)。 礦山排水系統(tǒng)承擔(dān)著排出井下全部涌水的重要任務(wù)，是 保證礦井安全生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其設(shè)備的可靠運(yùn)行關(guān)系到整個(gè)礦井的安全 。它的主要任務(wù)是即時(shí)迅速的排除井下的涌水，以保證礦井的正常生產(chǎn)和安全。 排水設(shè)備一般功率大，耗電量多，傳統(tǒng)排水只能靠人工手動(dòng)控制泵的起停，無法利用排水設(shè)備與倉容，科學(xué)、合理的調(diào)度排水量與排水時(shí)間。 (3)建立了礦井自動(dòng)化監(jiān)控中心 ,具有大屏幕顯示功能 ,控制功能 ,數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)匯總功能 ,網(wǎng)絡(luò)功能等 ,操作員站之間具備相互冗余功能。 井下設(shè)備 1）礦用 PLC 控制箱 需一采區(qū)礦房設(shè)置礦用 PLC 控制箱一臺(tái)，其主要任務(wù)是：通過可編程控制器的輸入模塊采集各監(jiān)測(cè)傳感器的信號(hào)，按程序要求自動(dòng)控制五臺(tái)水泵的啟停：通過通信接口把信息傳送給地面控制計(jì)算機(jī)；根據(jù)地面計(jì)算機(jī)和操作臺(tái)的命令控制水泵的啟停。通信站主要由光信號(hào)接收轉(zhuǎn)換器、西門子中繼器、電源模塊等組成。 系統(tǒng)采用動(dòng)畫圖形對(duì)設(shè)備進(jìn)行描述，當(dāng)設(shè)備是停止?fàn)顟B(tài)時(shí)，代表該設(shè)備的圖形是靜態(tài)的，當(dāng)設(shè)備是運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)以動(dòng)畫的形式對(duì)設(shè)備進(jìn)行模擬、效果形象逼真、富有動(dòng)感；圖中也可以以不同的顏色表示設(shè)備的不同運(yùn)行狀態(tài)，不填色表示設(shè)備未投入運(yùn)行；紅的表示設(shè)備故障；所有的流程采用不同的線條進(jìn)行描述，當(dāng)系統(tǒng)要發(fā)生一些重大變化時(shí)伴隨多媒體語音預(yù)報(bào)或警告。 （ 6） 系統(tǒng)留有網(wǎng)絡(luò)接口和分站擴(kuò)展功能。 （ 3） 通信可靠性保障 控制 PLC 與上位機(jī)之間的通信故障判別采用校驗(yàn)碼與狀態(tài)位相結(jié)合的方式，其中校驗(yàn)碼判斷數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性，狀態(tài)位判斷傳輸通道的通暢性，如果狀態(tài)位不正常時(shí)表明通信通道中斷，啟用備用通訊網(wǎng)絡(luò)。 超聲波發(fā)射和接收換能器可以安裝在液面的上方，讓超聲波在空氣中傳播，如圖 所示。先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)，豐富的軟件功能適應(yīng)各種復(fù)雜環(huán)境。 圖 具體的來說是 :傳感頭根據(jù)水中的壓力與空氣中的壓力差，傳感頭把水位的高度 變換成壓力差，再把壓力差轉(zhuǎn)換成微弱的電信號(hào)，該微弱的電信號(hào)經(jīng)放大器放大后送 A/D 變換器，單片機(jī)采集數(shù)字信號(hào)經(jīng)運(yùn)算處理后，輸出的水位高度用數(shù)碼管來顯示，同 時(shí)輸出對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)。 啟動(dòng)過程為：打開射流泵和抽真空控制閥 進(jìn)行抽真空 真空度達(dá)到要求后 啟動(dòng)水泵電機(jī) 水泵電機(jī)電流降至正常值，且水泵出口壓力達(dá)到設(shè)定值 打開閘閥，進(jìn)行排水 關(guān)閉射流泵和抽真空控制閥。為了保證泵房不致受淹或受潮，需要對(duì)排水實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，其基本要求包括：（ 1）排水泵能自動(dòng)啟停，保證集水井水位在規(guī)定范圍內(nèi)；（ 2）當(dāng)集水井水位在規(guī) 定的最低水位時(shí)，排水泵能自動(dòng)停轉(zhuǎn)；（ 3）當(dāng)工作排水泵故障，或來水量增大、集水井水位升至備用排水泵啟動(dòng)水位時(shí)，備用排水泵能自動(dòng)投入；（ 4）排水泵之間能互為備用運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)備用排水泵投入時(shí)，能發(fā)出警報(bào)信號(hào)。 圖 系統(tǒng)的檢測(cè)環(huán)節(jié) 井下自動(dòng)排水系統(tǒng)的目的是要實(shí)現(xiàn)井下水泵房的無人化操作，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)、自動(dòng)運(yùn)行，提高安全性、可靠性和運(yùn)行效率，增強(qiáng)抗災(zāi)能力。 系統(tǒng)的控制方式 系統(tǒng)控制具有自動(dòng)、半自動(dòng)和手動(dòng)檢修 3 種工作方式：自動(dòng)時(shí)，由 PLC 檢測(cè)水位、壓力及有關(guān)信號(hào)，自動(dòng)完成各泵組運(yùn)行，不需人工參與；半自動(dòng)工作方式時(shí)由工作人員選擇某臺(tái)或幾臺(tái)泵組投入， PLC 自動(dòng)完成已選泵組的啟停和監(jiān)控工作；手動(dòng)檢修方式為故障檢修和手動(dòng)試車時(shí)使用，當(dāng)某臺(tái)水泵及其附屬設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，該泵組將自動(dòng)退出運(yùn)行，不影響其它泵組正常運(yùn)行。并且可以進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸、處理等工作。 水泵控制的控制原則 一、水泵的自動(dòng)開啟流程圖 圖 給出了其中一臺(tái)泵的自動(dòng)開啟 故障保護(hù) 流程圖。如果出現(xiàn)異常，對(duì)于實(shí)時(shí) CPU 以及 I/O 模塊內(nèi)部的錯(cuò)誤，自動(dòng)控制系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)跳入故障處理程序塊中進(jìn)行相應(yīng)的處理；如果是外部回路接線錯(cuò)誤或傳感器失效等故障系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)聲光報(bào)警，并停泵，禁止該泵投入自動(dòng)循環(huán)運(yùn)行中。 根據(jù)礦方的實(shí)際需求，可根據(jù)避峰填谷的需求進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。機(jī)組運(yùn)行至水位下降到 H1 時(shí)，水泵機(jī)組退出運(yùn)行。 系統(tǒng)的 I/O 分配表 表 I/O 分配表 輸入 輸出 名稱 I/O 名稱 I/O 1泵啟動(dòng)按鈕 開啟 1泵 2泵啟動(dòng)按鈕 開啟 2泵 3泵啟動(dòng)按鈕 開啟 3泵 4泵啟動(dòng) 按鈕 開啟 4泵 5泵啟動(dòng) 按鈕 開啟 5泵 下下限水位 H1 指示燈 1 下限水位 H2 指示燈 2 上限水位 H3 指示燈 3 上上限水位 H4 指示燈 4 1泵故障 指示燈 5 2泵故障 報(bào)警 3泵故障 4泵故障 5泵故障 報(bào)警 手動(dòng)啟動(dòng)按鈕 自動(dòng)啟動(dòng)按鈕 停止按鈕 的接線圖 表 2 PLC 接線圖 PLC 編程 【 3】 特點(diǎn) .西門子系列 PLC 有 3 種編程語言：梯形圖（ LAD）、功能塊圖（ FBD）、語句表（ STL）。 以 下為部分 PLC 程序片段： 結(jié)語 煤礦綜合自動(dòng)化系統(tǒng)在地面遠(yuǎn)程控制井下設(shè)備 ,實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)無人值守 ,不僅減人提效 ,也是煤礦“無人為安”思想的體現(xiàn) ,對(duì)煤礦安全生產(chǎn)的發(fā)展具有重大意義。 ”當(dāng)她進(jìn)來的時(shí)候，老班站在門外，向她發(fā)出討好的笑。 一、相遇是個(gè)偶然 “曾經(jīng)，我的日子里充滿了陽光的味道。 吃飯的時(shí)候，我給爸爸說我想要電腦 ,他們很爽快的答應(yīng)了。為此，女孩子們都愿意和他交往。起初我有節(jié)制 ,會(huì)控制自己 ,玩到 9 點(diǎn) 10 點(diǎn)的不用爸媽催 ,那時(shí)候真的很乖啊。再說，村里剛發(fā)了錢，他們高興，他們手里癢癢。它仿佛觸動(dòng)了她心底的一角，讓她聽到了冰層融化的聲音?！? 望老師給予批評(píng)指正?。。? “那破玩意兒，有什么用啊，連大學(xué) 畢業(yè)證都成費(fèi)紙了，還拿初中畢業(yè)證嚇唬我，誰希罕！ ”劉冰兒想。梯形圖（ LAD）在 PLC 中用的非常普遍，融邏輯操作、控制于一體，面向?qū)ο蟮摹?shí)時(shí)的、圖形化的編程語言，備有將復(fù)雜的順序 控制變?yōu)槌绦虬姆奖阒噶睿詼p輕可編程控制器的編程負(fù)擔(dān)與節(jié)省輸入輸出點(diǎn)數(shù)。而手動(dòng)方式下， PLC 不參與任何操作控制，全部由人工通過控制按鈕來控制整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行。若水位繼續(xù)上升到超限水位時(shí)，則表明一臺(tái)水泵的排水量已不足以排除礦井出水，以礦井的最大排水能力來排出礦井涌水。當(dāng)水位下降到低水位限 以下時(shí)，則停止一臺(tái)運(yùn)行時(shí)間最長的水泵。 電動(dòng)機(jī)開關(guān) PLC 控制電路 低壓電器開關(guān) 水位傳感器 流量傳感器 電磁閥電源 電磁閥電源 1泵站控制柜 5泵站控制柜 自動(dòng)閘閥開關(guān) 射流泵控制閥 電接點(diǎn)真空表 電接點(diǎn)壓力表 自動(dòng)閘閥開關(guān) 射流泵控制閥 電接點(diǎn)真空表 電接點(diǎn)壓力表 當(dāng) PLC 接收到啟動(dòng)某 臺(tái)水泵的指令后，就會(huì)按照?qǐng)D 所示的水泵的啟動(dòng)流程圖進(jìn)行水泵的自動(dòng)啟動(dòng)控制。 礦井監(jiān)控系統(tǒng) 圖 監(jiān)控系統(tǒng)工作方式 數(shù)據(jù)自動(dòng)采集主要由 PLC 實(shí)現(xiàn)， PLC 模擬量輸入模塊通過傳感器連續(xù)測(cè)量水倉水位，將水位變化信號(hào)進(jìn)