【正文】 LC具有體積小、重量輕、功耗低等特點。如繼電器、接觸器、電磁閥等聯(lián)接，具有較強的驅(qū)動能力。因此，PLC具有很大的靈活性和通用性，結(jié)構(gòu)形式多樣化，可以適用于各種不同規(guī)模、不同工業(yè)控制要求。控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖所示。 PLC 編制程序時首先作硬件組態(tài)。 設(shè)備清單ZP30礦用自動排水控制裝置設(shè)備清單名稱規(guī)格數(shù)量生產(chǎn)廠家集中操作臺KXJ1200/6603C1廣州市昌寧機電設(shè)備有限公司集中控制柜KXJ1200/66033就地控制柜KXJ1200/6603L7電源柜KDW6601北京鼎天數(shù)碼本安接線盒KHH 系列4常熟市練塘膠木塑料配件廠傳感器真空度傳感器GYD16上海鼎鑫儀器儀表有限公司壓力傳感器GYD108投入式液位傳感器GUY10 2上海坤嘉自動化科技有限公司超聲波流量傳感器LCZ8032唐山匯中大方浮球開關(guān)ZQK6003K2大連瑪赫顯示儀表耐震真空度表YN60()6無錫市特種壓力表有限公司 耐震壓力表YN608 無錫市特種壓力表有限公司閥門電動球閥DFH25/7 DN2019淄博德貝爾礦山設(shè)備有限公司手動球閥Q11FP16C，DN2015天津塘沽閥門廠電動閘閥Z941H40C DN3006常州貝斯特異徑外接頭DN50*201廣州市昌寧機電設(shè)備有限公司軟件人機界面軟件　1PLC控制軟件　1上位機組態(tài)軟件WINCC1西門子上位機組態(tài)應(yīng)用軟件　1廣州市昌寧機電設(shè)備有限公司監(jiān)控中心光口工業(yè)換機KIEN20001　東土科技工控機IPC610H1　研華科技不銹鋼水箱400*600*6002廣州市昌寧機電設(shè)備有限公司真空泵SZB42博山超亞 第五章 PLC泵房自動化控制系統(tǒng)設(shè)計 PLC 程序設(shè)計 PLC 程序設(shè)計采用STEP 7 軟件編制。當水位達到報警水位時，可以開啟兩臺水泵；當水位繼續(xù)上升至超限水位時，則表明一臺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除礦井涌水，啟動所有水泵。 水泵控制的控制原則 水泵開啟時，首先檢測水倉水位，當水位超過低水位（滿足開泵條件），開啟一臺水泵，當系統(tǒng)第一次運行，開啟一號泵。該圖是用CAXA軟件畫出來的。壓力表(P)以彈性元件為敏感元件，測量并指示高于環(huán)境壓力的儀表。防爆電動閘閥(DZ)使用電能作為動力來接通電動執(zhí)行機構(gòu)驅(qū)動閥門，實現(xiàn)閥門的開關(guān)、調(diào)節(jié)動作。投標方應(yīng)根據(jù)技術(shù)規(guī)格書的系統(tǒng)功能特性要求對集中控制臺布置做詳細設(shè)計。PLC的輸出信號應(yīng)用中間繼電器隔離，實現(xiàn)對變頻器的控制。本系統(tǒng)遵循礦井綜合監(jiān)控系統(tǒng)標準子系統(tǒng)接口規(guī)范使得該系統(tǒng)可以非常容易地并入礦井綜合監(jiān)控系統(tǒng)中，與其它子系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享。綜合上述因數(shù)考慮，參照[臥式水泵隔振及安裝]，選取IS8050315型臥式離心水泵。為了便于采購及系統(tǒng)的管理，選取相同型號的四臺水泵。 選泵原則水泵的選擇應(yīng)該以以下幾個為原則：(1)使所選泵的型式和性能符合裝置流量、揚程、壓力、溫度、汽蝕流量、吸程等工藝參數(shù)的要求。 水泵的理論揚程是選泵的又一重要數(shù)據(jù)，一般要按放大5%—10%余量后得到的揚程來進行水泵選型。E、系統(tǒng)布線較復(fù)雜由于系統(tǒng)采用了多線制星型的結(jié)構(gòu)，所以必然造成布線較多、較復(fù)雜的缺點，但也正因如此，為系統(tǒng)的可靠運行提供了保證[2]。由于礦井排水系統(tǒng)屬于多變量、非線性、時變的復(fù)雜系統(tǒng)，特別是在管道和水泵等環(huán)節(jié)中，各變量之間又存在著交叉，因此礦井排水系統(tǒng)非常適合于采用模糊控制的方法進行動態(tài)監(jiān)測和故障診斷。針對上述排水系統(tǒng)存在的問題，本文提出了基于PLC的礦井主排水自動控制系統(tǒng)的設(shè)計。其存在的問題有如下幾點：①效率低、可靠性差。目前，我國大多煤礦企業(yè)的井下水泵房使用的仍然是傳統(tǒng)的人工操作排水系統(tǒng)，以離心式水泵系統(tǒng)為主。 真空表安裝在水泵的吸水接管上，為檢測吸水管的真空度用。 ④灌引水漏斗、放氣栓和旁通管 灌引水漏斗是在水泵初次起動時，向水泵和吸水管中灌引水用。在濾水器內(nèi)裝有舌型底閥，其作用是使灌入水泵和吸水管中的引水，以及停泵后的存水不致漏掉。井下自動排水系統(tǒng)的任務(wù)就是把流入井下煤礦巷道中的礦井積水排送至地表。本章分析這種排水系統(tǒng)的組成及工作過程，指出其存在的問題，為井下主排水系統(tǒng)自動控制的研究提供依據(jù)。平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書摘 要隨著計算機控制技術(shù)的迅速發(fā)展，以微處理器為核心的可編程邏輯控制器(PLC)控制已逐步取代繼電器控制，普遍應(yīng)用于各行各業(yè)的自動化控制領(lǐng)域。然而，目前我國的井下排水系統(tǒng)仍由很多依靠傳統(tǒng)的人工操作方式。因此，井下排水就顯得尤為重要。其作用是防止井底沉積的煤泥和雜物吸入泵內(nèi)，導(dǎo)致水泵被堵塞或被磨損。③逆止閥 逆止閥安裝在調(diào)節(jié)閘閥的上方，其作用是當水泵突然停止運轉(zhuǎn)(如突然停電)時，或者在未關(guān)閉調(diào)節(jié)閘閥的情況下停泵時，能自動關(guān)閉，切斷水流，使水泵不致受到水力沖擊而遭到損壞。壓力表所測出的壓力叫做表壓力或相對壓力，它比絕對壓力小1個大氣壓。它們的工作原理不同，但都能在系統(tǒng)中使水泵工作腔達到一定的真空度，保證系統(tǒng)正常工作。根據(jù)現(xiàn)場涌水量的不同，工人還要判斷同時投入幾臺水泵工作，以便于既能及時排出積水，又能使泵站合理使用，避免過度頻繁的起停。而且，水泵房要時時有人值守，以便在發(fā)生異常情況時，及時報警檢修。隨之，一種新穎的礦井排水計算機自動控制系統(tǒng)問世。D、主排水泵運行電量的采集靈活主排水泵運行電量的采集即可以通過電磁啟動器的微機綜保的智能數(shù)據(jù)接口采集，也可以通過多線制方式直接采集二次側(cè)的電流、電壓輸出，第二種采集方式特別適合于礦井電力自動化占用微機綜保的智能數(shù)據(jù)接口情況下的電量采集。但是其中最主要的依據(jù)是所需要的流量。 水泵選型本設(shè)計中使用了三臺工作水泵，一臺備用水泵，但每臺水泵都設(shè)置了獨立的排水管路。立式水泵雖然節(jié)約安裝面積，但由于煤礦礦井安裝空間有限，吊裝困難，所以選擇臥式離心水泵。同時在發(fā)生透水事故時可以做到統(tǒng)一動作、統(tǒng)一指揮。圖41 水泵房監(jiān)控裝置示意圖控制柜（PLC柜）主要由可編程控制器、信號變送器、中間繼電器等組成，主要完成對信號的接受、變換、放大，并由PLC運算、判斷發(fā)出各種控制信號，監(jiān)控水泵的運行工況，實現(xiàn)水泵房的無人值守。集中操作用于完成整套系統(tǒng)的控制與監(jiān)視。采用微阻緩閉式止回閥。球閥最適宜做開關(guān)、切斷閥使用，但近來的發(fā)展已將球閥設(shè)計成使它具有節(jié)流和控制流量之用，如V型球閥。水泵管路系統(tǒng)圖如下圖所示。遠程手動工作時,由授權(quán)值班工作人員通過上位計算機控制水泵的啟動和停止；系統(tǒng)在正常運行過程中，不論何種工作方式，均可實時將現(xiàn)場的各種參數(shù)、設(shè)備狀態(tài)通過工業(yè)以太網(wǎng)傳到地面調(diào)度室。該原理為：首先設(shè)定四個水位限值：HHHH4。圖45 水泵停機流程圖 系統(tǒng)配置 軟件配置 主監(jiān)控系統(tǒng)操作系統(tǒng)軟件為Windows XP Professional，編程軟件采用西門子公司的STEP7 ，組態(tài)軟件采用MCGS。PLC 應(yīng)用STEP 7軟件編制的S7 程序監(jiān)視控制整個系統(tǒng)，并通過地址尋址尋找I/O 模塊，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的輸入輸出。工業(yè)計算機利用友好人機界面實現(xiàn)人機對話和遠程監(jiān)控功能，PLC作為控制器完成邏輯處理和控制任務(wù)，遠程IO實現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集和上傳。而且，同一臺PLC還可用于不同控制對象，通過改變軟件則可實現(xiàn)不同控制的控制要求。此外，PLC的I/O接口可直接與控制現(xiàn)場的用戶設(shè)備聯(lián)接?？煽刂坪唵蜗到y(tǒng)，又可控制復(fù)雜系統(tǒng)。計數(shù)控制:用脈沖控制可以實現(xiàn)加、減計數(shù)模式，可以連接碼盤進行位置檢測。具有溫度測量接口，直接連接各種電阻或電偶。 PLC的基本工作原理PLC運行時，內(nèi)部要進行一系列操作，大致可分為四大類：以故障診斷、通信處理為主的公共操作，聯(lián)系工業(yè)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)輸入和輸出操作，執(zhí)行用戶程序的操作，以及服務(wù)于外部設(shè)備的操作（如果外部設(shè)備有中斷請求）。PLC接通電源后，在進行循環(huán)掃描之前，PLC首先確定自身的完好性，這是起始操作的主要工作。當前處理的結(jié)果放在輸出映像存儲器區(qū)內(nèi)，在程序執(zhí)行結(jié)束后，才將輸出映像區(qū)的內(nèi)容通過鎖存器輸出到端子上。如果沒有外設(shè)請求，系統(tǒng)則會自動循環(huán)地掃描進行。一般情況下，采樣頻率應(yīng)為模擬信號中最高頻率成分的2倍以上，這樣經(jīng)A/D變換的精度可完全恢復(fù)到原來的模擬信號精度。電動機故障：利用PLC及觸摸屏監(jiān)視水泵電機過電流、漏電、低電壓等電氣故障，并參與控制。觸摸屏與監(jiān)測監(jiān)控主機均可動態(tài)顯示主排水系統(tǒng)運行的模擬圖、運行參數(shù)圖表，記錄系統(tǒng)運行和故障數(shù)據(jù)，并顯示故障點以提醒操作人員注意。選定的PLC機型的I/O能力極限值必須大于I/O點數(shù)估計值，并應(yīng)盡量避免使PLC能力接近飽和，一般應(yīng)留有30％的裕量。如果要跨范圍使用PLC，或者應(yīng)用中的某些功能或信號有特別的速度要求時，確定PLC的型號就應(yīng)特別慎重。S7300系列PLC是模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計，各種單獨模塊之間可以進行廣泛組合和擴展。一個為字處理器，多為8位或16位微處理器。外部設(shè)備傳感器和執(zhí)行機構(gòu)所需的信號電平是多種多樣的，而PLC中CPU處理的信息只能是標準電平，所以I/O單元需實現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換。按輸出開關(guān)器件的種類不同又可分為：晶體管輸出方式、可控硅輸出方式和繼電器輸出方式。SM331可選四檔積分：，20ms，100ms，相對應(yīng)的以位表示的精度為：9，12，12，14位。“C”位置用于測量由4線變送器產(chǎn)生的177。這樣，在負載端直接測量和校準電壓。用戶程序是隨PLC的應(yīng)用對象而定的，它是用戶根據(jù)使用環(huán)境和生產(chǎn)工藝的控制要求來編寫的。綜上所述，PLC所用存儲器基本上由PROM、EPROM、EEPROM及RAM等組成，存儲容量的大小隨機器的型號而變化。磁帶和磁盤稱為外存儲器。五、電源部件PLC配有開關(guān)式穩(wěn)壓電源，供內(nèi)部電路使用。它可用S7300可編程序控制器的信號、功能和通訊模塊擴展。 ET200M最多可擴展8個I/O模塊，每個ET200M的最大地址區(qū)：128字節(jié)輸入和128字節(jié)輸出。 第 ３５ 頁