【文章內容簡介】 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。 采用抗振式壓力表與壓力傳感器配接。 負壓表 (Z)采用抗振式真空表與真空度傳感器配接。 流量計 (Q)指示被測流量和 (或 )在選定的時間間隔內流體總量的儀表。采用隔爆兼本質安全型超聲流流量計。 手動閘閥 (SF)手動閘閥的啟閉件是閘板，閘板的運動方向與流體方向相垂直，閘閥只能作全開和全關 ， 不能作調節(jié)和節(jié)流。采用 DN250、 DN200（ ）手動閘閥。 水泵管路系統(tǒng)圖如下圖所示。該圖是用 CAXA 軟件畫出來的。 圖 42 水 泵管路系統(tǒng)圖 系統(tǒng)工作原理及工作方式 泵房水泵啟動開關的電量參數(shù)由 PLC 配以各種開關量、模擬量的輸入輸出模塊以及以太網(wǎng)通訊模塊共同完成。 PLC 自動巡檢，通過擴展工業(yè)以太網(wǎng)模塊及井下以太網(wǎng)交換機及光纖收發(fā)器傳給地面調度中心。 全自動運行時，系統(tǒng)的井下下位機 PLC 實時采集水倉水位和浮球狀態(tài)，并根據(jù)水倉水位情況和浮球的狀態(tài)，按照各臺水泵的運行時間長短啟動相應水泵的運行或停機。不需要人工參與。下位機在正常運行過程中，可以脫離上位機的通訊仍能正常運行。 就地手動工作方式時，根據(jù)水倉水位或浮球狀態(tài)，就地通過現(xiàn) 場手動控制柜手動控制水泵的啟停。 平頂山工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文）說明書 第 １４ 頁 遠程手動工作時 ,由授權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)、設備狀態(tài)通過工業(yè)以太網(wǎng)傳到地面調度室。 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。當開啟一臺水泵運行一段時間后，發(fā)現(xiàn)水位仍然上漲，則順序開啟下一序號的水泵。當水位下降到低水位限以下時，則停止一臺水泵。 對于具備開啟條件的水泵，在開啟前 首先啟動真空系統(tǒng)，檢測真空度，真空度達到后即可開啟。 當水位超過警戒水位時 (出現(xiàn)涌流 )，水泵全部開啟。 當水泵出現(xiàn)故障時，及時停泵，檢修。 該無人值守系統(tǒng)以水倉水位作為水泵的起停的基本條件，在此條件滿足的前提下，然后再根據(jù)均勻磨損的原則、電價避峰填谷的原則實現(xiàn)水泵的起停。該原理為：首先設定四個水位限值： H H H H4。 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。不論投入幾臺水泵，水 位必須下降到低限水位方可停泵。即當 PLC 讀取的水倉水位值為 H4 時，表示水倉水位低于低限水位，水泵機組將不投入運行；水位值 ≥H3，一臺水泵機組投入運行，則等待水位上漲到 H2時再投入一臺水泵機組運行。當一臺機組處于運行狀態(tài)時水位仍然上漲到 H1，則陸續(xù)投入所有水泵。機組運行至水位下降到 H4 時，水泵機組退出運行。程序流程圖如下圖： 平頂山工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文）說明書 第 １５ 頁 圖 43 程序流程圖 水泵的開機順序 每個水泵在確定需要打開后，首先啟動真空泵，自動抽真空；通過真空表判斷真空度是否達到開啟水泵的標準；如果達到要求，則抽真空完畢，開啟水泵；打開排水管路上電動閥門；關閉真空泵運行；水泵自動開機完畢。 平頂山工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文）說明書 第 １６ 頁 圖 44 水泵起動流程圖 水泵關機順序 每個水泵在確定關閉之后，首先關閉出水電動閥門；判斷閘閥是否關到位；停止排水泵運行。 圖 45 水泵停機流程圖 平頂山工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文）說明書 第 １７ 頁 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。 設備清單 ZP30 礦用自動排水控制裝置設備清單 名稱 規(guī)格 數(shù)量 生產(chǎn)廠家 集中操作臺 KXJ1200/6603C 1 廣州市昌寧機電設備有限公司 集中控制柜 KXJ1200/6603 3 就地控制柜 KXJ1200/6603L 7 電源柜 KDW660 1 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 GYD1 6 上海鼎鑫儀器儀表有限公司 壓力傳感器 GYD10 8 投入式液位傳感器 GUY10 量程 2 上海坤嘉自動化科技有限公司 超聲波流量傳感器 LCZ803 2 唐山匯中大方 浮球開關 ZQK6003K 2 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 YN60 8 無錫市特種壓力表有限公司 閥門 電動球閥 DFH25/7 DN20 19 淄博德貝爾礦山設備有限公司 手動球閥 Q11FP16C， DN20 15 天津塘沽閥門廠 電動閘閥 Z941H40C DN300 6 常州貝斯特 異徑外接頭 DN50*20 1 廣州市昌寧機電設備有限公司 軟件 人機界面軟件 1 PLC 控制軟件 1 上位機組態(tài)軟件 WINCC 1 西門子 平頂山工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文）說明書 第 １８ 頁 上位機組態(tài)應用軟件 1 廣州市昌寧機電設備有限公司 監(jiān)控 中心 光口工業(yè)換機 KIEN20xx 1 東土科技 工控機 IPC610H 1 研華科技 不銹鋼水箱 400*600*600 2 廣州市昌寧機電設備有限公司 真空泵 SZB4 2 博山超亞 平頂山工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文）說明書 第 １９ 頁 第五章 PLC 泵房自動化控制系統(tǒng)設計 PLC 程序設計 PLC 程序設計采用 STEP 7 軟件編制。 STEP 7 軟件是用于西門子 S7300/400 型 PLC 創(chuàng)建可編程邏輯程序的標準軟件，可使用梯形邏輯圖、功能塊圖和語句表進行程序編制。 S7 系列 PLC 包括一個供電單元、一個 CPU，以及輸入和輸出模塊 (I/O 模塊 )。 PLC 應用 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。 PLC 程序設計 PLC 程序設計采用 STEP 7 軟件編制。 STEP 7 軟件是用于西門子 S7300/400 型 PLC 創(chuàng)建可編程邏輯程序的標準軟件，可使用梯形邏輯圖、功能塊圖和語句表進行程序編制。 S7 系列 PLC 包括一個供電單元、一個 CPU，以及輸入和輸出模塊 (I/O 模塊 )。 PLC 應用 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。 PLC 編制程序時首先作硬件組態(tài)。其主要任務就是在 STEP 7 中生成一個與實際硬件系統(tǒng)完全相同的系統(tǒng) ,生成網(wǎng)絡、網(wǎng)絡中各個站的機架和模塊 ,以及設置各硬件組成部分的參數(shù) ,即給參數(shù)賦值 。硬件組態(tài)確定了輸入 /輸出變量的地址 ,為編制順序控制程序打下了基礎。然后根據(jù)手動、半自動、自動控制的方式選擇，進入相應的程序流程。整個程序主要包括運行前水位和供電狀態(tài)檢測、正常啟停泵組、運行中參數(shù)檢測和故障報警、故障停泵等模塊，程序流程如圖 51 所示。 STEP 7 軟件通過建立在線連接下載程序到 PLC 以對編制好的程序進行調試，可實現(xiàn)程序的運行狀態(tài)監(jiān)視、強制性數(shù)據(jù)變更和輸入輸出信號的強制開 /關等。 平頂山工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文）說明書 第 ２０ 頁 圖 51 控制程序流程圖 基于 PLC 的井下自動排水系統(tǒng)總體設計 控制系統(tǒng)總體結構 系統(tǒng)采用現(xiàn)場層 (遠程 IO),控制層 (PLC)和管理層 (工業(yè)計算機 )組成的三級控制系統(tǒng)來實現(xiàn)排水系統(tǒng)的自動控制。工業(yè)計算機利用友好人機界面實現(xiàn)人機對平頂山工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文）說明書 第 ２１ 頁 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，遠程 IO 實現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集和上傳?？刂葡到y(tǒng)總體 結構如圖所示。 52 系統(tǒng)總體結構圖 基于 PLC 的礦井主排水控制系統(tǒng)設計 系統(tǒng)由 PLC（可編程邏輯控制器）、觸摸屏、檢測部分（模擬量和開關量采集）和執(zhí)行部分等組成，其硬件結構如圖 42所示。 平頂山工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文）說明書