【導(dǎo)讀】根據(jù)水倉水位的高度、水位變化速度及用電避峰填谷原則，同時也實現(xiàn)了水泵運行的合理調(diào)度，提高設(shè)。備利用率，節(jié)能增效。實現(xiàn)了以PLC為核心的自動控制系統(tǒng)。行，實現(xiàn)集中控制和運行時的故障監(jiān)測及保護(hù)。臺泵并聯(lián)運作的大型排水系統(tǒng)中PLC將更能體現(xiàn)其優(yōu)越性，而且基于“避峰就谷”的節(jié)電原則。成為可能，達(dá)到經(jīng)濟(jì)運行、節(jié)省資源的目的。目前我國的井下排水系統(tǒng)很多仍然是依靠傳統(tǒng)的人工操作方式。本文介紹了一種基于。設(shè)計方法和思路。西門子S7-300型PLC給出了煤礦井下排水系統(tǒng)的傳感器及執(zhí)行機(jī)。并能與上位機(jī)通訊，實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和在線監(jiān)測，提高了煤礦自動化水平和安全性。煤礦安全生產(chǎn)具有重要意義，有利于排水自動控制系統(tǒng)的應(yīng)用。

　　

【正文】 些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷 的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個掃描周期才能對排在 其上面的程序起作用。 三輸出刷新階段 當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后， PLC 就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間， CPU 按照 I/O 映 12 象區(qū)內(nèi)對應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動相應(yīng)的外設(shè)。這時，才是 PLC 的真正輸出。 第二節(jié) PLC 井下排水自動控制系統(tǒng)分層 整個系統(tǒng)可分為 3 個層次：地面監(jiān)控主站層 。以 PLC 為核心的控制及通訊管理層 。機(jī)械設(shè)備層。 一 地面監(jiān)控主站層 主要由工控機(jī)、監(jiān)控組態(tài)軟件、工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)等組成，通過光纜與井下 PLC、防爆型網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)連接。工控機(jī)通過組態(tài)軟件可以實時顯示由井下 PLC 采集并 傳輸?shù)闹髋潘玫倪\行參數(shù)，并存儲相關(guān)記錄，操作人員也只需在地面生產(chǎn)指揮中心采用鼠標(biāo)操作，就可以實現(xiàn)對各泵組的控制；工業(yè)電視和硬盤錄像機(jī)可實時顯示、記下狀況。 二 控制及通訊管理層 由 PLC 和觸摸屏組成的數(shù)據(jù)采集終端及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、電控設(shè)備、數(shù)據(jù)交換設(shè)備、信號采集裝置等組成。 PLC 負(fù)責(zé)完成信號處理、邏輯判斷、故障診斷和參數(shù)記憶等功能。通過數(shù)據(jù)采集、模塊采集水位信號決定泵是否開啟以及開啟臺數(shù)，然后根據(jù)選擇的控制方式按流程啟動泵組，此時數(shù)據(jù)采集模塊將采集供電電源、電機(jī)、水泵的各項參數(shù)，如：檢測開關(guān)的帶電狀態(tài)、電機(jī) 定子溫度、軸承溫度、泵出水口壓力 。 三 機(jī)械設(shè)備層 煤礦排水系統(tǒng)主要設(shè)備包括電機(jī)、水泵、吸水管道、排水管道、管道閥門等。該自動控制系統(tǒng)是基于原煤礦排水系統(tǒng)的設(shè)計，只需在原有排水系統(tǒng)設(shè)備的基礎(chǔ)上進(jìn)行部分改動。除在電機(jī)、水泵和管道上做部分機(jī)械結(jié)構(gòu)的改動以滿足傳感器的安裝需要外，主要是對原有排水閥門、注水閥門更換為電動可控閥門；加裝為水泵注水的射流泵或為泵抽真空用的真空泵以滿足水泵啟動的需要。為保證安全性，防止自動控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時不能正常啟動泵組排水，不破壞原排水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式，保留原始人工操作方式。 主排水管流 量、水泵前后軸溫度等。各參數(shù)將在觸摸屏上顯示，并且通過數(shù)據(jù)交 13 換設(shè)備傳輸?shù)降孛姹O(jiān)控主站。 第三節(jié) 影響 PLC 控制系統(tǒng)的因素 及抗干擾措施 一 因素 PLC 作為一種自動化程度高、配置靈活的工業(yè)生產(chǎn)過程控制裝置。因為其本身的高可靠性，它的應(yīng)用場合越來越廣，環(huán)境越來越復(fù)雜，所受到的干擾也越來越多。在PLC 控制系統(tǒng)中，就 PLC 本身來說，其薄弱環(huán)節(jié)在 I/O端口。來自電源波形的畸變、現(xiàn)場設(shè)備所產(chǎn)生的電磁干擾、接地電阻的 耦 合、輸入元件觸點的抖動等各種形式的干擾，都可能使系統(tǒng)不能正常工作。研究影響 PLC 控制系統(tǒng)的干擾因素，對于 提高 PLC控制系統(tǒng)的抗干擾能力和可靠性具有重要作用。 對 PLC 的干擾的產(chǎn)生過程主要有三個因素組成： (1)電源引入的干擾。雷電沖擊、開關(guān)操作、大型電力設(shè)備啟停等，都有可能會影響系統(tǒng)的正常運行，造成 PLC系統(tǒng)故障。 (2)I/O 信號線引入的干擾。在使用 PLC 組成控制系統(tǒng)時，要連接大小設(shè)備和各種通信線路，這樣就有可能會發(fā)生各種 各 樣的電磁干擾環(huán)境，影 響 PLC 系統(tǒng)的運行。 (3)接地線引入的干擾。若接地線處理混亂或是電線上的電位分布不等，則會電路的正常運行，有可能在成數(shù)據(jù)換亂，信號失真。 二 措施 PLC 由于具有較強(qiáng)的適 合惡劣工業(yè)環(huán)境的能力，經(jīng)常直接連接在被控電子設(shè)備上，周圍經(jīng)常存在很多干擾。混入電路的干擾容易引起錯誤的輸入信號，從而運算出錯誤的結(jié)果，造成錯誤的輸出信號。所以為了保證控制系統(tǒng)的工作可靠性，在控制系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)采取一些相應(yīng)的抗干擾措施 [31]。如抑制電源系統(tǒng)映入的干擾，抑制接地系統(tǒng)引入的干擾，抑制 I/O 電路引入的干擾等 除硬件方面要采取抗干擾措施外，還必須同時從軟件方面采取適當(dāng)措施。為了抑制如電壓、電流等模擬信號的現(xiàn)場瞬時干擾，本系統(tǒng)采用的平均值法，即用 n 次采樣值的平均值來代替當(dāng)前值 [38] 14 結(jié) 論 利用本 系統(tǒng)實現(xiàn)礦井煤倉排水系統(tǒng)自動控制，不僅提高水泵的使用效率，還節(jié)省水泵的運行費用。若要實現(xiàn)可視化操作，可增選觸摸式工業(yè)圖形顯示器 (觸摸屏 )，PLC 通過通訊接口和通訊協(xié)議，與觸摸屏進(jìn)行全雙工通訊，將水泵機(jī)組的工作狀態(tài)與運行參數(shù)傳至觸摸屏，完成各數(shù)據(jù)的動態(tài)顯示。同時，操作人員也可利用觸摸屏將操作指令傳至 PLC，控制水泵運行。 以西門子 S7300 型 PLC 為核心的水泵自動控制系統(tǒng)，通過合理的程序設(shè)計和對原排水系統(tǒng)的改進(jìn)，實現(xiàn)了根據(jù)水倉水位的高度、水位變化速度及用電避峰填谷原則，自動啟動水泵進(jìn)行排水，減輕工人 勞動強(qiáng)度，增強(qiáng)井下排水的可靠性。同時也實現(xiàn)了水泵運行的合理調(diào)度，提高設(shè)備利用率，節(jié)能增效。 實現(xiàn)了以 PLC 為核心的自動控制系統(tǒng)。井下每臺水泵及其管路、電氣附件組成相對獨立的水泵站，自動控制系統(tǒng)會根據(jù)液位檢測裝置反饋的水位信號自動調(diào)度水泵的運行，實現(xiàn)集中控制和運行時的故障監(jiān)測及保護(hù)。如果有多臺泵并聯(lián)運作的大型排水系統(tǒng)中 PLC 將更能體現(xiàn)其優(yōu)越性，且能實現(xiàn)其集中控制。而且基于“避峰就谷”的節(jié)電原則成為可能，達(dá)到經(jīng)濟(jì)運行、節(jié)省資源的目的。 15 致 謝 三年的大學(xué)階段即將告別，回想曾經(jīng)的學(xué)習(xí)、生活的點點滴 滴，唯有感激才能表達(dá)此刻的心情。 首先我要感謝我的 指 導(dǎo)老師 鄧 老師，很榮幸能在他的帶領(lǐng)下學(xué)習(xí)，讓我在有限的時間更加熱愛我所作的事。同時，平時嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、淵博的知識、正直無私的品格，無不讓感染著我、督促著我、鞭策著我，使我在學(xué)習(xí)和生活中不斷努力、進(jìn)步。這段經(jīng)歷將使我終生受益。在論文完成之際，借此機(jī)會向 鄧 老師致以最誠摯的謝意。 其次我要感謝我身邊的人，大學(xué)里每位曾給我講過課的老師、幫助過我的人及同學(xué)們。 深深感謝我的父母和朋友對我的關(guān)照，現(xiàn)在深感求學(xué)來之不易，唯有盡力學(xué)習(xí)以恐內(nèi)心的不安。 由于本人知識水平有限 ，文中存在錯誤和不足，請各位老師和朋友批評指教，謹(jǐn)致以誠摯的感謝！ 感謝各位專家、老師的評審和指導(dǎo)。 16 參考文獻(xiàn) [1] 宋捷，肖興明，煤礦井下水泵站的監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計 2020。 [2]臺方 .可編程控制器應(yīng)用 [M].北京：中國水利水電出版社， 2020。 [3]謝子殿 .SIMATIC S7— 20 可編程控制原理與應(yīng)用 [M].哈爾濱：黑龍江人民出版社，2020。 [4]丁仲六，射流泵輕型井點基坑排水的設(shè)備與原理及其在新東進(jìn)閘工程中的應(yīng)用，2020。 [5]萬小清 .談煤礦井下排水的處理與利用 .煤 炭工程 .2020。 [6]孫純寧，席辛凱，水泵自動化裝置在煤礦中的應(yīng)用，山東煤炭科技， 2020。 [7]何希才，傳感器及其應(yīng)用，北京，國防工業(yè)出版社， 2020。 [8] 汪志峰主編，可編程序控制器原理與應(yīng)用，西安，西安電子科技大學(xué)出版社， 2020。 [9]喬東凱 . PLC和變頻器在電廠控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 [J]. 礦山機(jī)械， 2020(2)。 [10]周峰，王新華，李劍峰 .軟 PLC 技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用前景 [J].計算機(jī)工程與應(yīng)用， 2020。 [11]陳遠(yuǎn)立，電氣控制與可編程控制器 [M]. 廣州：華南理工大學(xué)出版社 ， 2020。