【導(dǎo)讀】第二章控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)····························5. 控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)·······································7. PLC井下排水自動(dòng)控制系統(tǒng)技術(shù)·····

　　

【正文】 。 負(fù)載電源模塊 (PS):用于將 SIMATICS7— 300連接到 120／ 230V交流電源 ,或 24／ 48／ 60／ 110V直流電源。 接口模塊 (IM):用于多機(jī)架配置時(shí)連接主機(jī)架 (CR)和擴(kuò)展機(jī)架 (ER)。 S7— 300通過(guò)分布式的主機(jī)架 (CR)和 3個(gè)擴(kuò)展機(jī)架 (ER),可以操作多達(dá) 32個(gè)模塊。運(yùn)行時(shí)無(wú)需風(fēng)扇 。 SIMATICS7— 300適用于通用領(lǐng)域 :高電磁兼容性和強(qiáng)抗振動(dòng) ,沖擊性 ,使其具有最高的工業(yè)環(huán)境適應(yīng)性 。 功能 : SIMATICS7— 300的大量功能能夠支持和幫助用戶(hù)進(jìn)行編程 .啟動(dòng)和維護(hù) ,其主要功能如下 : 高速的指令處理 :0． 1— 0． 6u s的指令處理時(shí)間在中等到較低的性能要求范圍內(nèi)開(kāi)辟了全新的應(yīng)用領(lǐng)域。 浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算 :用此功能可以有效地實(shí)現(xiàn)更為復(fù)雜的算術(shù)運(yùn)算。 方便用戶(hù)的參數(shù)賦值 :一個(gè)帶標(biāo)準(zhǔn)用戶(hù)接口的軟件工具給所有模塊進(jìn)行參數(shù)賦值。 人機(jī)界面 (HMl):方便的人機(jī)界面服務(wù)已經(jīng)集成在 S7— 300操作系統(tǒng)內(nèi) .因此人機(jī)對(duì)話(huà)的編程要求大大減少。 SIMATIC人機(jī)界面 (HMl)從 S7— 300中取得數(shù)據(jù) ,S7300按用戶(hù)指定的刷新速度傳送這些數(shù)據(jù)。 S7300操作系統(tǒng)自動(dòng)地處理數(shù)據(jù)的傳送。 診斷功能 :CPU的智能化的診斷系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)控系統(tǒng)的功能是否正常 .記錄錯(cuò)誤和特殊系統(tǒng)事件 (例如 :超時(shí) .模塊更換等 )。 口令保護(hù) :多級(jí)口令保護(hù)可以使用戶(hù)高度 .有效地保護(hù)其技術(shù)機(jī)密 ,防止未經(jīng)允許的復(fù)制和修改 ,操作方式選擇開(kāi)關(guān) :操作方式選擇開(kāi)關(guān)像鑰匙一樣可以拔出 ,當(dāng)鑰匙拔出時(shí) ,就不能改變操作方式。這樣就防止非法刪除或改寫(xiě)用戶(hù)程序。 通訊 : 這是一個(gè)經(jīng)濟(jì) 而有效的解決方案；方便用戶(hù)的 STEP7的用戶(hù)界面提供了通訊組態(tài)功能 ,這使得組態(tài)非常容易 、 簡(jiǎn)單。 SIMATICS7— 300具有多種不同的通訊接口 :多種通訊處理器用來(lái)連接 AS— I接口和工業(yè)以太網(wǎng)總線(xiàn)系統(tǒng)；串行通訊處理器用來(lái)連接點(diǎn)到點(diǎn)的通訊系統(tǒng)；多點(diǎn)接口 (MPl)集成在 CPU中 ,用于同時(shí)連接編程器 、 PC機(jī) 、 人機(jī)界面系統(tǒng)及其他 SIMATICS7/M7／ C7等自動(dòng)化控制系統(tǒng)。 CPU支持下列通訊類(lèi)型 : 過(guò)程通訊 :通過(guò)總線(xiàn) (AS— I或 Pronbus)對(duì) I／ O模塊周期尋址 (過(guò)程映象交換 )。 山東輕工業(yè)學(xué)院 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 數(shù)據(jù) 通訊 :在自動(dòng)控制系統(tǒng)之間 .人機(jī)界面 (HMl)和幾個(gè)自動(dòng)化功能塊間相互調(diào)用。 S7— 300新模塊 : S1MATIC S7— 300產(chǎn)品系列又推出了幾種新的模塊 ,這些模塊擴(kuò)大了用戶(hù)的選擇范圍 ,為更多的應(yīng)用帶來(lái)了便利和可能。新推出的模塊有以下幾種 : PS305電源模塊 :24— 110V DC輸入 .24VDC／ 2A輸出 ,環(huán)境條件擴(kuò)展型。 CPU3141FM 中 央 處 理 單元 新 增 一 種可 外 插 存儲(chǔ) 器 卡 的 模塊 .該 模塊 需STEP7V5． OSP3以上版本支持。 SM321數(shù)字量輸入模塊 :48— 125VDC,環(huán)境條件擴(kuò)展型。 SM322數(shù)字量輸出模塊 :48— 125VDC／ 1． 。 SM331熱電阻／電阻輸入模塊 ,分辨率 24位。 SM331熱點(diǎn)偶輸入模塊 ,分辨率 24位。 SM3354人／ 4出模擬輸入／輸出模塊 ,背板總線(xiàn)隔離 ,診斷與中斷功能。 SM338超聲波位置解碼器 ,可連 4個(gè)超聲波位置傳感器 ,最多 8個(gè)測(cè)量點(diǎn)。 CM35計(jì)數(shù)器模塊 ,8通道計(jì)數(shù) ,最大 10KHz, CP343— lIT通訊模塊 ,10／ 100Mbps工業(yè)以太網(wǎng) ,Web服務(wù) 器 ,WWW網(wǎng)頁(yè) ,E— mail發(fā)送功能。 煤礦監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng) 實(shí)例 礦井監(jiān)控系統(tǒng)是為了煤礦安全和正常生產(chǎn)而進(jìn)行的各種有關(guān)參數(shù)或狀態(tài)的集中監(jiān)測(cè)，并對(duì)有關(guān)環(huán)節(jié)加以控制，是保 護(hù)采掘、運(yùn)輸、通風(fēng)、排水等主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)安全運(yùn)行的重 要設(shè)施。該系統(tǒng)包括礦井環(huán)境安全監(jiān)測(cè)和礦井生產(chǎn) (及設(shè)備 工況等 )監(jiān)控，礦井環(huán)境安全監(jiān)測(cè)用于監(jiān)測(cè)影響生產(chǎn)安全和 礦工人身安全的井下環(huán)境因素，礦井生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)用來(lái)監(jiān) 控煤炭生產(chǎn)主要設(shè)備的工況。監(jiān)控系統(tǒng)一般由傳感器、數(shù) 據(jù)采集站、控制站、信號(hào)傳輸系統(tǒng)和地面中心站組成。近 年來(lái)煤礦監(jiān)測(cè) 監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展有以下幾個(gè)主要特點(diǎn)： 煤礦監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)向集散化結(jié)構(gòu)發(fā)展 新推出的監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)基本上都采用集散系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，一 般在結(jié)構(gòu)上由現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控分站和控制中心主站組成。分站 (如S73152DP)可以脫離主站自動(dòng)實(shí)現(xiàn)就地監(jiān)測(cè)和控制功能，分站一般由中小型可編程控制器 (PLC300)組成。主站一般采用 PC 機(jī)，主要負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的收集、存儲(chǔ)、顯 示、報(bào)警、處理、分析、報(bào)表打印等。傳輸系統(tǒng)以現(xiàn)場(chǎng) 總線(xiàn)和 FSK 為主，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)多采用總線(xiàn)型和環(huán)型結(jié)構(gòu)。 煤礦監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)開(kāi)放化 國(guó)外新推出的集散監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)均采用開(kāi)放 系統(tǒng)互連的 標(biāo)準(zhǔn)模型，通信協(xié)議或規(guī)程，支持多種互連標(biāo)準(zhǔn)，如 OPC、 COM/DCOM 等。這樣，任何集散測(cè)控系統(tǒng)，只 要遵循這些規(guī)程，就能夠與其它系統(tǒng)或計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相連 , 方便地組成多節(jié)點(diǎn)的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)間的通 信和數(shù)據(jù)共享。 山東輕工業(yè)學(xué)院 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 煤礦監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)通用化 新推出的監(jiān)控監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不僅能滿(mǎn)足煤礦的安全和生產(chǎn)的 需要，而且能夠完成各種不同的監(jiān)控監(jiān)測(cè)任務(wù)。 煤礦監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)智能化 首先是傳感器的智能化，如不斷推出的具有自動(dòng)校正，靈 敏度自動(dòng)補(bǔ)償，非線(xiàn)性自動(dòng)補(bǔ)償?shù)裙δ艿闹悄軅鞲衅鳌? 煤礦監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng) 應(yīng)用軟件發(fā)展趨勢(shì) 包括操作系統(tǒng)的實(shí)時(shí)多任務(wù)化，控制軟件的組態(tài)化、智 能化和圖形化，軟件系統(tǒng)的開(kāi)放化、標(biāo)準(zhǔn)化，監(jiān)測(cè)監(jiān)控 軟件的管理軟件化，數(shù)據(jù)庫(kù)化。 煤礦監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)向綜合化方向發(fā)展 90年代以來(lái)，一些礦務(wù)局已開(kāi)展監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的全局 (集 團(tuán) )連網(wǎng)工作，進(jìn)一步提高了礦井監(jiān)測(cè)的自動(dòng)化水平。 山東輕工業(yè)學(xué)院 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 第四章 結(jié)束語(yǔ) 井下排水技術(shù)在煤礦的開(kāi)采中的重要性和井下水資源的缺乏利用以及人工控制井下排水系統(tǒng)的種種弊端決定了井下排水自動(dòng)控制系統(tǒng)研究的重要性?；诳删幊炭刂萍夹g(shù)的 煤礦井下排水自動(dòng)控制系統(tǒng)是利用當(dāng)前優(yōu)秀的工業(yè)控制技術(shù)精心研究與開(kāi)發(fā)而成的，它具有許多傳統(tǒng)控制系統(tǒng)無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)， PLC 控制系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用和具有廣大的發(fā)展前景，但是 PLC 系統(tǒng)在井下排水自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用還存在著一些問(wèn)題需要，這需要我們做進(jìn)一步的研究和實(shí)踐，并最終解決問(wèn)題。 以西門(mén)子 S7300 型 PLC 為核心的水泵自動(dòng)控制系統(tǒng)，通過(guò)合理的程序設(shè)計(jì)和對(duì)原排水系統(tǒng)的改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了根據(jù)水倉(cāng)水位的高度、水位變化速度及用電避峰填谷原則，自動(dòng)啟動(dòng)水泵進(jìn)行排水，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，增強(qiáng)井下排水的可靠性。同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了水泵運(yùn)行的合理調(diào)度，提高設(shè)備利用率，節(jié)能增效。 自動(dòng)控制系統(tǒng)采用了技術(shù)先進(jìn)的西門(mén)子 S7300 型 PLC，性能穩(wěn)定，故障率低，且具有完備的故障診斷和保護(hù)功能，保留的人工控制方式可在 PLC 控制系統(tǒng)故障時(shí)正常啟動(dòng)水泵。通過(guò)西門(mén)子觸摸屏 TP270，可實(shí)現(xiàn)界面切換、系統(tǒng)巡查、故障復(fù)位、控制 方式轉(zhuǎn)換等功能。系統(tǒng)的通訊功能還可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。總之，該系統(tǒng)的使用必將提高煤礦生產(chǎn)的自動(dòng)化水平，對(duì)礦井安全生產(chǎn)具有重要意義。 山東輕工業(yè)學(xué)院 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 參考文獻(xiàn) [1]胡奇蕓，于巖，于卉 . 基于帶式輸送機(jī)電控系 統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用 [J].礦山機(jī)械， 2020(3)： 114116. 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