【正文】 各種指令和內存單元的程序，如果所用的時間不超過T0，則可證實自身完好，否則系統(tǒng)關閉。PLC就是這樣周而復始地重復上述的掃描循環(huán)的。CPU從第一條指令開始，順序逐條地執(zhí)行用戶程序，直到用戶程序結束。這種分時操作進程稱為CPU對程序的掃描。其過程示意圖如圖43所示。6)編程、調試等使用復雜程度不同的手持、便攜和桌面式編程器、工作站和操作屏，進行編程、調試、監(jiān)視、試驗和記錄，并通過打印機打印出程序文件。5)人機界面功能提供操作者以監(jiān)視機器/過程工作必需的信息；允許操作者和PC系統(tǒng)與其應用程序相互作用，以便作決策和調整。在系統(tǒng)構成時，可由一臺計算機與多臺PLC構成“集中管理、分散控制”的分布式控制網絡，以便完成較大規(guī)模的復雜控制。4)通信、聯(lián)網功能現代PLC大多數都采用了通信、網絡技術，有RS232或RS485接口，可進行遠程I/O控制，多臺PLC可彼此間聯(lián)網、通信，外部器件與一臺或多臺可編程控制器的信號處理單元之間，實現程序和數據交換，如程序轉移、數據文檔轉移、監(jiān)視和診斷。3)輸入/輸出接口調理功能具有A/D. D/A轉換功能，通過I/O模塊完成對模擬量的控制和調節(jié)精度，可以根據用戶要求選擇。 數據處理:選擇、組織、規(guī)格化、移動和先入先出。 .擴展算術:平方根、三角函數和浮點運算。順序控制:在前道工序完成之后，就轉入下一道工序，使一臺PLC可作為多部步進控制器使用。定時控制:它為用戶提供了若干個電子定時器，用戶可自行設定:接通延時、關斷延時和定時脈沖等方式。今天的PLC功能，遠不僅是替代傳統(tǒng)的繼電器邏輯。因此，PLC在機電一體化產品中被廣泛應用。 6)體積小、重量輕、易于實現機電一體化 PLC具有體積小、重量輕、功耗低等特點。可用于現場控制，也可用于遠距離控制。因此，PLC既可對開關量進行控制，又可對模擬量進行控制。接線極其簡單、工作量極少。如繼電器、接觸器、電磁閥等聯(lián)接，具有較強的驅動能力。這種面向控制過程、面向問題的編程方式，與匯編語言相比，雖然增加了解釋程序和程序執(zhí)行時間，但對大多數機電控制設備來說，PLC的控制速度還是足夠快的。3)編程簡單、使用方便 PLC采用面向控制過程、面向問題的“自然語言”編程，容易掌握。因此，要求在各種惡劣工作環(huán)境和條件(如電磁干擾、灰塵等)下可靠工作，將故障率降至最低。因此，PLC具有很大的靈活性和通用性，結構形式多樣化，可以適用于各種不同規(guī)模、不同工業(yè)控制要求。而PLC是通過在存儲器中的程序實現控制功能，若控制功能需要改變，只需修改程序及少量接線即可。 1. PLC的特點 1)靈活、通用 在繼電器控制系統(tǒng)中，使用的控制裝置是大量的繼電器，整個系統(tǒng)是根據設計好的電氣控制圖，由人工通過布線、焊接、固定等手段組裝完成的，其過程費時費力。53 排水控制系統(tǒng)硬件結構圖 PLC的主要特點PLC（ Programmable Logic Controller） ，即可編程邏輯控制器，定義是：一種數字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應用而設計的。控制系統(tǒng)總體結構如圖所示。 圖51 控制程序流程圖 基于PLC的井下自動排水系統(tǒng)總體設計系統(tǒng)采用現場層(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)來實現排水系統(tǒng)的自動控制。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、運行中參數檢測和故障報警、故障停泵等模塊，程序流程如圖51 所示。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。 PLC 編制程序時首先作硬件組態(tài)。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 程序設計PLC 程序設計采用STEP 7 軟件編制。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)。 設備清單ZP30礦用自動排水控制裝置設備清單名稱規(guī)格數量生產廠家集中操作臺KXJ1200/6603C1廣州市昌寧機電設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)設計 PLC 程序設計 PLC 程序設計采用STEP 7 軟件編制。 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。機組運行至水位下降到H4時，水泵機組退出運行。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。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，然后再根據均勻磨損的原則、電價避峰填谷的原則實現水泵的起停。當水位超過警戒水位時(出現涌流)，水泵全部開啟。當水位下降到低水位限以下時，則停止一臺水泵。 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。就地手動工作方式時，根據水倉水位或浮球狀態(tài)，就地通過現場手動控制柜手動控制水泵的啟停。不需要人工參與。PLC自動巡檢，通過擴展工業(yè)以太網模塊及井下以太網交換機及光纖收發(fā)器傳給地面調度中心。該圖是用CAXA軟件畫出來的。采用DN250、DN200（）手動閘閥。采用隔爆兼本質安全型超聲流流量計。負壓表(Z)采用抗振式真空表與真空度傳感器配接。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。球閥在管路中主要用來做電動球閥切斷、分配和改變介質的流動方向，它只需要用旋轉90度的操作和很小的轉動力矩就能關閉嚴密。由電動執(zhí)行機構和球閥共同構成電動球閥，是工業(yè)自動化過程控制的一種管道壓力元件，通常用于管道介質的遠程開、關（接通、切斷介質）控制。采用AC660V電動閘閥或電液控閘閥。防爆電動閘閥(DZ)使用電能作為動力來接通電動執(zhí)行機構驅動閥門，實現閥門的開關、調節(jié)動作。 水泵管路系統(tǒng)圖止回閥(ZH)又稱單向閥或逆止閥，其作用是防止管路中的介質倒流。在水泵與電機聯(lián)接處增加KR939SB2型一體化溫度、振動傳感器, 內部分別集成振動、。就地控制箱：就地控制箱主要由按鈕、指示燈等組成，每個就地箱備有急停按鈕與相關按鈕等。投標方應根據技術規(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計。按鈕、指示燈、轉換開關、繼電器等采用品牌優(yōu)質電器元件[6]。PLC柜通過以太網模塊（光口）接入工業(yè)以太干網，實現水泵監(jiān)控子系統(tǒng)與全礦井的監(jiān)控系統(tǒng)信息共享。PLC柜為礦用隔爆型，PLC選用西門子公司S7200系列。PLC的輸出信號應用中間繼電器隔離，實現對變頻器的控制。第四章 中央水泵房系統(tǒng)的配置及工作原理 系統(tǒng)設備及組成水泵房監(jiān)控裝置包括PLC柜、就地控制箱和外圍傳感器以及上位計算機等，系統(tǒng)組成示意圖如31。PLC控制程序采用模塊化結構，系統(tǒng)可按程序模塊分段調試，分段運行。與其它系統(tǒng)的接口：本系統(tǒng)除地面監(jiān)控中心的數據接口外還提供了豐富的與電力等系統(tǒng)的接口，例如與高壓開關柜及軟啟動柜之間的開關量報警接口、可以輸入0100V及05A的模擬量輸入接口[4]。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)實現數據的共享。對于多級提升的礦井排水系統(tǒng)可以通過安裝多級自動化排水設備做到由地面調度中心根據各級泵房水倉容量及液位統(tǒng)籌調度，實現高效、經濟地運行。表21 水泵分組首先啟動機組聯(lián)動啟動第一臺機組聯(lián)動啟動第二臺機組備用機組1號2號3號4號由于采用了光纖環(huán)網通訊技術取代了原來的總線傳輸技術使得數據傳輸更加快捷、可靠。與之匹配的電機型號為Y200L22，電動機參數為：額定轉速，額定功率。綜合上述因數考慮，參照[臥式水泵隔振及安裝]，選取IS8050315型臥式離心水泵。根據上一章節(jié)，得。由于存在沿程損失，局部阻尼損失等，所以水泵的實際流量和揚程要比設計流量和揚程大。在選取水泵的時候主要考慮兩個參數，即排水流量Q及揚程H。為了便于采購及系統(tǒng)的管理，選取相同型號的四臺水泵。從經濟和管理上對水泵臺數和工作方式進行確定，做到投資，維修費最低，正常工作能耗最低。綜上所述，水泵的選擇原則就是要滿足在最不利工況的條件下水泵同樣能夠正常工作，并且在考慮各種工況下，盡可能節(jié)約投資，減少能耗。(3)機械方面可靠性高、噪聲低、振動小。 選泵原則水泵的選擇應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、吸程等工藝參數的要求。吸入側的最低液面，排出側的最高液面等一些數據和管道規(guī)格及其長度、材料、管件規(guī)格、數量等都要加以考慮，以便進行水泵揚程計算和汽蝕余量的校核。(4) 水泵的理論揚程是選泵的又一重要數據，一般要按放大5%—10%余量后得到的揚程來進行水泵選型。選泵時，以最大流量為依據，兼顧正常流量，在沒有最大流量時。E、