矿井水泵房集控系统——基于组态监控技术设计开题报告.doc

本文档系作者精心整理编辑，实用价值高。本科毕业（设计）论文开题报告学生姓名 沈 解 学 号 06B06070129 指导教师 魏苏宁 系 别 机电工程系 专 业 机械设计制造及其自动化 交稿日期 2019年 12月20日 教务处制一、开题报告毕业设计(论文)题目矿井水泵房集控系统基于组态监控技术设计课题背景和意义：煤炭行业是我国的支柱产业。随着煤炭行业高产高效的发展，矿井安全问题已成为制约煤炭生产的关键因素。井下涌水是危及矿井安全的重要因素。一旦发生井下透水事故，不仅影响井下生产，甚至会使矿井淹没，危及生产工人生命。井下水泵房排水系统担负着整个矿井积水排除的任务，其安全可靠性直接影响矿井生产的效率和安全。目前，煤矿井下主排水系统仍多采用继电接触器控制，水泵的开停及选择切换均由人工完成，还做不到根据水位或其他参数自动开停水泵，这将严重影响井下主排水泵房的管理水平和经济效益的提高。这种排水系统由于自动化程度低，应急能力差，存在很大的安全隐患。随着我国煤炭行业的发展，井下排水系统自动化已成为亟待解决的问题。井下排水是伴随着采矿工程产生的一项系统工程。随着控制理论和现代检测技术的发展，自动排水系统的研究在理论和实践上都取得了一定进步。国外在软件设计方面提出了许多简单实用的算法。例如，前苏联国家镍工业设计研究院开发的软件包能根据复杂的水文和地质条件，以及矿井排水的参数，优化管理水泵房的运行，并有一定的计算机辅助设计功能。国内的科研工作者在理论研究和设计方面也作了大量的工作。结合水泵特性研究的多种控制方法在不同地区得到应用。大多工作集中在水泵闸阀的设计与控制系统的改进方面。尽管国内外研究者在井下自动排水系统的研究中取得很多成果，但仍存在优待解决的问题。（1）可控闸阀问题。自动排水系统研究的一项重要任务是可控闸阀研究。目前，在相关领域的研究中，以电动闸阀为主，在手动闸阀机构的基础上增加电机驱动和减速装置，使闸阀能够自动控制。但这样以来，机构更加庞大复杂，运输安装不便。而且，对井下环境而言，电动闸阀存在控制及防爆等问题。还有一些设计方案从液压、机械等方面考虑，设计传动及控制机构，取得一定成果，但难以解决复杂性、可靠性及矿井环境适应性等问题。（2）控制策略。矿井涌水是复杂的现象，受多种随机因素的影响，很难准确预测。所以，根据涌水量大小建立排水系统数学模型，并选择合适控制策略很困难。因此，现有的自动排水系统多是采用简单的水位开关控制方法，使问题简化。在处理复杂的排水问题时，这种控制方法显然不能满足需要。据统计，每开采1吨煤就要排出2-7吨矿井水，有时甚至要排出30-40吨矿井水。井下排水设备所配备电机的功率，小的几千瓦到几十千瓦，大的几百千瓦到上千千瓦。在我国煤炭行业中，井下排水用电量占原煤生产总耗电量的1841，一般为20左右。因此，井下排水设备运转的可靠性(安全运转)与经济性(效率高、电耗量小)，有很大的提高空间，因而具有十分重要的意义。据统计，水泵房采取节能的排水方法，一年可以减少用电几百万度，直接节省开支几十甚至上百万元。在实现水泵房无人职守，少人巡检并实行地面监控的情况下减少水泵房的人员投入、改善工人工作环境的同时，再考虑到由于排水系统监测环节的完善进而延长设备使用寿命、减少由于检查修理设备而延误的产值和花费的人力物力，本课题的经济效益和社会效益将更加可观。研究的主要内容：本课题根据我国煤矿企业发展需要，针对现有井下排水系统自动化程度低，劳动强度大、安全可靠性差等缺点，研制开发适用于煤矿安全生产的井下自动排水系统。主要研究内容包括：1）从现有井下排水系统现状出发，研究切实可行自动化排水方案，解决井下排水现状存在的问题。2）从设备的安全可靠性方面设计水泵房系统的控制流程及其工艺，并研究其控制原理。3）响应节能号召，了解避峰填谷的概念，并用于课题设计上。4）优化控制系统，根据井下涌水情况的变化，选择不同的泵站运行方案，使水泵房工作更加高效。5）用组态软件显示系统水泵房运行情况，便于地面监控站进行监测监控。研究方法（或技术路线）：单泵的控制流程：水泵泵体内部只有达到一定的真空度，使其叶轮完全淹没于水中，才能实现正常的排水。若真空度不够，泵内有空气存在，将会造成不上水和转动部件烧坏等故障。系统一般采用真空泵或射流泵抽真空，由真空表监测真空度，正常运行情况下，由出口压力、流量和真空度3个参数判断水泵运行是否正常。为了减少启动时间和对电网的冲击，水泵操作规程规定离心式水泵启动时一定要关闭出水闸阀。而当水泵停车时，为避免水锤事故，必须先关闭闸阀。缓慢减少流速，最后停车。如图1所示。高水位选择排水管道（相应电动阀门打开）喷射泵电磁阀打开真空度达到要求电机启动水泵工作低水位闸阀动作到位电机停止水泵停止打开电动闸阀图1 单泵的控制流程图该系统主要包含以下环节：自动注水(抽真空)环节、闸阀操纵环节、水位自动监控环节、参数传输环节、故障保护环节及电动机的自动控制环节等。图2 主泵房监测系统图该系统采用反馈式控制的方式。水泵各参数经传感器采集，送入控制单元。控制单元利用提前设定好的算法控制水泵的运行，使水泵达到合理排水的效果。由于矿区泵房电磁干扰比较严重，系统在设计时均考虑选择高可靠性、强抗干扰能力、操作方便、维护简单的设备。本系统是以上位计算机和PLC为核心的监控系统，通过各种传感器及检测元件将现场水仓水位、排水管的出水压力、真空泵启停、电动阀门的状态和水泵的运行状态及电量参数转换为电信号输人PLC。传感器的模拟信号经PLC的AD转换模块转换为数字信号。根据现场需要及水泵的运行状况，PLC启停真空泵及电动机，通过通信接口将现场的数据传送给上位机。本系统利用网络控制技术，通过监控主机，实时采集数据，以图形、图像、数据、文字等方式，直观、形象、实时地反映系统工作状态以及水井水位、电机工作电流、电机温度、轴承温度、排水管流量等参数，并通过通信模块与综合监测监控主机实现数据交换，保存当前数据，供历史查询。该系统做到全程数字化、信息化，同时以先进的控制方法和手段大大增加的矿井效益和安全性。预期结果：（1）实现井下排水泵房无人值守自动控制运行。（2）具备网络测控功能。（3）系统具备地面计算机网络控制、手动与自动选择切换功能。（4）在水仓水位满足条件的前提下，系统能按避峰填谷的原则进行水泵的启停控制。（5）安操作规程要求的顺序，进行水泵的启动和停止操作。（6）对电机和水泵的运行参数及保护参数进行实时的监测和传送。（7）整个系统做到可靠运行、维护方便、修改灵活。进度计划：（1） 检索收集矿井水泵房控制系统最新资料 第1周第3周（2） 提交开题报告及相关的外文翻译资料 第4周第5周（3） 提出总体设计方案和器件选择方案 第6周第8周（4） 进行系统软硬件设计 第9周第12周（5） 完成毕业设计论文 第13周第14周（6） 答辩 第15周指导教师意见：指导教师签名： 年 月 日系部意见 审查结果： 同 意 不 同 意系主任签名： 年 月 日二、阅读文献目录序号文献名文献出处文献发表时间1PLCHMI系统在集控排水设备中的应用淮北职业技术学院学报2009年06月第8卷第3期2PLC在煤矿水泵自动控制中的应用河北煤炭2007年第6期3煤矿井下水泵房集中控制系统的研究与设计矿业天地2008年第33期4高可靠性S7-PLC在煤矿井水泵自动监控系统中的应用研究山东煤炭科技2007年第6期5监测监控系统在中央主排水泵房研究应用煤2008年第9期6井下自动排水用液压可控闸阀仿真研究煤矿机械2009年1月7基于PLC和WinCC的井下泵房监控系统工矿自动化2007年第6期8井下水泵房无人监控测试系统煤矿机电2007年第3期9组态软件控制技术北京理工大学出版社2007年10矿井中央泵房水泵自动化系统的设计煤矿机电2007年第1期11基于S7-200型PLC的矿井主排水自动控制系统中州煤炭2009年第4期12矿井主排水泵节能改造非金属矿2007年9月13浅谈国外工程井下水泵房SCADA系统的设计有色冶金设计与研究2008年10月14C+程序设计教程机械工业出版社2007年2月15PLC in mine pit host draining water control system application/EN/3266.html2007年3月18日16Reactive transport modeling of column experiments for the remediation of acid mine drainage Environmental Science and TechnologyAmos，Richard T，Mayer，KUlrich etc2004年三、文献综述注意：学生阅读文献后，必须写出3000字左右的综述，作为开题内容之一。（可增页）摘要：煤炭行业是我国的支柱产业。随着煤炭行业高产高效的发展，矿井安全问题己成为制约煤炭生产的关键因素。井下涌水是危及矿井安全的重要因素。一旦发生井下透水事故，不仅影响井下生产，甚至会使矿井淹没，危及生产工人生命。井下水泵房排水系统担负着整个矿井积水排除的任务，其安全可靠性直接影响矿井生产的效率和安全。尽管可编程序控制器(PLC)已在现代化矿井的自动化生产中得到广泛应用。但部分老矿井下主排水系统仍多采用继电器控制，较为落后的启动方式下所出现的掉电、过流、送电失败等故障既无精确的检测，又无完整的保护。真空泵的运行和真空度的检测与泵腔水压的高低及扬水阀开闭之间的配合、水泵开停及选择切换等，需依靠两名以上的操作人员凭经验合作完成。设置专人专岗进行的就地简单操作，使生产效率低，人为事故率较高。大量的实时数据不能由地面调度人员及时监测和管理，直接影响井下主排水泵房的管理水平和经济效益的提高。因此，将系统进行PLCHMI(PLC触摸屏)改造。使之成为集监控、显示、通讯为一体的监控系统。为煤矿生产自动化程度的提高，加快信息化、网络化的建设。促进国有老煤矿通过“减人提效”摆脱困境发展建设的目标打下基础。关键词：监测监控；PLC；矿井水泵房；人机界面井下排水系统是煤矿生产中四大系统之一，担负着井下积水排出的重要任务。如果不能及时地将这些积水排送到井上，井下的生产可能受到阻碍，井下的安全得不到保障，严重者会造成重大事故。随着计算机控制技术的迅速发展，以微处理器为核心的可编程序控制器(PLC)控制已逐步取代继电器控制，广泛应用于各行各业的自动化控制领域。煤炭行业也不例外，但目前煤矿井下主排水系统仍多采用继电器控制，水泵的开停及选择切换均由人工完成，还做不到根据水位或其它参数自动开停水泵，这将严重影响井下主排水泵房的管理水平和经济效益的提高。一、国内外研究动态井下排水是伴随着采矿工程产生的一项系统工程。随着控制理论和现代检测技术的发展，自动排水系统的研究在理论和实践上都取得了一定进步。（一） 国外研究动态国外在软件设计方面提出了许多简单实用的算法。例如，前苏联国家镍工业设计研究院开发的软件包能根据复杂的水文和地质条件，以及矿井排水的参数，优化管理水泵房的运行，并有一定的计算机辅助设计功能。（二） 国内研究动态国内的科研工作者在理论研究和设计方面也作了大量的工作。结合水泵特性研究的多种控制方法在不同地区得到应用。大多工作集中在水泵闸阀的设计与控制系统的改进方面。尽管国内外研究者在井下自动排水系统的研究中取得了很多成果，但仍存在优待解决的问题。1. 可控闸阀问题。自动排水系统研究的一项重要任务是可控闸阀研究。目前，在相关领域的研究中，以电动闸阀为主，在手动闸阀机构的基础上增加电机驱动和减速装置，使闸阀能够自动控制。但这样以来，机构更加庞大复杂，运输安装不便。而且，对井下环境而言，电动闸阀存在控制及防爆等问题。还有一些设计方案从液压、机械等方面考虑，设计传动及控制机构，取得一定成果，但难以解决复杂性、可靠性及矿井环境适应性等问题。2. 控制策略问题。矿井涌水是复杂的现象，受多种随机因素的影响，很难准确预测。所以，根据涌水量大小建立排水系统数学模型，并选择合适控制策略很困难。因此，现有的自动排水系统多是采用简单的水位开关控制方法，使问题简化。在处理复杂的排水问题时，这种控制方法显不能满足需要。二、系统的主要组成和功能根据矿井关于“安全、可靠、简约化、自动化、经济运行”的具体要求，提出水泵房系统的基本设计原则：以“PLCHMI”为信息平台，集合各种检测、保护、控制、执行装置，实现智能化控制。（一） PLC隔爆控制箱。采用可编程控制器，模块式结构，具有系统容量大、扩充方便；各种功能模块齐全、指令功能强；高速、坚固、通信能力强、操作方便等特点，特别适合于工业环境及电气干扰环境。系统PLC由电源模块、中央处理单元CPU315C一2DP、以太网通信模块CPM31、数字量输入、输出模块SM323、数字量输出模块SM322、数字量输入模块SM321、模拟量输入模块SM331(6ES73317KF020AB0)、STYB输入模块。PLC自动检测水位信号，根据水位的高低，自动投入和退出水泵运行台数，合理地调度水泵运行。系统将PLC中处理后的现场的各种运行数据送就地人机界面显示，同时可以将人机界面输入的控制命令送到PLC，控制设备的运行，并根据排水压力、流量、电流、电压、温度等信息判断水泵、电机等运行是否正常1。（二） 地面监控站。1. 设置监控分站。使用计算机，并配以上位机组态软件，动态监控水泵及其附属设备的运行状况，实时显示水位、流量、压力、温度、电流、电压等参数，超限报警，故障点自动闪烁。具有故障记录，历史数据查询等功能，并可实现遥测、遥控功能。通过触摸屏，还可以方便地进行手动控制，为维修和监控带来便捷。2. 在矿井调度室。井下主站将水泵的监控信息通过换机接人矿井千兆网，直接进入矿井信息化平台，由矿井信息处理中心统一组态后，由各有关部室调用。并提供实时查询，与生产管理相结合，有利地运用信息化平台帮助作业生产，提高安全性和效益。(三) 通讯网络。1. PLC与人机界面间的通讯。两者可以周期性的交换少量的数据，在系统中该通讯完成将PLC中处理后的现场的各种运行数据送就地人机界面显示，同时可以将人机界面输入的控制命令送到PLC，控制设备的运行。2.将控制箱分为主控制箱与分控制箱，两者采用现场总线通讯。将现场设备连接到控制装置，并保证在各个部件之间的高速通信，从I0传送信号到PLC的CPU模块只需毫秒级的时间。3. PLC与供电监控系统间通讯，PLC与电气监控分站进行通信，通过电气监控分站获得水泵运行中的所有电气信息。4. PLC与矿调度室间通讯。在PLC上扩展一个工业以太网模块，将现场的信息搭上矿井的千兆网信息平台。在系统中，该通讯完成将现场的设备状态、运行数据、故障信息等所有设备信息参数通过矿信息化的千兆以太网送到总调度室上位机，同时将上位机的控制指令送PLC。在地面值班室设立监控分站，利用设立在地面的交换机与矿井千兆网通信，以便在值班室监控水泵的运行。（四） 其它执行元件。电动阀门、电磁阀、传感器、按钮、开关等。三、监控系统的特点（一） 实行在线监控监控系统对水泵房设备运行实行在线监控，并具有自诊断功能，可实现水泵房的无人值守；并通过网络与矿井监控系统进行数据交换，接受管理人员指令。（二） 控制灵活可实现多种控制方式之间的切换，应用于不同的工作环境下。一般情况下，根据水位情况自动运行；故障检修或系统维修时，可使用半自动或手动方式运行，即可以对运行环节“截断”操作。（三） 延长水泵寿命据水位控制原则，自动实现水泵的轮换工作，避免同一水泵长期使用，而其他水泵闲置；还可以根据水井涌水情况，选择不同的排水方案，避免涌水小量时水泵频繁启动，涌水大量时不能及时排除积水。从而使水泵合理运行，大大延长了使用寿命。（四） 提高矿井电网质量监控系统可根据电网负荷信息“避峰填谷”，来确定开、停水泵时间，以提高矿井的电网质量。四、软件设计 上位机监控软件设计。选用最新的组态软件组态王6.53版，该组态软件运行于Windows环境，提供了一种高效、开放的组态开发环境。并为用户提供了可视化过程、数据获取和监视控制功能。采用客户服务器体系结构，能够提供数据在网络上的全面集成和共享，为管理系统提供数据，提高监控系统的性能。使用组态软件还可以根据矿生产系统及工艺流程的变化，由相关人员制作和修改监控画面，也可以随时修改界面上设备的颜色、形状、尺寸和位置。系统采用动画图形对设备进行描述，当设备是停止状态时，代表该设备的图形是静态的，当设备是运行状态时，系统就会以动画的形式对设备进行模拟、效果形象逼真、富有动感；图中也可以以不同的颜色表示设备的不同运行状态，所有的流程采用不同的线条进行描述，当系统要发生一些重大变化时伴随多媒体语音预告或警告。组态软件在系统中完成实时数据处理、显示，定时记录泵房控制PLC的数据，自动生成运行参数的日报表、月报表，以及实时动态图形、实时数据表格、报警故障记录、历史事件记录、趋势曲线数据管理、报表打印功能、扩展功能等，当现场设备有动作或出现故障时能够自动弹出报警画面，给值班人员警示。允许远程控制操作时，在紧急情况下监控人员可以用远程授权控制各水泵的运行2。五、控制系统现场改造应注意的几个问题由于水泵房是在井下，首要问题是解决好远程控制、自动控制与就地控制之问转换，解决好远程控制与就地手动控制之间的冲突问题，防止就地开泵的情况下，由于各种原因使监控系统判断为故障状态而发出设备停机命令。同时为了防止由于各种原因造成的通信中断，就地手动操作必须不受监控系统的干扰，独立完成水泵的启停运行，为此，就地手控时，PLC设为只监不控。六、小结本课题基于PLC和组态王的泵房监控系统，利用PLC抗干扰能力强、组网方便、适用于工业现场及组态王数据处理和图形表现能力强等特点，融合了较先进的自动化技术、计算机技术、通信技术和软件技术，可靠性高，组网简单。电气控制和计算机系统的一体化设计，使现场维护更加方便、快捷。应该可达到运行平稳可靠，实现真正的无人值守的全自动控制泵组的目标，通过触摸屏组态域面的切换，可对各运行参数进行检测和设定，在监视设备运行状况的同时可以查询设备故障信息，大大提高系统的自动化水平及对现场设备的监控能力。不仅节省人力资源，降低成本，减轻工人劳动强度，而且将使该生产过程自动化程度大为提高。通过避峰填谷的自动分析，选择不同的水泵排水方案，不仅给企业节能减排，还造福了社会，经济效益较好，值得研究和推广。井下水泵集中调度，确保行业网络化，无人值守、远程监控的更深、对于煤炭行业的排水技术发展和安全生产有重要意义。参考文献：1 王华东等 基于PLC和WinCC的井下泵房监控系统 工矿自动化 2007年第6期2 刘宏林等 PLCHMI系统在集控排水设备中的应用 淮北职业技术学院学报 2009年06月第8卷第3期四、文献翻译注意：每个学生必须提交15000个以上印刷符号、与课题研究密切相关的外文文献的中文翻译文章或者读书报告。（可增页）PLC控制系统在矿井主排水中的应用采用PLC自动检测水仓水位等参数，根据水仓水位高度，矿井使用的电信号等要素，建立数学模型，合理调度水泵运动，可以达到避峰填谷和节能目标。引入PLC在傣寨煤矿矿井排水控制系统的组成主机，系统功能和特点及应用条件。1 概述 随着计算机控制技术的飞速发展，PLC的控制作为核心的可编程序控制器的微处理器已逐渐取代黑白控制，普遍适用于所有各行业及职业自动化控制领域。煤炭行业也不例外，但目前煤矿井下主排水系统仍然使用黑白控制，水泵站的开关是通过人为选择来控制完成的，但也不能达到按水位或其他参数，自动打开水泵站，这将严重影响矿井主排水泵房的管理水平和经济效益的提高。 傣族村煤矿是于1999年设计完成的，生产力是1.8（公吨/一个现代化的矿井），该矿井所产生的水的体积非常大，中央委员会设计安装5 MD500 - 57 9主机排水水泵，必要的1250kW电机，3根管道。通常情况下矿井产生了水，2个泵工作，2个备用，1作为检修用。鉴于PLC的先进性和可靠性，煤炭工业邯郸设计院及其附属单位，拿出真空系统，管道电动阀门等安装在5个主要排水水泵，实施了PLC自动控制和运动参数的自动检测，动态展示，并将数据传输到地面生产调度中心，进行实时监测和报警。 系统通过检测水仓水位和其他参数，在适当的时候开启备用泵，从而控制水泵工作，合理调度5个水泵运动。该系统通过屏幕接触的方式以图形、图片、数据、文字等直观、生动、实时反映系统的工作状态和水仓参数以及水位、电机工作电流、电机温度、轴承温度、3根排水管的流量，并通过通信模块和综合监督监测的主要引擎实现数据交换。该系统具有可靠的运动、操作方便、自动化程度高等特点，及可节省水泵的经营成本。2 系统组成 傣族村煤矿中央泵房矿井主排水泵的自动化控制图如图1所示，整个自动控制系统由自动数据采集，自动采取轮流工作，自动控制，动态演示和故障报警5个部分等组成。2.1 数据自动采集和检测数据自动采集和检测主要分为两大类：模拟量数据和数字量数据。检测的模拟量数据，主要有：水仓水位、电机工作电流、水泵轴温暖、电机温度、3根排水管的流量；数字量的检测数据主要有：水泵高压启动柜真空断路器和真空接触器设备条件、电动阀门的工作状态与启闭的条件、真空泵工作状态、电磁阀的条件、水泵真空度和水泵出水口压力。 数据主要由PLC实现自动采集，PLC的模拟量输入模块通过传感器不断检查水仓水位，进行关于水位变化的信号转换处理，计算在单位时间内不同水位段水位上升速度，由此判断煤矿的水量产生，控制排水泵打开停止。电机电流、水泵轴温度、传感器和电机温度等、管道中变化的流量、主要用于监测水泵、电机运行状况、超限报警、避免了水泵电机损坏。PLC的数字量输入模块可收集各种开关量信号到PLC中，作为某种逻辑处理的条件和基础，控制排水泵打开停止。在数据采集过程中，模拟量信号处理器将模拟信号转换数字信号（A / D转换），其转化速度由采样频率决定。在一般情况下，采样频率是模拟信号上限的两倍，通过A/ D转换的精度可以这样完全恢复到原来模拟信号的精度。在A / D转换精度由A / D转换器计算决定。当5V的转换由5mV电压精度的要求，精度是5mV/5V = 0.1，即：1 / 1000十进制1000时使用的二进制表达式的要求是10，但这个系统使用的A / D模块分辨率为16位，其精度高于 0.05，这个精度等级充分满足控制系统的要求。同时，PLC通过积分方式的转变运行A / D模块，可能会影响输入信号的峰值噪声和感应噪声的平均值，适用于工业噪音严重的地方。 2.2 自动运行为了防止因为备用泵和电气设备的备用管道长时间不用而导致电气机械及电气设备受潮或其他故障没有及时发现，当工作泵出现故障，必须紧急启动备用泵，但不能影响矿井安全，这个系统程序需5个泵自动采取轮流工作，该控制程序自动记录打开水泵站的次数和运行时间以及管道的状态和目前的流量，该系统根据这些动作参数自动打开有序的水泵站和相应的管道，以至各水泵和管道的利用率分布均匀，当一些泵或相应阀发生故障，一些管道漏水，系统会自动发出声光警报，在触摸屏幕上闪烁动态显示，事故的记录，同时泵故障或管道自动截止轮流工作，其他各泵管道继续按一定顺序自动轮流工作，实现了故障早处理早发现，为了避免在生产时影响矿井安全。2.3 自动控制 该系统控制设计选择了日本欧姆龙公司C200HE PLC控制主引擎，本机是模块化结构，由PLC、CPU、I/O接口、模拟量模块输入、电源、通讯等组成。PLC自动化控制系统的基础是水位高度、矿井用电负荷的、以及其它部分，当供应电价高时，控制室和供电部门规定（控制室可在触摸屏上根据实际情况进行调整，并在必要时设立）等因素，以建立了数学模型，合理调度水泵，自动准确地打开，停止水泵的秩序，控制5水泵运动。 为了保证矿井生产安全，系统运行可靠，水位信号将是一个多参数的水泵自动计数量，因此，该系统已建立了两个级别的水域传感器，模拟量和开关量传感器，PLC接受模拟量水位信号并将水位划分为若干级别，计算在单位时间内不同水位段水位上升速度，从而判断矿井的涌水量，同时将检查现有矿井供电量，计算用电负荷因素，同时将根据水量及用电负荷对矿井在用电低谷时进行控制用电控制，并在一天的最低电价将水泵打开，用电高峰和电价高时，水泵停止运动，达到避峰填谷和节能目标。2.4 动态显示 动态显示选择相应日本Digital公司GP - 570T内核触摸式工业图形显示器（触摸屏），通过图形动态显示水泵系统，真空泵，电磁阀和电动阀运行状态，使用改变图形的颜色和闪烁功能进行的事故警报。直观展示了电磁阀和电动阀通断的状态，实时显示水泵抽真空状况和压力值。 随着趋势图、棒状图和精确数字形式实时显示水仓水位，在打开水泵站水位时提前发出通知信号，并在低水位、超低水位，高水位，超高水位分区警报，以不同声的形式提醒工作人员注意。 使用图、趋势图和数字形式直观显示3根管道的瞬时流量、矿井用电负荷、电机电流、水泵瞬间负荷和积累负荷、水泵轴温度、电机温度等，并对其进行了动态显示，超限报警，自动记录历史数据和故障类型等、时间、3种较低新出现的故障（在屏幕上面试次数），提醒工作人员及时检修，避免了水泵电机损坏。2.5 通讯连接 通过PLC的通讯接口和通讯协议，与触摸屏进行整个全双工通信，根据对水泵机组的工作状态和触摸屏的运行参数，完成各种数据的动态显示；同时，操作者还可以使用触摸屏传递型号给PLC，控制水泵运行。同时，通过对PLC水泵机组的运行状态和变电站监控系统的安全生产调节地面监控中心的主要动力参数，与整个煤矿生产矿井安全监控系统联网，管理人员掌握地面矿井主排水系统设备的所有检测数据和工作状态，也可以根据信息的自动化控制，实现矿井主排水系统的控制，并提供生产矿井的主要信息给领导。触摸屏和监视器监测的主要引擎，可动态演示主排水系统的运动仿真图、运动参数图、录音系统、运动和故障数据、并显示故障提醒操作者注意。3 系统功能和特点 （1）PLC控制程序采用模块化结构，该系统可根据该程序模块分开调试，分区运动。这一程序结构清晰、简单、直接、易于理解、有利于仿真调试、运行速度快等特点。（2）系统的基础水位和压力控制原理，自动实现水泵轮流工作，延长了水泵的使用寿命。（3）该系统可根据泵组的位置，自动选择启动附近的真空泵，如果不能达到在程序设定时间的真空度，然后自动启动备用真空泵。（4）系统基础上的电网负荷及电力部门的规定，当供电给车间时，以“避峰填谷”确定规则，停止水泵的时间，从而合理地使用电力网络信息，提高矿井电力网络运行质量。（5）PLC自动检测水位信号在不同测量时间段的水位上升速度，以此判决煤矿涌水量，并自动开启和停止水泵运动数量，合理调度水泵运动。（6）在触摸屏上动态监测水泵及其附属设备的运行状态、参数等实时显示水位、流量、压力、温度、电流、电压、超限报警、故障自动提示图片、故障自动闪烁。有故障的记录，功能历史数据查询等。（7）该系统的通讯连接功能，可同时与PLC的触摸屏和地面监视监测的主要引擎通讯、传送数据、交流信息、实现控制。（8）系统保护功能有以下几种。超温保护：水泵长期运行，当轴承温度或定子温度超过允许值，通过温度保护装置和PLC实现报警。流量保护：在水泵启动或正常运行，如果流量不能达到正常价值，导致此水泵过载，自动转换启动另一个水泵。电机故障：和触摸屏监视水泵电气故障及电机电流等，漏电、低电压用PLC。电动闸阀破裂：电动马达控制的电动闸阀过载、电机短路、渗漏、崩溃。（9）控制系统具有自动、半自动和手动检修工作的3种方法。当自动运行，由PLC检查水位、压力及相关信号，分别由水泵自动实行集体工作，不需要人工参与；当半自动工作的方式，由工作人员选择水泵组中的部分或几个；PLC的自动完成已选择泵组站的监测工作；因为故障排除和人工试运行检修方式使用手册，当一些水泵及其附属设备破裂，应该将水泵组自动退出运动，不影响其它的泵组正常运行。在PLC柜设有禁止启动按钮，检修设备时，可能会阻止其他操作人员，保证了系统的安全可靠。该系统可根据需要改变的是自动和半自动工作的方式运动。注意：请将外文文献原文复印件附在后面。来自 /EN/3266.html 2007年3月18日PLC in mine pit host draining water control system applicationUses the PLC automatic detection dibhole water level and other parameters, according to dibhole the water level height, the mine pit uses electricity factor and so on information, establishes the mathematical model, reasonably dispatches the water pump movement, may achieve evades the peak to fill in the valley and the energy conservation goal. Introduced PLC in the Dai village coal mine mine shaft host draining water control system composition, the system function and the characteristic and the application condition. 1st, outlineAlong with the computer control technology rapid development, (PLC) controls take the microprocessor as the core programmable foreword controller has gradually substituted for the black-white control, generally applies to all the various trades and occupations automated control domain. The coal profession is not exceptional, but the present coal mine mine shaft host drainage system still used the black-white control, the water pump opens stops and chooses the cut by artificially to complete, but also could not achieve according to the water level or other parameters automatically opens stops the water pump, this seriously will affect the mine shaft host draining water pump house the management level and the economic efficiency enhancement.The Dai village coal mine is the productivity which in 1999 designs is completed is the 1.8Mt/a modernized mine pit, the mine shaft wells up the water volume to be bigger, the central committee pumped the design to install 5 MD500-579 hosts drainage pumps, necessary electric motor 1250kW, 3 drain lines. When normally wells up the water, 2 work, 2 spare, 1 overhaul. In view of the fact that PLC advanced and the reliability, the coal industry Handan design institute and its attached pulled out installment and so on vacuum system and pipeline electrically operated valve to 5 main drainage pumps has implemented the PLC automatic control and the movement parameter automatic detection, the dynamic demonstration, and the data transfer to the ground production scheduling center, carried on the real-time monitor and reports to the police the demonstration. The system through the examination dibhole water level and other parameters, controls the water pump to work in turn with at the right moment starts the relay pump, reasonably dispatches 5 water pumps movements. The system through touches the screen by way and so on graph, picture, data, writing, direct-viewing, is vivid, real-time reflects the system active status as well as dibhole parameter and so on water level, electrical machinery operating current, electrical machinery temperature, bearing temperature, 3 discharge pipes current capacities, and through communication module and synthesis monitor monitoring main engine realization data exchange. This system has the movement to be reliable, the ease of operation, the automaticity higher characteristic, and may save the water pump the operating cost. 2nd, system compositionDai village coal mine central pump house mine shaft host drainage pump automation control diagram like chart 1 shows, the entire automatic control system by data automatic gathering, automatically takes turns to work, the automatic control, the dynamic demonstration and the breakdown recording reports to the police with the communication connection and so on 5 parts is composed. 2nd, 1 data automatic gathering and examination Data automatic gathering and the examination mainly divides into two kinds: Simulation quantity data and digital quantity data. The simulation quantity examination data mainly has: dibhole water level, electrical machinery operating current, water pump shaft warm, electrical machinery temperature, 3 discharge pipes current capacities; The digital quantity examination data mainly has: The water pump high pressure start cabinet vacuum circuit-breaker and the reactor cabinet vacuum contact device condition, the motorized valve active status with opens shuts the position, the vacuum pump active status, the solenoid valve condition, the water pump suction pipe vacuum degree and the water pump water outlet pressure. Data automatic gathering mainly by the PLC realization, the PLC simulation quantity load module continuously examines dibhole the water level through the sensor, carries on the water level change signal transformation processing, calculates in the unit time the different water level section water level rise speed, thus the judgement mine pit wells up the water volume, controls the drainage pump to open stops. The electrical machinery electric current, the water pump shaft warm, sensor and so on electrical machinery temperature, discharge pipe current capacity with changes delivering, mainly uses in to monitor the water pump, the electrical machinery movement condition, ultra limits reports to the police, avoids the water pump and the electrical machinery damage. The PLC digital quantity load module gathers each kind of switch quantity signal in PLC to take logical processing the condition and the basis, control the drainage pump to open stops.In the data acquisition process, simulation quantity signal processing is transforms the simulated signal the digital signal (the A/D transformation), its transformation speed determined by the