矿井水泵房PLC自动化控制系统设计.pdf

高 新 技 术 2 0 1 4 N O ．0 5 -F N e w Te c h n o l o g i e s and P r o d u c t s口匿翟翻嘲 ■ 嵋 ■ | 盈 ■ 啊 矿井水泵房 P L C自动化控制系统设计 马 国庆 河北联合大学研究生学院，河北 唐山 0 6 3 0 0 0 摘要P L C 自动化控制系统已经运 用到煤矿的生产行列 中。尤其是煤矿矿 井水泵房的使用，它的应用作为煤矿生产的 主要设备，在煤矿的生产中占据主要位置。文章结合笔者实际工作，浅述了矿井水泵房 P L C 自 动化控制系统设计目标、 要求，论述 了P L C 自动化控制 系统的实施设计 ，仅供 同行参考。 关键词 P L C；水泵房 ；自动控制系统；设计要点 中固分类号 T D 6 7 9 文献标识码 A 时下，随着我国计算机核心技术的 迅猛发展，其中以微处理器为核心的可 编程序控制器 P L C控制已逐步代替继电 器控制的使用，被普遍推广应用于社会 发展中的诸多行业。当然，这其中在煤 炭矿井的使用中也普遍受欢迎，并且在 矿井水泵房的具体使用中社会管理水平 和经济效益有了明显提高。 1矿井水泵房 P C自动化控制系统 设计目标 设计任何东西都需要一个设计中心 思想或者 目标 ，矿井水泵房 P L C自动化 控制系统设计也是这样。 首先我们要明确他的设计目标。在 设计中，我们要将 P L C控制系统、计算 机网络通信技术和排水控制系统有机结 合起来，实现某种控制方式，那就是以 集中控制为主，远程监测为辅。这样做 才能有效地保证自动排水系统运行的连 续性和可靠性，满足在线监测、分析、 完善的保护和报警功能；还要满足调度 监测中心计算机实现对排水系统的运行 管理、事故跟踪与处理等任务。 其次，同时我们还要考虑到在实际 操作时候要减少工作人员的劳动强度， 实现地面对主排水系统设备的多点位信 息传输和集中监测监控。 2矿井水泵房 P L C自动化控制 系统 设计要求 矿井水泵房 P L C自动化控制系统设 计的总体要求一般要满足远程测控功能， 实现排水泵房无人值守自动控制运行。 另外，在水仓水位满足条件的前提下， 整个系统能按避峰填谷的原则 进行 和实 现水泵的启停控制，并且能按操作规程 要求的顺序进行水泵的启动和停止操作 和实现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。 3矿井水泵房P L C自动化控制系统 的实施 下面笔者就根据自己的实际工作及 工作经验，谈谈对泵房系统实施的设计 想法。 3 ． 1 系统方案构架图。笔者给出如图 1 矿井水泵房P L C自动化控制系统方案 构架图 图 1矿 井水泵房 P L C 自 动化控制系统方 案构架图 从示意图中我们可以清楚看到，水 泵房控制系统的组成主要分为井上、井 下两大部分，并有工业以太网交换机、 数据采集器、温度、水位、流量等装置 组成。 3 ． 2 P L C程序设计。在这方面我们可 以采用S T E P 7软件进行编制。它包括供 电单元、C P U 、输入和输出模块。我们 首先作硬件组态的设计，其主要任务就 是在S T E P 7中生成与实际硬件系统完全 相同的系统、网络、网络中各个站的机 架和模块 ， 以及设置各硬件组成部分的参 数。 在输入信号方面，他的主要功能是 将各水泵开停及故障信号、电动球阀状 态信号等，并且实现红外检测各主管道 流量。输出信号是把射流装置球阀开、 关控制、电动闸阀开、关控制。 我们在实施过程中，要根据煤矿的 实际情况和要求，对泵房内要配备控制 箱、水位 、流量、温度、压 力、负压 等 传感器。同时将原来的手动射流阀更换 为手动电动一体的电动球阀以达到电控 的要求，还要在P L C控制柜上加装以太 网模块，通过工业以太环网将数据传输 到地面调度室，通过软件编程，在调度 中心能发布控制命令，并能监视该系统 ．所需运行参数和该系统设备运行画面情 况。 另外还要做的是，我们还要通过 P L C的通信接 口，把所要监控的数据传 送到安全生产指挥中心进行远程监控。 主控站本身也具备对中央泵房的监控功 能。井下监控单元 由井下监控 主控站及 信号采集装置、 传感器、 显示单元等组成， 主控站作为井下控制部分的核心，完成 P L C分站监控信息与地面控制中心的信 息交互传送、设备的自动控制及工况参 数的就地显示功能。 结语 经过上文的综合阐述，我们分析得 出，在矿 山企业中矿井水泵房实现 P L C 自动化控制系统能减少设备的故障率， 确 保安全生产，提高劳动生产率。同时， P L C自动化控制系统可以实现水泵的水 位起动或停止运行的水泵，保护水泵电 机等设备的正常运转，延长水泵电机等 设备的使用寿命 ， 减少发生事故的停机的 时间， 提高排水系统的排水能力，降低水 泵的运行成本。 另外，矿井排水 泵房 自动化控制系 统可以在无人值守的情况下 ， 自动运行 、 自我诊断 ， 这样就可以减少水泵的维护人 员， 减少维护人员的工资总额 ， 这样就可 以增加设备的检修队伍的力量 ， 提高设备 的维护质量， 从而减少事故的发生几率 ， 提高运行设备的使用率。 参考文献 『 1 11胡惠玉 ． 基于工业以太网实现上位机 对远程 P L C的监控 Ⅱ 1 ． 长春 工程 学院学 报 自然科学版，2 0 1 1 0 2 ． [ 2 】 尹文波，张鲁花，张惠民． 煤矿井下 中央水泵房 自动化控制 系统设计 Ⅱ 】 ． 煤矿 机 电，2 0 1 0 0 2 ． 『 3 ] 宋莉 ． 基 于P L C的远程监控及故障诊 断 ． 山东科技大学，2 0 0 4 ． 『 4 1 王国君 ． 基于 T C 3 5 I 的 P L C 系统的远 程监控的研究与设计【 D】 ． 河北工业大学， 2 01 0 中国新技术新产品 一7 一