基于PLC的煤矿井下排水自动控制系统的研究.doc

基于PLC的煤矿井下排水自动控制系统的研究.doc基于PLC的煤矿井下排水自动控制系统的研究【摘要】煤矿井下排水装置能够保障煤矿在运行过程中的安全性,可将矿井里的水全部排走。但如今,有很多煤矿企业的井下排水装置仍采用比较传统的人工操作控制,针对此问题,本文开发了一套煤矿井下排水的自动控制系统。该系统利用PLC技术结合上位机控制,代替了原来的人工手动操作,完成了煤矿井下排水系统的现场监控与远程监控,克服了传统的采用继电器控制排水的不足,系统稳定性和可靠性得到增强,操作方法简便,安装、维护方便。【关键词】矿井排水;自动控制;监控;PLC0引言煤矿在开采时,地层中可能有大量的水涌出,大量的矿井水持续不断地汇集到井下,而且,突发的突水事故会让涌水量显著增加,积水如果不能立即排送到地表,井下开采会受到严重阻碍,甚至会造成重大的煤矿安全事故,所以及时有效的把井下积水排出至关重要。,可实现无人值守。自动控制指系统按照编好的程序自动实现对水泵、真空泵以及其它一些与之关联设备的启动和停止,各设备之间均可实现连锁控制;手动控制由操作人员根据实际需求,按照一定顺序来控制水泵及其相关联设备的启动和停止,单台泵和各设备之间无联锁控制。该系统利用PLC等器件采集并处理压力、真空度、水仓水位、电压、电流、温度等井下参数,对水泵的运行状况开展实时监控,当PLC接收到来自操作台发出的控制命令时,可控制水泵等相应设备的启动和停止工作,还能够将运行的实时数据利用工业以太网传到上位机,并利用上位机监测和控制井下排水设备,实现远程监控。该系统最终可以实现现场监控与远程监控,在自动控制方式下可按照水仓水位等参数的变化自动打开或关闭阀门,控制水泵的启动和停止,并设置高水位报警以及其他的故障报警功能,该系统还对系统参数开展实时监控,对排水系统运行状态进行合理优化,使系统能够高效率的工作。而且还可将数据传送到上位机,完成实时数据的记录与存储,历史数据的查询等多种功能。、PLC控制箱、显示操作台、上位机、阀门、光缆、传感器以及防爆摄像仪等设备组成,自上而下可分为管理层、控制层和现场层。具体结构如图1所示。图1中,网络视频服务器通过工业以太网与井下的3个防爆摄像仪通信,用来实时监控井下中央主水泵房的运行状况;管理层的上位机进行实时监控煤矿井下自动排水系统,并通过交换机和传输光缆与控制层的PLC控制箱进行信息交换,现场层水泵及其阀门设备的相关参数也可传输至上位机,并通过上位机进行远程控制。在中央水泵房里,将从3个防爆摄像仪中接出的3芯光纤与从PLC控制箱里接出的2芯光纤共5芯光纤一并接入光纤接线盒中,再利用一根8芯光缆(留3芯备用)连到地表的光纤接线盒中,将信号传输至地表,再利用光端机将信号变成工业以太网信号传输至交换机,从而使网络视频服务器与上位机获取以太网信号。控制层由PLC控制箱与显示操作台两部分组成。PLC控制箱为排水控制系统的数据采集中心与核心控制部件,该控制箱采集水泵及阀门等关联设备的实时状态数据,并和管理层的上位机进行实时数据的交换,对各水泵及关联设备进行集中监控;显示控制台可显示各设备的当前运行状态,并对水泵及关联设备实施就地控制。现场层包括水泵及阀门等相关联的设备,另加3个防爆摄像仪。防爆摄像仪被安装在井下水泵房中,主要监控水泵房的工作现状水泵及阀