基于PLC控制的煤矿井下排水自动控制系统设计.doc

I 设计( 论文) 题目: 基于 PLC 控制的煤矿井下排水自动控制系统设计摘要现阶段,煤矿安全问题在我国日益显得突出。煤矿井下排水系统作为煤矿生产中的主要工作系统之一,在煤矿安全问题中占有重要地位。矿井涌水如果不能及时排出,将对煤矿生产和工作人员构成巨大威胁。排水系统是煤矿生产的耗电大户,如果有效地控制排水系统,使其高效低耗、经济可靠地运行,也是降低煤炭生产成本的有效途径。另外,矿井涌水合理有效的排放,对解决许多煤矿缺水的问题也有重要的意义。当前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,普遍应用于各行各业的自动化控制领域。但在煤炭行业,由于井下运行环境恶劣,应用却较少。目前国内煤矿井下排水系统仍多采用继电器控制,水位的监测,水泵的开停及选择切换均由人工完成。这种系统装备落后、操作复杂、运行不可靠、工人劳动强度大,严重影响井下排水系统的管理水平和经济效益的提高。本篇论文结合当前优秀的工业控制技术,研究开发出了适合我国煤矿井下排水的自动控制系统。采用三菱的 FX2N 系列 PLC 作为中心控制单元,并扩展了必要的数字量输入模块,模拟量输入模块和通信模块。设计有自动、半自动、手动三种控制方式,可以自由切换。自动方式下,实时测量水仓水位,根据水仓水位的变化及变化速度,并充分考虑“避峰就谷”的原则,自动判定启动水泵的时间和台数,在保证安全的基础上,尽量减少耗电费用,以达到煤矿生产的经济高效。采用均匀磨损的原则和为了防止某台水泵或管路长期不用导致受潮锈死,设计有水泵和管路的轮换工作制,使每次启动时,总是开启运行时间最少的水泵和管路。系统设计有丰富的故障监测和保护功能。采用性能优良的智能电量监测模块YD2010 实时监测水泵电机的各个电量参数,该模块通过 MODBUS 协议和 PLC 扩展的 RS-485 接口通信。通过编写模拟 MODBUS 协议程序实现 PLC 和五个电量监测模块之间的一对多的电量数据采集,并经过必要的数据换算得到真实的电基于 PLC 控制的煤矿井下排水自动控制系统设计 II 量值。 PLC 通过转换接口 FX-232AWC ,把它的编程口和上位机连接通信。把系统状态数据实时传送到上位计算机,并接受上位计算机的控制命令,对系统进行控制。论文最后对 PLC 控制系统的可靠性设计提出了一些方法和建议。关键词:矿井, PLC ,排水系统,自动控制,可靠性 III Abstract : At present, the safety of the coal mine is standing out increasingly inour country. The coal mine drainage system isone of the main running systems of the produce of the coal mine. If the mine water isn ’t push out in time, it will threaten the produce of the coal mine and the safety of the workers. The drainage system isone of the most power expenditure systems in the produce of the coal mine. If the drainage system is controlled effectively, and it es a high-performance, low-power dissipation, ecumenical , reliable system, it will economize the cost of the produce of the coal mine effectively. In addition, if the mine water can be push out in reason and effectively. It may solve the problem well that most coal mine lack water.. The control on the basis of the programmable logic controller that revolves about the microprocessor is replacing the control basing on the relay, and it is being applied universally in the field of auto control of every walk of life.