基于PLC的井下排水控制系统设计(含CAD接线图梯形图)(论文说明书20000字,外文翻译,CAD图5张)
摘 要
在煤矿开采过程中，会有大量的地下水涌出，在渗透作用下，地表水也会被收集到地下。地下水量过大，不仅会影响煤矿的正常开采功能，还会带来严重的安全风险，危及作业人员的生命安全。因此，井下排水是煤矿生产过程中的一项重要安全措施。开发可靠、节能的井下排水系统具有重要的现实意义。
目前，井下排水系统的PLC控制已在许多大型煤矿中得到应用，但许多煤矿仍采用继电器控制，对水位进行监控，泵的开、关和开关的选择都是手工完成的。而长期使用会造成泵的磨损，以及备用泵的闲置损坏无法及时被发现。该系统设备相对落后，运行复杂、缓慢，工人劳动强度大，严重影响地下排水系统的管理水平和经济效益的提高。
本文在了解了我国的井下排水系统现有的技术基础上，针对龙口煤矿用PLC西门子S7-200进行编程实现煤矿井下中央水泵房中水泵的自动轮换，超温保护等功能。设计有自动和手动两种控制方式,可以自由切换。同时利用组态软件实现了对整套系统的设备运行状况及数据信息的监控，并与井上监控中心进行通讯，工作人员在显示器前就可以了解到排水系统的实时状况，同时也可以根据采集到的信息进行相应的操作指令，减少劳动强度，以及因人为操作出现的纰漏而导致的事故。
关键词：井下排水;PLC;组态软件
Downhole drainage and configuration based on PLC
control in longkou coal mine
Abstract
In the process of mining coal mines, a lot of underground water will be gushed out, and surface water will also be collected underground under the effect of osmosis.If there is too
much water underground, it will not only affect the normal function of coal mining, but also bring serious safety risks, endangering the lives of operators. Therefore, downhole drainage is an important safety measure in the process of coal mine production. It is of great practical significance to develop a reliable and energy-saving downhole drainage system.
At present, PLC control of downhole drainage system has been used in many large coal mines, but many coal mines still use relay control, monitoring the water level, turning on and
off the pump and selecting the switch is done manually. And long-term use will cause wear and tear of the pump and spare pump idle moisture can not be found in time. The equipment of
this kind of system is relatively backward, the operation is complex, the operation is slow, the labor intensity of workers is large, which seriously affects the management level of underground drainage system and the improvement of economic benefits.
On the basis of understanding the existing technology of downhole drainage system in China, this paper programming Siemens s7-200plc for longkou coal mine to realize the functions of automatic rotation of water pump in the central water pump room in the coal mine and overtemperature protection.At the same time by using configuration software to realize the equipment running status and the data information of the system of monitoring, and communication with the monitoring center inoue, staff in front of the monitor can understand to the drainage system of the real time status, and at the same time also can according to the collected information for the corresponding operation instructions, reduce the labor intensity, and the accident caused by the artificial operation appear cracks.
Keywords: underground drainage; PLC; configuration software
4.1 概述
控制系统功能的实现需要可靠的硬件设计，它是安全高效运行的前提。硬件的选择和电气设计与控制器程序的编制工作密切相关，更加关系到系统运行后的安全性和可靠性。本章讨论了系统的硬件设计和电气设计。龙口煤矿泵房共三台水泵，辅助设备齐全，手动控制可靠。PLC 选用西门子公司的 S7-200 控制器。
目 录
1 绪论 1
1.1 矿井水的形成及排水的重要性 1
1.2 现有井下排水系统存在的问题 1
1.3 国内外发展动态 2
1.3.1 国内发展动态 2
1.3.2 国外发展动态 2
1.4 本论文研究的主要内容和选题意义 3
1.4.1 研究的主要内容 3
1.4.2 选题的意义 3
1.5 小结 4
2 控制系统整体方案设计 5
2.1 概述 5
2.2 管路布置的选择 5
2.3 离心式水泵排水系统 6
2.3.1 离心式水泵排水系统的组成 8
2.3.2 离心式水泵的控制原理 9
2.3.3 离心式水泵的启动过程 9
2.3.4 离心式水泵的停止过程 10
2.4 小结 11
3 可编程控制器技术概况 12
3.1 可编程控制器的发展趋势 12
3.2 可编程控制器的特点和功能 14
3.2.1 可编程控制器的主要特点 14
3.2.2 可编程控制器的主要功能 15
3.3 小结 17
4 系统硬件设计 18
4.1 概述 18
4.2 硬件系统的简介 18
4.3 PLC要实现的控制功能 18
4.4 PLC控制系统的总体设计 19
4.4.1 系统输入输出点数统计 20
4.4.2 PLC模块的选型 20
4.5 设备选型 21
4.5.1 电动阀和电磁阀的介绍及选型 21
4.5.2 传感器的选型 22
4.6 小结 26
5 PLC的软件设计 27
5.1 主程序流程图 27
5.2 运行中的检测程序 28
5.3 输入输出地址分配 28
5.4 程序梯形图 30
5.4.1 液位处理程序 30
5.4.2 温度处理模块 30
5.4.3 负压处理模块 32
5.4.4 水泵启动程序 32
5.4.5 水泵关闭子程序 34
5.4.6 自动轮换设计 34
5.5 设计经验总结 36
5.5.1 干扰信号的排除 36
5.5.2 程序运行的几个状态 37
5.6 小结 37
6 人机界面的设定 38
6.1 概述 38
6.2 组态王软件简介 38
6.3 排水控制组态的建立 38
6.4 组态画面的设计 40
6.5 小结 41
结论 42
附录 43
参考文献 47
外文资料 49
中文译文 55
致谢 59
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