基于PLC的煤矿井下排水自动控制系统

总第146期2015年第4期应用技术机械管理歼发MECHANICAIMANAGEMENTANDDEVEI()PMENTTotalof146NO．42015基于PLC的煤矿井下排水自动控制系统张国峰(同煤集团晋华宫矿．山西大同O37()l6)摘要：对PIC自动排水控制系统加以研究，深入了解系统工作原理和组成．分别从硬件和软件进行设计分析，建立完善的PIC井下排水控制体系，提高采矿安全性。关键词：P1C；煤矿；井下排水；自动控制中图分类号：TD635文献标识码：A文章编号：1003．773X(2015)04．0034．03DOI：10．16525／i．cnki．cn14—1134／th．2015．04．012引言煤矿井下水对排水系统的要求和工作人员的技术考验较高，排水状况对采矿lT作及生产的安全性产生一定的影响。利用PIC技术，能够减轻采矿人员的工作压力，减少工作量，降低成本支出，实现高效生产。基于PIC的自动排水系统主要南电动机、控制箱、传感器等构成，对硬件和软件以及平台建设的要求较高，通过不同技术和设备的共同配合和T作，实现排水的自动控制。提高生产效率，保证采矿安全。1系统原理和构成1．1系统娘此系统是由自动和人工动两种功能互相更换组成，无需人工帮助也可。自动控制主要足依据既定的流程保证对水泵等相关机械的控制(开、关)，以使得所有机械构成整体；手动控制是指相关技工依照示要求。依据同定的前后排序对水泵和其他设备的开关加以控制，其中单台泵与其他设备没有连锁控制1。此系统通过PIC等设备技术对井下的一系列因数进行计算处理(如真空度、U值、I值、水位等)，并实现对水泵的全程监督，如PIC得到指挥收稿日期：2015-04—10作者简介：张国峰(1981一)。男．山西忻州人，本科。电气工程自动化专业．初级助理工程师．现就职于同煤集团晋华宫矿。中心传达出的指令，则可开或荇哭闭设备，且上传现实状态下的信息数据到上位机，通过监督与管理所有的井下排水机械，实现远距离监督。此系统能够保证实时监督和远距离监督，根据水位之系列参考数据的改变实现Iijil门、天的自动化，并控制水泵的状态，如flJ现相关参数状态与标准状态不符，则会有报警能力j。1．2系统构成此系统构成为交换机一L位机、光缆、尔操作设备、防爆摄像仪和PIc控制箱等，足fh3个层面组成的(现场、控制、管理层)。如l可PIC排水自动控制系统组成。。⋯⋯⋯⋯一II⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯真空度图1PIC排水自动控制系统组成如图1可见，综合调度系统主要利用以太网和井下摄像仪进行信息传递，并采用全程监控技术实现对井下水的监督，此调度系统为管理层，主要是由上位机、工控机、打印机等组成，通过f11问的PI控2015年第4期张国峰：基于PLC的煤矿井下排水自动控制系统制和交换机等实现与井下的信息沟通，现场层部分的水泵和阀门等因数能够运送到管理层，利用上位机设备实现远距离的监控。可以将摄影机里面的光纤(3芯)和PLC控制箱中的光纤(2芯)相连，采用另一个光缆(8芯)将其连入光纤盒里面，把信息运送到地表，实现与上面管理和控制层的交流Ⅲ3]。控制层主要构成是PLC技术设备，是整个排水系统的重中之重，负责对信息的搜集，并实现与不同参数(Tic泵、水位、阀门)等的共享，与上层实现信息沟通，并全程监督水泵等设备。现场层是由水泵、阀门等组成。且在水泵房里存在摄影机，负责监督设备状态，如电动阀门、液位仪、流量计、检测仪等。2硬件设计2．1系统硬件设计总方案此系统的主要宗旨是保证井下排水的无人值守自动化，可以进行全程监督、自动工作，保障安全可靠的系统运行，降低风险，可以实现排水的优化处理，降低能源浪费，减少支出。井下自动排水系统主要利用信息科学技术，自动控制和检查设备，实现自动排水。同时，延伸性能，依照井下状况与标准选择最优方案，为监控提供参考因数。此系统硬件主要采用SIEMENS7—400作为中心设备。2．2编程控制选型此系统利用SIEMENS7—400为核心可编程控制设备。SIEMENS7—400设备包括很多不同的中央处理器及拓展模板，可以达到不通过设备的控制标准|4]。SIEMENS7—400不仅具备PLC基础技术，还能够实现繁多的信息交流能力、使用方便等优点。因此选择了SIEMENS7—400作为核心控制器。依照整体的设计方法，即可计算出需要的PLC技术的相关数据。2．3参数传感器选择水位传感器并给和水位接触，但却能够感受和测量水位。利用计算机控制，传送和接收超声波，依照超声波传送的时间t对传感器与被测对象的距离d，得知超声波传播基础上，依照d一1／2vt得到d的值，由于此传感器的渠底高度为不变的d，则能够得出物位高度d。一—d。2．4温度检测如要达到水泵全程监督和保护的宗旨，则需·35·要检查电机轴温度，采用AD590进