基于本安工业控制机的排水控制系统设计

参考文献：[1]编写组机械设计手册[M]下册第二版．化学出版社，1982．[2]宋学义．袖珍液压气动手册．机械工业出版社，1994．8．Academic[3]王懋瑶．液压系统故障的判断与排除方社，1982法．天津科学技术出版社，1985[6]何存兴．液压元件．机械工业出版社[4]宋鸿尧，丁忠尧．液压阀设计与计算．机1982械工业出版社，1994．8．[5]贾培起．液压传动．天津科学技术出版638607四川省华蓥山煤业股份有限公司李子垭煤矿四川广安一李华生摘要：煤矿排水系统控制过程复杂，耗能高，设备磨损严重，针对这种睛况本文章介绍一种基于本安工业控制机的控制系统。该系统以本安型控制机为基础，沿线采用CAN总线、传感器、驱动器，结合VC++和上位机组态软件，实现排水系统的自动控制以及无人值守实际使用情况表明，该系统稳定可靠，可满足煤矿安全生产的需求。0l言根据矿井涌水量和相关规定，煤矿井下一般建设两个相互连通的水仓交替使用。泵房内至少安装三台以上大功率电机和离心水泵，其分别作为工作泵、备用泵和检修泵，同时敷设两条以上总出水管路以各轮换使用。水泵启动前泵体内的上引水通常采用射流泵或真空泵抽真空吸引的方式来完成。为达到主排水系统安全可靠运行，系统实现自动化控制是很有必要的。本文介绍一种本安Z_,lk控制机，可以和相关控制器、传感器组成水泵控制系统，该系统通过控制主机和沿线的智能节点，可以实现水泵的自动控制、远程控制以及无人值守，有效提高煤矿生产效率。l控制机原理本安工业控制机的主要组成部分包括：内部主板、LCD液晶屏、按钮、送话器、外部接口等，控制机有两路485接口，一路CAN接口和两路以太网接口，控制机系统硬件平台采用Intel公司生产的基于ARM内核的处理器，操作系统选用受到业内J泛好评的WindowsCE．net平台。ARM处理器具有体积小、功耗低、性能高等特点，在工业控制、无线通信、消费类电子产品等领域得到了广泛应用。该控制机CPU选用IntelXScalePXA270微处理器。PXA270芯片是一款集成了32位XScale处理器核、多通信信道、IcD控制器、增强型存储控制器和PCMC]A／CF控制器以及通用1／0口的高度集成的应用处理器。控制机电气原理图如图1所示。2系统总体结构用本安工业控制机搭建的水泵控制系统主要由以F设备组成1台本安型工业控制计算机、多台多功能控制驱动器、多台智能i／o接口及各种传感器、地面监控计算机等结构如图2所示。该系统中，配置1台本安型工业控制计算机，完成控制现场各传感器信息的采集与处理，每台泵组旁边配置1台多功能控制驱动器、整个泵房配置若干台智能i／o接口及各种传感器，组成排水监控系统。每台泵附近配置1台多功能控制驱动器，完成整台泵电动闸阀、水泵电机、射流泵电动球阀的控制以及采集被控设备的运行状态、采集模拟信号(正压、负压、水位、流量等)，当采集电流型模拟量信号时需要配置电流转频率模块。iI《啉一—一一iiIjNA¨,I‘荆!，一：{}L—：l_一!_『-_『’jj』．jl1l-In：‘’—n^Hn}冬j1托滞1卡』1电i}gj上位帆以太嘲工业控制计算机—————————————————⋯—————一一一——一一．———————、一事琦能驱动罨强用I口多璃糖职器连用l傩口—————一⋯～一——一———一■———j——一——电劝球一l电巍、电压电动球栩电鞠k电Ⅸ电动阿栩I∞}重、匝力电靖魄阀1l唾、匪力水蔡电机1l0日鼍虞承幕电机nlII麈州水系统结构降l每台泵配置1台负压传感器监测真空度、1台正压传感器监测出水压力，并配置一台管道液位传感器，判断泵体满水情况。泵房水仓配置若干台水位传感器(每个水仓配置一个，原则上不少于2台)，连续监测水仓水位变化，作为自动起停水泵的关键参数。泵房配置若干台流量传感器，实时监测每台泵的出水流量。整个泵房配置若干台通用]／o接u，接入每台泵的模拟量参数(电机温度等)。控制系统以矿用本安型工眦控制‘算机为核心。采用CAN总线传输、EVC编程方式、多CPU并行处理技术、多重抗干扰技术、模块化结构和高防护等级没计，配以多功能驱动器、通用数据采集接口、各种传感器保护装置以及与驱动装置相应的控制设备构成适用于水泵系统的高可靠性监控。可以实现就地手动、自动、无人值守控制控制功能，还可以通过数据传输，与上位机组网，实现地面集控功能。3系统控制方式基于本安型工业控制机的水泵控制系统有4种控制方式：手动、就地自动、无人值守和远程控制。手动：泵组的电动球阀、电动闸阀、水泵电机等设备的启动，由多功能驱动器面板上的控制旋钮开出，在工业控制计算机面板上可以观察当前设备的运行状态，达到设备榆修目的。就地自动：泵组的电动球阀、电动闸阀、水泵电机等设备的启动，由本安工、I控制计算机面板上的一键启动