水泵自動(dòng)化畢業(yè)論文重點(diǎn)

1、0目目 錄錄序序 言言 .2 2第第 1 1 章章 水泵控制系統(tǒng)概述水泵控制系統(tǒng)概述 .4 41.11.1 水泵控制系統(tǒng)的組成（框圖及工作原理）水泵控制系統(tǒng)的組成（框圖及工作原理） .4 41.21.2 水泵基本參數(shù)水泵基本參數(shù) .6 61.31.3 技術(shù)要求技術(shù)要求.6 61.3.11.3.1 控制性能和方式控制性能和方式 .7 71.3.21.3.2 數(shù)據(jù)采集、邏輯運(yùn)算、記錄及顯示、打印數(shù)據(jù)采集、邏輯運(yùn)算、記錄及顯示、打印.7 71.3.31.3.3 保護(hù)功能保護(hù)功能.8 81.3.41.3.4 通訊通訊.9 91.3.51.3.5 有足夠的升級(jí)冗余有足夠的升級(jí)冗余.9 9第第 2 2 章

2、章 PLCPLC 的選型的選型 .10102.12.1 PLCPLC 簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介 .10102.1.12.1.1 PLCPLC 基本概念基本概念.10102.1.22.1.2 PLCPLC 基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu).12122.1.32.1.3 PLCPLC 的工作原理的工作原理.14142.1.42.1.4 PLCPLC 系統(tǒng)的其它設(shè)備系統(tǒng)的其它設(shè)備.15152.1.52.1.5 PLCPLC 的通信聯(lián)網(wǎng)的通信聯(lián)網(wǎng).15152.1.62.1.6 PLCPLC 軟件系統(tǒng)及常用編程語(yǔ)言軟件系統(tǒng)及常用編程語(yǔ)言.16162.22.2 PLCPLC 的選擇的選擇 .17172.2.12.2.1 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基

3、本原則控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則.17172.2.22.2.2 S7-300S7-300 的基本性能的基本性能.17172.2.32.2.3 S7-300S7-300 的基本組成的基本組成.18182.2.42.2.4 S7-300S7-300 的通訊的通訊.19192.2.52.2.5 S7-300S7-300 的基本結(jié)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu).20201第第 3 3 章章 水泵水泵 PLCPLC 控制設(shè)計(jì)控制設(shè)計(jì) .21213.13.1 控制方案設(shè)計(jì)控制方案設(shè)計(jì) .21213.1.13.1.1 設(shè)計(jì)原則及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)原則及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn).21213.1.23.1.2 控制系統(tǒng)改造方案控制系統(tǒng)改造方案.21213

4、.23.2 控制系統(tǒng)組成控制系統(tǒng)組成 .23233.2.13.2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu).23233.2.23.2.2 地面上位機(jī)部分地面上位機(jī)部分.26263.2.33.2.3 井下泵房監(jiān)控站部分井下泵房監(jiān)控站部分.26263.2.43.2.4 傳感器部分傳感器部分.27273.33.3 系統(tǒng)功能系統(tǒng)功能 .27273.3.13.3.1 控制功能控制功能.27273.3.23.3.2 顯示及數(shù)據(jù)記錄功能顯示及數(shù)據(jù)記錄功能.29293.53.5 系統(tǒng)技術(shù)性能及特點(diǎn)系統(tǒng)技術(shù)性能及特點(diǎn).3434第第 4 4 章章 檢測(cè)與保護(hù)檢測(cè)與保護(hù) .35354.14.1 水倉(cāng)水位檢測(cè)水倉(cāng)水位檢測(cè).35354.2

5、4.2 排水管路流量檢測(cè)排水管路流量檢測(cè) .35354.34.3 真空壓力檢測(cè)真空壓力檢測(cè) .35354.44.4 水泵壓力檢測(cè)水泵壓力檢測(cè) .35354.54.5 保護(hù)功能保護(hù)功能.36364.64.6 KX15/660KX15/660（380380）DZDZ 礦用電動(dòng)閥門控制箱礦用電動(dòng)閥門控制箱 BC-BC-.37374.74.7、電動(dòng)閘閥、電動(dòng)閘閥 MZ941H-100DN250MZ941H-100DN250.3737結(jié)束語(yǔ)結(jié)束語(yǔ).4040參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) .3939致謝致謝 .40402序序 言言高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、安全、節(jié)能、省力，減少崗位人員，最終達(dá)到降低成本，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率以獲取最大利潤(rùn)

6、是今后煤炭企業(yè)在競(jìng)爭(zhēng)中生存的基礎(chǔ)，煤礦要發(fā)展、要生存，必須走安全、高產(chǎn)、高效、實(shí)現(xiàn)礦井自動(dòng)化之路，通過自動(dòng)化建設(shè)實(shí)現(xiàn)減員增效、降低成本，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，而井下排水自動(dòng)控制系統(tǒng)是煤礦自動(dòng)化的一個(gè)重要組成部分。實(shí)現(xiàn)井下排水系統(tǒng)的自動(dòng)化控制：第一、可依據(jù)水倉(cāng)水位起停水泵，提高水泵有效利用率，降低成本，節(jié)能增效。第二、可減少看護(hù)人員，并可充實(shí)設(shè)備維護(hù)檢修隊(duì)伍，提高維護(hù)質(zhì)量，減少事故發(fā)生，變發(fā)生事故后的被動(dòng)檢修為主動(dòng)的定期檢修，提高設(shè)備的使用率，實(shí)現(xiàn)減人增效。第三、可以保證煤礦的安全生產(chǎn)，改善工作環(huán)境，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。第四、可有效的保護(hù)水泵電機(jī)等設(shè)備，延長(zhǎng)使用壽命，減少事故停機(jī)時(shí)間，提高排水能力。第五、

7、可有效的提高突、透水事故的應(yīng)急處理能力，防止災(zāi)害的發(fā)生。隨著計(jì)算機(jī)控制技術(shù)及以微處理器為核心的可編程序控制器的普遍應(yīng)用，結(jié)合礦井排水系統(tǒng)的特點(diǎn)，在確保先進(jìn)性與可靠性的基礎(chǔ)上，采用礦用本質(zhì)安全型工業(yè)控制計(jì)算機(jī)龐大的軟硬件資源，通過各種先進(jìn)可靠的傳感器、保護(hù)裝置、電動(dòng)閘閥、電動(dòng)球閥等設(shè)備組成礦井主3排水自動(dòng)控制系統(tǒng)。該自動(dòng)控制系統(tǒng)達(dá)到準(zhǔn)確及時(shí)的掌握各種設(shè)備的工作狀態(tài)、減少排水系統(tǒng)操作人員工作量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，結(jié)合水倉(cāng)水位變化充分提高煤礦井下主排水系統(tǒng)效率，使水泵排水系統(tǒng)能夠安全可靠、節(jié)能高效、經(jīng)濟(jì)合理的優(yōu)化運(yùn)行。對(duì)于進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)全礦井生產(chǎn)系統(tǒng)的自動(dòng)化、科學(xué)化、網(wǎng)絡(luò)化管理具有十分重要的意義。礦井下的涌

8、水由井下各個(gè)巖層滲出水組成，涌水沿各巷道排水溝流入水倉(cāng)積存。井下水泵房排水系統(tǒng)是煤炭礦井的關(guān)鍵系統(tǒng)之一。本方案從實(shí)際出發(fā)，在井下泵房配備一套適合于煤礦井下環(huán)境的自動(dòng)控制系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱系統(tǒng)） ，以實(shí)現(xiàn)排水自動(dòng)化控制。4第第 1 章章 水泵控制系統(tǒng)概述水泵控制系統(tǒng)概述1.1 水泵控制系統(tǒng)的組成（框圖及工作原理）水泵控制系統(tǒng)的組成（框圖及工作原理）JS J、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、D L 6、 、 、 、 、 、D L 1D L 2、 、 、 、 、 、 、1 # K D K 87 # K D K 8、 、本 安 控 制 計(jì) 算 機(jī)、 、 、 、 、圖 1-1 水

9、泵系統(tǒng)與自動(dòng)化平臺(tái)連接5、 、 、 、 、 、 、BKM 3SB3KM 3KM 3FR 1KM 1KM 2KM 2FR 2SQ AKM 3SQ BFU 3ASB1SB2KM 1S Q CKM 2S Q B圖 1-2 控制回路接線圖電器動(dòng)作順序表：1、當(dāng)水位在正常水位時(shí)，開關(guān) SQB閉合KM1吸合M1工作當(dāng)水位到警戒水位時(shí)，開關(guān) SQA、SQB閉合KM1吸合M1工作 KM2吸合M2工作當(dāng)水位到乏水位時(shí)，開關(guān) SQC打開KM1斷開M1停止2、主泵需要檢修時(shí)，按下 SB3KM3吸合SB3自保 KM1斷開M1停止 KM2吸合M2工作 63、人工手動(dòng)操作啟動(dòng)按鈕 SB2，停止按鈕 SB11.2 水泵基本

10、參數(shù)1、水泵 水泵型號(hào)： 水泵數(shù)量：7 臺(tái) 流量：三趟總管路流量監(jiān)測(cè)（每臺(tái)總管路一臺(tái)流量監(jiān)測(cè)） 壓力：6.4MPa10MPa2、射流裝置射流裝置型號(hào)：射流裝置數(shù)量：7 套射流裝置工作壓力：-0.1MPa0.1MPa3、閥門 電動(dòng)閘閥數(shù)量：每臺(tái)泵一臺(tái)電動(dòng)閘閥，共 7 臺(tái) 電動(dòng)球閥數(shù)量：每臺(tái)泵兩臺(tái)電動(dòng)球閥，共 14 臺(tái)1.3 技術(shù)要求系統(tǒng)及設(shè)備符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求。井下硬件設(shè)備需具有國(guó)家煤安標(biāo)志、生產(chǎn)許可證和防爆合格證，滿足防爆、防塵、抗高溫潮濕和電磁干擾的要求。71.3.1 控制性能和方式（1）系統(tǒng)對(duì)電動(dòng)機(jī)和電動(dòng)閘閥具有遠(yuǎn)控、就地自動(dòng)、就地手動(dòng)三種工作方式。（2）每臺(tái)水泵可設(shè)置“運(yùn)

11、行” 、 “備用” 、 “檢修”三種工作方式。（3）系統(tǒng)能夠自動(dòng)判斷水泵和排水管路的效率和累計(jì)運(yùn)行時(shí)間,對(duì)效率和累計(jì)運(yùn)行時(shí)間超過規(guī)定的及時(shí)警示和提醒進(jìn)行更換。（4）在正常自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)下，系統(tǒng)能根據(jù)吸水井水位、水位上升速率等檢測(cè)計(jì)算值判斷礦井涌水量，自動(dòng)控制開、關(guān)電動(dòng)閘閥，啟、停水泵以及自動(dòng)判斷啟、停臺(tái)數(shù)；系統(tǒng)能根據(jù)給定的電力避峰填谷時(shí)間段實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行；系統(tǒng)能夠根據(jù)輪換工作原則，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)水泵的輪換運(yùn)行，避免單臺(tái)水泵長(zhǎng)期運(yùn)行導(dǎo)致故障。系統(tǒng)通過以上方式以安全高效為基本原則達(dá)到自動(dòng)化節(jié)能優(yōu)化運(yùn)行。（5）系統(tǒng)要有當(dāng)?shù)V井發(fā)生突、透水等重大事故情況時(shí)的應(yīng)急處理程序，從而實(shí)現(xiàn)災(zāi)害情況下排水系統(tǒng)的抗災(zāi)型有序運(yùn)行

12、。1.3.2 數(shù)據(jù)采集、邏輯運(yùn)算、記錄及顯示、打?。?）模擬量檢測(cè)的數(shù)據(jù)主要有：水倉(cāng)水位、電機(jī)工作電壓（開關(guān)改造后實(shí)現(xiàn)） 、電流（開關(guān)改造后實(shí)現(xiàn)） 、電機(jī)定子及軸承溫度、吸8水管真空度、排水管壓力、流量等。數(shù)字量檢測(cè)的數(shù)據(jù)主要有：手動(dòng)、自動(dòng)控制方式，遠(yuǎn)程、就地控制方式，水泵啟、停狀態(tài)，水泵故障信號(hào)，水泵電機(jī)啟、停狀態(tài)，各閘閥的工作狀態(tài)與啟、閉狀態(tài)等。（2）通過數(shù)據(jù)自動(dòng)采集連續(xù)檢測(cè)水倉(cāng)水位，控制水泵的啟停和運(yùn)行臺(tái)數(shù)。（3）可將系統(tǒng)的各種參數(shù)狀態(tài)、故障及開停時(shí)間、水泵及管網(wǎng)效率統(tǒng)計(jì)等信息記錄到歷史數(shù)據(jù)庫(kù)中，并可分時(shí)間段統(tǒng)計(jì)查詢。（4）系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)動(dòng)態(tài)模擬顯示系統(tǒng)的整體運(yùn)行狀態(tài)和設(shè)備檢測(cè)值，如水倉(cāng)水

13、位、水泵流量、排水管狀態(tài)、電流、電壓及電動(dòng)機(jī)、電動(dòng)閘閥等的各種工況狀態(tài)；可實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)各設(shè)備的故障信息，并按故障級(jí)別分別發(fā)出相應(yīng)報(bào)警；系統(tǒng)具有水位、流量、電流、壓力等模擬量的實(shí)時(shí)及歷史曲線顯示。 （5）具備故障記錄，歷史數(shù)據(jù)查詢、打印等功能。打印分人工打印、自動(dòng)打印、事故打印等。1.3.3 保護(hù)功能（1）超溫保護(hù)：對(duì)于電動(dòng)機(jī)內(nèi)部預(yù)埋的三相定子及兩端軸承的Pt100 電阻信號(hào)，系統(tǒng)可直接接受該信號(hào)，當(dāng)溫度超過設(shè)定值和上升速率超過規(guī)定時(shí)，應(yīng)及時(shí)報(bào)警并退出運(yùn)行。（2）水泵起動(dòng)保護(hù)：根據(jù)水泵起動(dòng)時(shí)流量、壓力、真空度等參數(shù)自動(dòng)判斷水泵是否正常起動(dòng)，非正常起動(dòng)時(shí)能及時(shí)報(bào)警并順序起動(dòng)下臺(tái)水泵。9（3）當(dāng)電機(jī)

14、、水泵、電動(dòng)閘閥、系統(tǒng)故障時(shí)，能及時(shí)發(fā)出告警信息并在監(jiān)視后臺(tái)以聲光、閃爍、推畫面等顯著警示，并顯示故障情況，警示工作人員修復(fù)。1.3.4 通訊系統(tǒng)通訊接口采用統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)的接口組件（具有以太網(wǎng)接口） ，通訊協(xié)議采用標(biāo)準(zhǔn)、開放的協(xié)議，能夠與整個(gè)礦井綜合自動(dòng)化信息系統(tǒng)無(wú)縫連接。1.3.5 有足夠的升級(jí)冗余系統(tǒng)的升級(jí)只是對(duì) CPU 升級(jí)。由于新出的 CPU 和舊的 CPU 版本號(hào)不同，會(huì)出現(xiàn)不兼容的現(xiàn)象。在 400H 冗余系列，需要升級(jí)的居多，因?yàn)橐恢饕粋?，有一個(gè)壞了，換新的 CPU，版本不同，同步通訊就不能進(jìn)行，所以必須對(duì)舊的 CPU 升級(jí)。升級(jí)很簡(jiǎn)單，拔出存儲(chǔ)卡，插入升級(jí)卡就可以升級(jí)了。1.3.5

15、 原控制系統(tǒng)存在的問題在原來的控制系統(tǒng)由于是采用漂浮來控制水泵電機(jī)的運(yùn)行與停止，所以對(duì)于水位和儲(chǔ)水量的控制不是很精準(zhǔn)。原控制回路里，人為控制的因素比較多，所以加重了人的勞動(dòng)強(qiáng)度。原控制回路系統(tǒng)中采用的開關(guān)設(shè)備較多，與電子產(chǎn)品相比，系統(tǒng)的穩(wěn)定性較差。10第 2 章 PLC 的選型2.1 PLC 簡(jiǎn)介2.1.1 PLC 基本概念 本世紀(jì) 60 年代,由于小型計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)和大規(guī)模產(chǎn)生及多機(jī)群控的發(fā)展,人們?cè)噲D用小行計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)工業(yè)控制,代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繼電接觸器控制.傳統(tǒng)的繼電接觸器控制采用的是固定接線方式,一旦生產(chǎn)過程有變動(dòng),就得重新設(shè)計(jì)線路連線安裝不利于產(chǎn)品的更新?lián)Q代.但利用小型計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)工業(yè)控制價(jià)

16、格昂貴,輸入、輸出電路不匹配，編程技術(shù)復(fù)雜，因而沒能推廣和應(yīng)用。 60 年代末期，美國(guó)汽車制造工業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈，為了適應(yīng)生產(chǎn)工藝不斷更新的需要，在 1968 年美國(guó)通用汽車公司（GM）首先公開招標(biāo)，對(duì)控制系統(tǒng)提出的具體要求基本為：（1）它的繼電控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)周期短，更改容易，接線簡(jiǎn)單，成本低；（2）它能把計(jì)算機(jī)的功能和繼電器結(jié)合起來。但編程有比計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)單易學(xué)、操作方便（3）系統(tǒng)通用性強(qiáng)。 11其使用及維護(hù)非常方便簡(jiǎn)單（1）硬件配置方便。PLC的硬件是專門生產(chǎn)廠家按照一定標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)格生產(chǎn)的,硬件可以按實(shí)際需要配置，到市場(chǎng)上可以方便的買到。（2）安裝方便。內(nèi)部不需要接線和焊接，只需編寫程序就可以了。使用方

17、便。接點(diǎn)的使用不受次數(shù)限制，內(nèi)部器件可多到使用戶不感到有什么限制。只需考慮輸入，輸出點(diǎn)個(gè)數(shù)，這可由各種PLC類型來控制。（3）維護(hù)方便。PLC配備有很多監(jiān)控提示信號(hào)，能檢查出自身所出故障，并隨時(shí)顯示給操作人員，能動(dòng)態(tài)的監(jiān)視控制程序的執(zhí)行情況，為現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)試和維護(hù)提供了方便，而且接線少，維修時(shí)只需要換插入式模塊，維護(hù)方便。再次，它的運(yùn)行穩(wěn)定可靠。PLC是專門為工業(yè)設(shè)計(jì)的。在設(shè)計(jì)和制造過程中采用了多層次抗干擾和精選元件措施，可在惡劣的工業(yè)環(huán)境下與強(qiáng)電設(shè)備一起工作，運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性較高。PLC是以集成電路為基本元件的電子設(shè)備，內(nèi)部處理不依賴于接點(diǎn)，元件的壽命幾乎不用考慮。目前PLC的整機(jī)平均無(wú)故障

18、工作時(shí)間一般在 25 萬(wàn)小時(shí)。甚至更高。最后，它的設(shè)計(jì)施工周期短。使用PLC完成一項(xiàng)控制工程，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后，現(xiàn)場(chǎng)施工和PLC程序設(shè)計(jì)可以同時(shí)進(jìn)行，周期短，而且程序的調(diào)試和修改都很方便。綜上所述，可編程控制器在性能上均有繼電器邏輯控制，與微型計(jì)算機(jī)，單片機(jī)相比。它也是一種用于工業(yè)自動(dòng)化控制的理想工具?？删幊炭刂破魇怯?jì)算機(jī)家族中的一員,是為工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的。早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller),簡(jiǎn)稱PLC,它主要用來代替繼電器實(shí)12現(xiàn)邏輯控制。隨著技術(shù)的發(fā)展,這種裝置的功能已經(jīng)大大超過了邏輯控制的范圍,因此,今天這種裝置稱

19、作可編程控制器,簡(jiǎn)稱PC。但是為了避免與個(gè)人計(jì)算機(jī)(Personal Computer)的簡(jiǎn)稱混淆,所以將可編程控制器簡(jiǎn)稱PLC 2.1.2 PLC 基本結(jié)構(gòu) PLC 實(shí)質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī),其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)相同從結(jié)構(gòu)上分，PLC 分為固定式和組合式(模塊式)兩種。固定式 PLC 包括 CPU 板、I/O 板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，這些元素組合成一個(gè)不可拆卸的整體。模塊式 PLC 包括 CPU模塊、I/O 模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機(jī)架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。 1.中央處理單元(CPU)中央處理單元(CPU)是 PLC 的控制中樞。它按照 PLC 系統(tǒng)程

20、序賦予的功能接收并存儲(chǔ)從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)；檢查電源、存儲(chǔ)器、I/O 以及警戒定時(shí)器的狀態(tài),并能診斷用戶程序中的語(yǔ)法錯(cuò)誤。當(dāng) PLC 投入運(yùn)行時(shí),首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場(chǎng)各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù),并分別存入 I/O 映象區(qū),然后從用戶程序存儲(chǔ)器中逐條讀取用戶程序,經(jīng)過命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運(yùn)算的結(jié)果送入I/O 映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后,最后將I/O 映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置,如此循環(huán)運(yùn)行,直到停止運(yùn)行。2.I/O 模塊 13PLC 與電氣回路的接口，是通過輸入輸出部分(I/O)完成的。I/O模塊集成了 PLC 的

21、 I/O 電路，其輸入暫存器反映輸入信號(hào)狀態(tài)，輸出點(diǎn)反映輸出鎖存器狀態(tài)。輸入模塊將電信號(hào)變換成數(shù)字信號(hào)進(jìn)入PLC 系統(tǒng)，輸出模塊相反。I/O 分為開關(guān)量輸入(DI)，開關(guān)量輸出(DO)，模擬量輸入(AI)，模擬量輸出(AO)等模塊。常用的 I/O 分類如下： 1）開關(guān)量：按電壓水平分，有 220VAC、110VAC、24VDC，按隔離方式分，有繼電器隔離和晶體管隔離。 2）模擬量：按信號(hào)類型分，有電流型（4-20mA,0-20mA） 、電壓型（0-10V,0-5V,-10-10V）等，按精度分，有 12bit,14bit,16bit 等。 3）除了上述通用 IO 外，還有特殊 IO 模塊，如熱

22、電阻、脈沖等模塊。 按 I/O 點(diǎn)數(shù)確定模塊規(guī)格及數(shù)量，I/O 模塊可多可少，但其最大數(shù)受 CPU 所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或機(jī)架槽數(shù)限制。3.存儲(chǔ)器1）存放系統(tǒng)軟件的存儲(chǔ)器稱為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器。2）存放應(yīng)用軟件的存儲(chǔ)器稱為用戶程序存儲(chǔ)器。4.電源模塊 PLC 電源用于為 PLC 各模塊的集成電路提供工作電源。同時(shí)，有的還為輸入電路提供 24V 的工作電源。電源輸入類型有：交流電源（220VAC 或 110VAC） ，直流電源（常用的為 24VDC） 。 145.底板或機(jī)架 大多數(shù)模塊式 PLC 使用底板或機(jī)架，其作用是：電氣上，實(shí)現(xiàn)各模塊間的聯(lián)系，使 CPU 能訪問底板上的所有

23、模塊，機(jī)械上，實(shí)現(xiàn)各模塊間的連接，使各模塊構(gòu)成一個(gè)整體。 2.1.3 PLC 的工作原理PLC 投入運(yùn)行后,其工作過程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。完成上述三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行期間，PLC 的 CPU 以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段。1.輸入采樣階段在輸入采樣階段,PLC 以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù),并將它們存入 I/O 映象區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后,轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個(gè)階段中,即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化,I/O 映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會(huì)改變。因此,如果輸入是脈沖信號(hào),則該脈沖信號(hào)的寬度

24、必須大于一個(gè)掃描周期,才能保證在任何情況下,該輸入均能被讀入。2.用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段在用戶程序執(zhí)行階段,PLC 總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時(shí),又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路,并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算,然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果,刷新該邏輯線圈在系統(tǒng) RAM 存儲(chǔ)區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈15在 I/O 映象區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。在工業(yè)生產(chǎn)過程中有大量的開關(guān)量順序控制，它按照邏輯條件進(jìn)行順序動(dòng)作，并按照邏輯關(guān)系進(jìn)行連鎖保護(hù)動(dòng)作的控制，及大量離散

25、量的數(shù)據(jù)采集。傳統(tǒng)上，這些功能是通過氣動(dòng)或電氣控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的。 2.1.4 PLC 系統(tǒng)的其它設(shè)備 編程設(shè)備：編程器是 PLC 開發(fā)應(yīng)用、監(jiān)測(cè)運(yùn)行、檢查維護(hù)不可缺少的器件，用于編程、對(duì)系統(tǒng)作一些設(shè)定、監(jiān)控 PLC 及 PLC 所控制的系統(tǒng)的工作狀況，但它不直接參與現(xiàn)場(chǎng)控制運(yùn)行。小編程器PLC 一般有手持型編程器，目前一般由計(jì)算機(jī)（運(yùn)行編程軟件）充當(dāng)編程器。也就是我們系統(tǒng)的上位機(jī)。 人機(jī)界面：最簡(jiǎn)單的人機(jī)界面是指示燈和按鈕，目前液晶屏（或觸摸屏）式的一體式操作員終端應(yīng)用越來越廣泛，由計(jì)算機(jī)（運(yùn)行組態(tài)軟件）充當(dāng)人機(jī)界面非常普及。2.1.5 PLC 的通信聯(lián)網(wǎng)依靠先進(jìn)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以迅速有效地收

26、集、傳送生產(chǎn)和管理數(shù)據(jù)。因此，網(wǎng)絡(luò)在自動(dòng)化系統(tǒng)集成工程中的重要性越來越顯著，甚至有人提出“網(wǎng)絡(luò)就是控制器”的觀點(diǎn)說法。 PLC 具有通信聯(lián)網(wǎng)的功能，它使 PLC 與 PLC 之間、PLC 與上16位計(jì)算機(jī)以及其他智能設(shè)備之間能夠交換信息，形成一個(gè)統(tǒng)一的整體，實(shí)現(xiàn)分散集中控制。多數(shù) PLC 具有 RS-232 接口，還有一些內(nèi)置有支持各自通信協(xié)議的接口。 2.1.6 PLC 軟件系統(tǒng)及常用編程語(yǔ)言 PLC 軟件系統(tǒng)由系統(tǒng)程序和用戶程序兩部分組成。系統(tǒng)程序包括監(jiān)控程序、編譯程序、診斷程序等，主要用于管理全機(jī)、將程序語(yǔ)言翻譯成機(jī)器語(yǔ)言，診斷機(jī)器故障。系統(tǒng)軟 件由 PLC 廠家提供并已固化在 EPRO

27、M 中，不能直接存取和干預(yù)。用戶程序是用戶根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)控制要求，用 PLC 的程序語(yǔ)言編制的應(yīng)用程序（也就是邏輯控制）用來實(shí)現(xiàn)各種控制。 標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言梯形圖語(yǔ)言是最常用的一種語(yǔ)言，它有以下特點(diǎn)： 1.它是一種圖形語(yǔ)言，沿用傳統(tǒng)控制圖中的繼電器觸點(diǎn)、線圈、串聯(lián)等術(shù)語(yǔ)和一些圖形符號(hào)構(gòu)成，左右的豎線稱為左右母線。 2.梯形圖中接點(diǎn)（觸點(diǎn)）只有常開和常閉，接點(diǎn)可以是 PLC 輸入點(diǎn)接的開關(guān)也可以是 PLC 內(nèi)部繼電器的接點(diǎn)或內(nèi)部寄存器、計(jì)數(shù)器等的狀態(tài)。 3.梯形圖中的接點(diǎn)可以任意串、并聯(lián)，但線圈只能并聯(lián)不能串聯(lián)。 4.內(nèi)部繼電器、計(jì)數(shù)器、寄存器等均不能直接控制外部負(fù)載，只能做中間結(jié)果供 CPU 內(nèi)部使用。 5

28、.PLC 是按循環(huán)掃描事件，沿梯形圖先后順序執(zhí)行，在同一掃描周期中的結(jié)果留在輸出狀態(tài)暫存器中所以輸出點(diǎn)的值在用戶程序17中可以當(dāng)做條件使用2.2 PLC 的選擇2.2.1 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則1.最大限度的滿足被控對(duì)象的控制要求。2.在滿足控制要求的前提下，力求使控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、使用和維護(hù)方便。保證控制系統(tǒng)安全可靠。3.考慮到生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn)在選擇 PLC 容量時(shí)應(yīng)適當(dāng)留有余量。2.2.2 S7-300 的基本性能SIMATlC S7-300 是一種模塊化的小型 PLC 系統(tǒng),其優(yōu)越的性能價(jià)格比,使之成為中小規(guī)?？刂葡到y(tǒng)理想的選擇。1.多種規(guī)格的處理器,系統(tǒng)采用獨(dú)特的導(dǎo)軌安裝; 2

29、.高速的指令處理,可滿足快速程序控制要求; 3.浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算,可有效地實(shí)現(xiàn)更為復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算; 4.CPU 內(nèi)集 MPI 接口,多種通訊模塊能用來連接 AS 一 I 接口、PROFIBUS 和工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng); 5.具有時(shí)間/中斷驅(qū)動(dòng)、開環(huán)定位和 PlD 等高級(jí)控制功能; 6.I/O 模塊采用前連接器方式,維修或更換十分方便; 7.系統(tǒng)自行組態(tài),信號(hào)或通訊模塊不受限制地隨意安放;8.具有滿足高速計(jì)數(shù)、步進(jìn)電機(jī)和伺服定位控制等特殊應(yīng)用的18l/O 模塊; 9.STEP7 編程語(yǔ)言具有大量的以 STEP5 為基礎(chǔ)的指令集,使程序的編制簡(jiǎn)單快捷。2.2.3 S7-300 的基本組成1.中央處理單元

30、(CPU) 各種 CPU 有各種不同的性能，例如，有的 CPU 上集成有輸入/輸出點(diǎn)，有的 CPU 上集成有 PROFIBUS-DP 通訊接口等。2.信號(hào)模塊 (SM) 用于數(shù)字量和模擬量輸入/輸出 3.通訊處理器 (CP)用于連接網(wǎng)絡(luò)和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接 4.功能模塊 (FM) 用于高速計(jì)數(shù)，定位操作 (開環(huán)或閉環(huán)定位) 和閉環(huán)控制。 5.負(fù)載電源模塊 (PS) 用于將 SIMATIC S7-300 連接到 120/230 伏交流電源，或 24/48/60/110 伏直流電源。 6.接口模塊 (IM) 用于多機(jī)架配置時(shí)連接主機(jī)架 (CR) 和擴(kuò)展機(jī)架 (ER)。S7-300 通過分布式的主機(jī)架 (C

31、R) 和 3 個(gè)擴(kuò)展機(jī)架 (ER)，可以操作多達(dá) 32 個(gè)模塊。運(yùn)行時(shí)無(wú)需風(fēng)扇。7.S7-300 適用于通用領(lǐng)域： 19高電磁兼容性和強(qiáng)抗振動(dòng)，沖擊性，使其具有最高的工業(yè)環(huán)境適應(yīng)性。8.S7-300 有兩種類型：標(biāo)準(zhǔn)型 溫度范圍從 0到 60 環(huán)境條件擴(kuò)展型 溫度范圍從 -25 到 +60 更強(qiáng)的耐受振動(dòng)和污染特性。 2.2.4 S7-300 的通訊 這是一個(gè)經(jīng)濟(jì)而有效的解決方案；方便用戶的 STEP7 的用戶界面提供了通訊組態(tài)功能，這使得組態(tài)非常容易、簡(jiǎn)單。 SIMATIC S7-300 具有多種不同的通訊接口。多種通訊處理器用來連接 AS-I 接口、和工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)。串行通訊處理器用來

32、連接點(diǎn)到點(diǎn)的通訊系統(tǒng) 多點(diǎn)接口 (MPI) 集成在 CPU 中，用于同時(shí)連接編程器、PC 機(jī)、人機(jī)界面系統(tǒng)及其他 SIMATIC S7/M7/C7 等自動(dòng)化控制系統(tǒng)。 CPU 支持下列通訊類型： 過程通訊 通過總線 (AS-I 或 PROFIBUS ) 對(duì) I/O 模塊周期尋址 (過程映象交換) 數(shù)據(jù)通訊 在自動(dòng)控制系統(tǒng)之間或人機(jī)界面 (HMI) 和幾個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)之間，數(shù)據(jù)通訊會(huì)周期地進(jìn)行或被用戶程序或功能塊調(diào)用。 202.2.5 S7-300 的基本結(jié)構(gòu) 1.DIN 標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌安裝 只需簡(jiǎn)單地將模塊鉤在 DIN 標(biāo)準(zhǔn)的安裝導(dǎo)軌上，轉(zhuǎn)動(dòng)到位，然后用螺栓鎖緊。2.集成的背板總線 背板總線集成在模

33、塊上，模塊通過總線連接器相連，總線連接器插在機(jī)殼的背后。3.更換模塊簡(jiǎn)單并且不會(huì)弄錯(cuò) 更換模塊時(shí)，只需松開安裝螺釘。很簡(jiǎn)單地拔下已經(jīng)接線的前連接器。在連接器上的編碼防止將已接線的連接器插到其他的模塊上。4.可靠的接線端子對(duì)于信號(hào)模塊可以使用螺釘型接線端子或彈簧型接線端子 5.TOP 連接 采用一個(gè)帶螺釘或夾緊連接的 1 至 3 線系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)接線?；蛘咧苯釉谛盘?hào)模塊上進(jìn)行接線。6.確定的安裝深度 所有的端子和連接器都在模塊上的凹槽內(nèi)，并有端蓋保護(hù)，因此所有的模塊都有相同的安裝深度。7.沒有槽位的限制 信號(hào)模塊和通訊處理模塊可以不受限制地插到任何一個(gè)槽上，系統(tǒng)自行組態(tài)。21第 3 章 水泵 PLC

34、 控制設(shè)計(jì)3.1 控制方案設(shè)計(jì)3.1.1 設(shè)計(jì)原則及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)和制造符合以下標(biāo)準(zhǔn)：(1)IEC 標(biāo)準(zhǔn)（國(guó)際電工委員會(huì)）(2)ISO 標(biāo)準(zhǔn)（國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織） 。(3)GB3836.1-2000 爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備第 1 部分：通用要求(4)GB3836.2-2000 爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備第 1 部分：隔爆型“d”(5)GB3836.4-2000 爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備第 1 部分：本質(zhì)安全型“”(6)GB4942.2低壓電器外殼防護(hù)等級(jí)(7)MT209 煤礦通信、檢測(cè)、控制用電工電子產(chǎn)品通用技術(shù)要求(8) 煤礦安全規(guī)程 （2007 版）3.1.2 控制系統(tǒng)改造方案目前井下

35、泵房共有水泵主電機(jī) 7 臺(tái)，每臺(tái)具有不超過 4 路的22Pt100 溫度信號(hào)輸出，有 Pt100 在線監(jiān)測(cè)儀表供顯示 Pt100 溫度用，該儀表無(wú)信號(hào)輸出；PBG23-6QBG-180/6000R、1000KW、1000KWMMQBGZ-250/6QBGZ-250/6QBGZ-250/6一拖二的軟起動(dòng)器與磁力起動(dòng)器連接示意圖高爆開關(guān)（磁力起動(dòng)器）8 臺(tái)（其中一臺(tái)作為進(jìn)線電源用） ，型號(hào)：QBG-315/6S，生產(chǎn)廠商：常州武進(jìn)礦用設(shè)備廠，該設(shè)備不具備電流、電壓信號(hào)輸出功能；高壓軟起動(dòng)器 3 臺(tái)，其中兩臺(tái)軟起動(dòng)器每臺(tái)拖動(dòng)兩臺(tái)磁力起動(dòng)器，另一臺(tái)軟起動(dòng)器拖動(dòng)三臺(tái)磁力起動(dòng)器，軟起動(dòng)器型23號(hào)：QBG-

36、180/6000R，生產(chǎn)廠商：唐山開誠(chéng)，該設(shè)備不具備電流、電壓信號(hào)輸出功能；目前礦上某單位已采購(gòu)三臺(tái)礦用隔爆型高壓起動(dòng)電抗器對(duì)軟起動(dòng)器進(jìn)行改造，每臺(tái)電抗器對(duì)應(yīng)一臺(tái)磁力起動(dòng)器（對(duì)應(yīng)一臺(tái)電機(jī)） ，剩余三臺(tái)軟起動(dòng)器中的兩臺(tái)每臺(tái)對(duì)應(yīng)一臺(tái)磁力起動(dòng)器，另一臺(tái)軟起動(dòng)器對(duì)應(yīng)兩臺(tái)磁力起動(dòng)器。由于電抗器為自動(dòng)切換不需參與控制，因此電抗器+磁力起動(dòng)器方式，由礦上（使用單位）根據(jù)實(shí)際所需情況提供磁力起動(dòng)器的控制接點(diǎn)，由廠家對(duì)磁力起動(dòng)器進(jìn)行控制。各電器設(shè)備間連接由礦上（使用單位）自己連接完成。對(duì)于軟起動(dòng)器+磁力起動(dòng)器方式，仍參考利用原有的唐山開誠(chéng)PLC 控制系統(tǒng)，由廠家控制接點(diǎn)與 PLC 控制系統(tǒng)中的就地控制箱開/停按

37、鈕并聯(lián)進(jìn)行控制。若需要主排水泵電機(jī)電壓、電流監(jiān)測(cè)，由廠家可提供相關(guān)模塊，在條件允許的情況下由礦上（使用單位）對(duì)高壓磁力起動(dòng)器進(jìn)行改造并增加該模塊來實(shí)現(xiàn)此功能。3.2 控制系統(tǒng)組成3.2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上位機(jī)系統(tǒng)安裝于地面集控室，向上通過環(huán)網(wǎng)及 WinCC 組態(tài)軟件自帶的 OPC Server 軟件接口向綜合自動(dòng)化平臺(tái)提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，向下通24過環(huán)網(wǎng)及 OPC Client 與井下本安監(jiān)控站進(jìn)行實(shí)時(shí)通訊。井下 KJD30 本安型監(jiān)控站安裝在泵房控制室內(nèi)，完成控制現(xiàn)場(chǎng)各傳感器信息的采集與處理，通過高性能控制軟件設(shè)定的自動(dòng)控制流程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制功能。KDK8 多功能控制驅(qū)動(dòng)器串接在一根總線上與 KJD30

38、 本安監(jiān)控站通訊，KDK8 多功能控制驅(qū)動(dòng)器具有手動(dòng)/自動(dòng)功能，手動(dòng)方式下通過其自身的轉(zhuǎn)換開關(guān)實(shí)現(xiàn)單臺(tái)水泵的起/?？刂疲瑑膳_(tái) KDK8 可實(shí)現(xiàn)一臺(tái)水泵的手動(dòng)控制，自動(dòng)方式下接收 KJD30 本安監(jiān)控站下發(fā)的控制命令實(shí)現(xiàn)多臺(tái)水泵的自動(dòng)控制?，F(xiàn)場(chǎng)的各種返回信號(hào)（高爆開關(guān)、電動(dòng)閘閥等返回點(diǎn)）接入 KDK8 的開入口轉(zhuǎn)換為總線信號(hào)送給 KJD30 本安監(jiān)控站。25KXBC -15/660、 380、 DZ、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、KC C 2-5Pt100、KC C 2、1KD K82KD K83KD K8、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、1#、 、 、 、3#、 、

39、、 、2#、 、 、 、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 KCC2 本安型智能 I/O 接口也掛接在總線上，它將現(xiàn)場(chǎng)的各種模擬量信號(hào)或開關(guān)量信號(hào)轉(zhuǎn)換為總線信號(hào)送給 KJD30 本安監(jiān)控站。263.2.2 地面上位機(jī)部分上位機(jī)部分由：一臺(tái)工控機(jī)及 WinCC 組態(tài)軟件組成，用以實(shí)現(xiàn)水泵控制系統(tǒng)的地面監(jiān)控與數(shù)據(jù)上傳功能。該上位機(jī)將通過目前準(zhǔn)備建設(shè)的礦井網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將信息上傳至全礦井綜合自動(dòng)化平臺(tái)，全礦井綜合自動(dòng)化平臺(tái)對(duì)相關(guān)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行整合分析后在 WEB 網(wǎng)頁(yè)上發(fā)布，使管理人員能夠及時(shí)掌握系統(tǒng)安全運(yùn)行狀況。全礦井網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及全礦井軟件平臺(tái)部分建成后可實(shí)現(xiàn)泵房監(jiān)控系統(tǒng)信號(hào)上傳，全礦井網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)必須在一水平泵房?jī)?nèi)設(shè)置網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，

40、并留有本安型以太網(wǎng)電接口，地面上位機(jī)處 50 米內(nèi)留有礦井網(wǎng)絡(luò)以太網(wǎng)電接口。以上涉及到的網(wǎng)絡(luò)部分由網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)廠家負(fù)責(zé)其交換機(jī)部分的接入及調(diào)試工作。3.2.3 井下泵房監(jiān)控站部分2 臺(tái) KJD30 礦用本安型工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、8 臺(tái) KDK8 礦用多功能控制驅(qū)動(dòng)器、多臺(tái) KCC2 智能 I/O 接口、KDW15A 電源箱及各種本安傳感器。各監(jiān)控站除實(shí)現(xiàn)單臺(tái)/多臺(tái)水泵的手動(dòng)/自動(dòng)控制功能外，同時(shí)具備完善的水位、壓力、流量、溫度等的監(jiān)測(cè)保護(hù)和聲光報(bào)警功能。監(jiān)控站具備本安型以太網(wǎng)接口和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的 OPC 軟件接口，可就近接入井下環(huán)網(wǎng)交換機(jī)，無(wú)需任何設(shè)置非常方便的將信息上傳至地面上位機(jī)。273.2.4 傳感

41、器部分系統(tǒng)傳感器有：KGU9 礦用本安型水位傳感器、LCZ-803 型超聲流量傳感器、本安壓力傳感器、本安真空壓力傳感器。3.3 系統(tǒng)功能3.3.1 控制功能根據(jù)水倉(cāng)水位自動(dòng)開啟、停止水泵的運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)運(yùn)行中的各種狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，同時(shí)通過接口將數(shù)據(jù)上傳至地面服務(wù)器。1）根據(jù)所監(jiān)測(cè)的水位信號(hào)，可設(shè)定出低水位、高水位和上限水位信號(hào)及危險(xiǎn)水位等多個(gè)級(jí)別的水位信號(hào)。低水位時(shí)停泵；高水位時(shí)水泵運(yùn)行；上限水位時(shí)備用水泵同時(shí)運(yùn)行；危險(xiǎn)水位時(shí)起動(dòng)水泵全部運(yùn)行；依次類推。同時(shí)根據(jù)水位變化計(jì)算涌水量，當(dāng)涌水量增大或突變時(shí)起動(dòng)水泵運(yùn)行，以減少突水事故的發(fā)生。2）每臺(tái)水泵可設(shè)置“運(yùn)行” 、 “備用” 、 “檢修”三

42、種工作方式，該方式可直接通過本安計(jì)算機(jī)進(jìn)行設(shè)定。A、水泵系統(tǒng)采用射流泵抽真空上水方式起動(dòng)：當(dāng)水位達(dá)到高位將自動(dòng)打開射流泵入水管路閥門。同時(shí)打開射流泵真空管路閥門，當(dāng)射流泵入水管路的水進(jìn)入射流泵后將變成高壓水經(jīng)射流泵出水管路流出，此高壓水會(huì)將射流泵真空管路里的空氣帶走，射流泵真空管路是與水泵及水泵上水管路相通，所以經(jīng)過一定時(shí)間后水泵上水管路及水泵內(nèi)就形成了相對(duì)的真空，此28時(shí)真空壓力表輸出信號(hào)。系統(tǒng)接收到真空壓力表的信號(hào)后將自動(dòng)起動(dòng)水泵電機(jī)，同時(shí)關(guān)閉射流泵真空管路及射流泵入水管路閥門，閥門關(guān)閉后打開水泵出水管路電動(dòng)閘閥進(jìn)行排水。若電動(dòng)閘閥打開后一定時(shí)間內(nèi)水泵壓力未達(dá)到設(shè)定值（一般是因?yàn)樗没蛏纤?/p>

43、管路漏氣導(dǎo)致）系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)停止水泵運(yùn)行并關(guān)閉電動(dòng)閘閥同時(shí)報(bào)警。B、水泵系統(tǒng)停止運(yùn)行：當(dāng)水倉(cāng)水位達(dá)到低位時(shí)將先自動(dòng)關(guān)閉排水管路電動(dòng)閘閥，電動(dòng)閘閥關(guān)閉到位后（若一定時(shí)間內(nèi)未關(guān)到位則按故障方式停止）停止水泵電機(jī)。C、系統(tǒng)設(shè)置低限水位、高限水位、上限水位和危險(xiǎn)水位四種水位線。當(dāng)水位達(dá)到高限水位時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)起動(dòng) “運(yùn)行泵” ；達(dá)到上限水位時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)起動(dòng)下一個(gè)“運(yùn)行泵” ；達(dá)到危險(xiǎn)水位時(shí)起動(dòng)“備用泵” 。水位低于上限水位時(shí)自動(dòng)停止“備用泵” ；低于高限水位時(shí)停止一個(gè)“運(yùn)行泵” ；當(dāng)達(dá)到低位時(shí)自動(dòng)停止另一個(gè)“運(yùn)行泵” 。3）根據(jù)實(shí)際需要也可切換到手動(dòng)控制方式。此方式下操作人員可通過手動(dòng)控制按扭人工手動(dòng)控制

44、各臺(tái)水泵電機(jī)的起停及各電動(dòng)閘閥開關(guān)。4）當(dāng)出現(xiàn)水位超限、開關(guān)故障、壓力下降、流量下降等故障時(shí)系統(tǒng)將自動(dòng)停止運(yùn)行，并提示、報(bào)警。293.3.2 顯示及數(shù)據(jù)記錄功能 （1）動(dòng)態(tài)顯示：實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)模擬顯示系統(tǒng)的整體運(yùn)行狀態(tài)，如水倉(cāng)水位、水泵流量、水泵壓力、電流及電動(dòng)機(jī)、電動(dòng)閘閥等的各種工作狀態(tài)。（2）實(shí)時(shí)報(bào)警：可實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)的故障信息，并發(fā)出報(bào)警。（3）曲線顯示：系統(tǒng)具有水位、流量、電流、壓力等模擬量的實(shí)時(shí)及歷史曲線顯示。（4）數(shù)據(jù)歷史記錄：可將系統(tǒng)的各種參數(shù)狀態(tài)、故障及開停時(shí)間統(tǒng)計(jì)等信息記錄到歷史數(shù)據(jù)庫(kù)中。303.43.4 系統(tǒng)接線圖系統(tǒng)接線圖Y3Y2Y1COMX7X6X5X4X3X2X1FR2SQA

45、FR1SB3SB2SQBSQCX0SB1 模 塊 外 圍 接 線 圖313.4.13.4.1 梯形圖梯形圖圖 3-3 水泵控制梯形圖32X 1:1X 1:2X 1:5X 2:1X 2:2、 、 1、 、 、21A C 660/380/220/127、 、 、 1、 、 、 、 1、 、 、 、 1、 、 1、 、 、 、 1、 、 1、 、 、D L31、 、 、 、 、 、 、 、 、A :3A :2-3A :4B :2B :3B :5B :62、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、X 1:7X 1:8、 、 1、 、 、X 3:2X 3:1X 3:7181416 、 、 、 、

46、 、 、 、 、K X B C -15/660(380)D Z1#KDK8、4 X 1:6X 3:8、 、 1、 、 、 、 1、 、 、X 1:4X 1:5X 1:13、 、 2、 、 、 、 2、 、 、X 3:4X 3:3X 3:94 X 1:14X 3:10、 、 2、 、 、 、 2、 、 、 1、 2、 3、 1、 2、 31、 、 、1、 、 、1、 、 、A :3A :2-3A :4B :2B :3B :5B :6、 、 2、 、 2、 、 、 、 2、 、 2、 、 、D L3D L3D L3D L4一號(hào)水泵接線圖33X 2:4X 2:5X 3:141#KDK8、 、 、 、

47、 1、 、 、 、 、 1、 、 、 、 、 、 、 、S B D J14321J6、 、 、 、JK1#、 、 、 、 、V D DG N DC A N HC A N LV D DG N DC A N HC A N LD L61#、 、 、 、X 3:5X 3:6X 3:11X 3:12、 、 1、 、 、 、 1、 、 、 4、 5、 6、 7、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、14161718M Z419-100H (D N 300)、 4、 5、 6、 7、1、 、 、JK9#V D DG N DC A N HC A N LV D DG N DC A N HC

48、 A N LD L4X 3:13、D L3圖 3-4 外圍接線圖343.53.5 系統(tǒng)技術(shù)性能及特點(diǎn)系統(tǒng)技術(shù)性能及特點(diǎn)（1）先進(jìn)性：系統(tǒng)為當(dāng)今工業(yè)控制系統(tǒng)的領(lǐng)先產(chǎn)品，地面控制主站采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行優(yōu)化控制，控制分站為國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的本質(zhì)安全型控制器。系統(tǒng)可對(duì)整個(gè)控制過程進(jìn)行集中監(jiān)控，能實(shí)時(shí)采集和顯示現(xiàn)場(chǎng)各生產(chǎn)環(huán)節(jié)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，具備數(shù)據(jù)處理及與全礦井綜合控制系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)功能。（2）可靠性：總線具有自診斷功能和故障處理能力，保證系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。系統(tǒng)軟件接口均采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) OPC 接口，穩(wěn)定性高連接方便。（3）可擴(kuò)展性：系統(tǒng)的軟硬件留有充足的擴(kuò)展余量，以保證將來的技術(shù)和產(chǎn)品升級(jí)。（4）易操作性：用戶無(wú)須進(jìn)行任何

49、編程，只需按照系統(tǒng)提示進(jìn)行相應(yīng)的端口配置即可。（5）總線各設(shè)備采用接插電纜連接，易于安裝和拆卸。（6）監(jiān)控站具有 12 寸大液晶屏，圖形動(dòng)畫顯示，具有各種曲線圖表及數(shù)據(jù)/故障記錄，方便用戶查詢。（7）選擇的計(jì)算機(jī)和系統(tǒng)軟件留有備用容量和以太網(wǎng)接口，可以方便地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)擴(kuò)展（如增加其他保護(hù)裝置等）和接入全礦井綜合自動(dòng)化平臺(tái)。35第 4 章 檢測(cè)與保護(hù)水泵自動(dòng)控制系統(tǒng)的檢測(cè)與保護(hù)信號(hào)：水倉(cāng)水位、排水管路流量、真空壓力、水泵壓力等。4.1 水倉(cāng)水位檢測(cè)選用礦用本安型水位傳感器 KGU9，動(dòng)態(tài)時(shí)實(shí)檢測(cè)水倉(cāng)水位，將水位信號(hào)送至控制機(jī)并由控制機(jī)送至地面計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)高水位起泵低水位停泵。4.2 排水管路流量檢

50、測(cè)選用 LCZ-803 型超聲流量變送器，動(dòng)態(tài)時(shí)實(shí)檢測(cè)主排水管路流量，將主排水管路流量信號(hào)送至控制機(jī)并由控制機(jī)送至地面計(jì)算機(jī)，可實(shí)現(xiàn)低流量報(bào)警。4.3 真空壓力檢測(cè)選用本安真空壓力表，當(dāng)吸水管路真空度達(dá)到起泵條件時(shí)，壓力表將輸出信號(hào)給控制機(jī)，控制機(jī)以此發(fā)出開泵信號(hào)。4.4 水泵壓力檢測(cè)選用高可靠性壓力傳感器，動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)檢測(cè)水泵內(nèi)部壓力，當(dāng)壓力36低于設(shè)定值時(shí)自動(dòng)停泵。4.5 保護(hù)功能超溫保護(hù)：可測(cè)量電機(jī)內(nèi)部預(yù)埋的 Pt100 電阻溫度信號(hào)，系統(tǒng)可直接檢測(cè)該信號(hào)，當(dāng)溫度超過設(shè)定值和上升速率超過規(guī)定時(shí)，應(yīng)及時(shí)報(bào)警采取相應(yīng)措施。水泵運(yùn)行過程保護(hù)：根據(jù)水泵啟動(dòng)時(shí)流量、壓力、真空度等參數(shù)自動(dòng)判斷水泵是否正常啟動(dòng)，非正常啟動(dòng)時(shí)能及時(shí)報(bào)警并順序啟動(dòng)下臺(tái)水泵。當(dāng)電機(jī)、水泵、電動(dòng)閘閥、系統(tǒng)故障時(shí)，能及時(shí)發(fā)出告警信息并在監(jiān)視后臺(tái)以聲光、閃爍、推畫面等顯著警示，并顯示故障情況，警示工作人員修復(fù)。374.6 KX15/660（380）DZ 礦用電動(dòng)閥門控制箱 BC-與 K