機(jī)電一體化畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-礦山井下泵房的PLC控制.doc

山東英才學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)題 目： 礦山井下泵房的PLC控制 專 業(yè)： 機(jī)電一體化專業(yè) 姓 名： 指導(dǎo)教師： 二O一O年十一月 四 日目錄摘要3關(guān)鍵詞3Abstract4Keywords5第一章 概述51.1 煤礦水泵自動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展及現(xiàn)有缺陷51.2煤礦綜合自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的主要目標(biāo)5第二章 泵控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析72.1系統(tǒng)硬件72.1.1 井下設(shè)備72.1.2 地面設(shè)備72.2軟件系統(tǒng)82.3控制系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)82.4 控制系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)9第三章 水位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)103.1超聲波液位傳感器103.2投入式液位傳感器123.3水泵的工作環(huán)節(jié)及控制過(guò)程133.3.1工作環(huán)節(jié)133.3.2 控制過(guò)程13第四章 自動(dòng)排水監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)154.1井下排水系統(tǒng)的組成154.2井下水泵自動(dòng)排水總體分析154.2.1系統(tǒng)的檢測(cè)環(huán)節(jié)164.2.2系統(tǒng)的控制方式174.2.3工作方式與工作環(huán)節(jié)174.3水泵控制的控制原則19第五章 基于PLC的應(yīng)用分析225.1系統(tǒng)的I/O分配表225.2PLC的接線圖245.3 PLC編程245.3.1 以下為部分PLC程序片段255.4結(jié)語(yǔ)26參考文獻(xiàn)27鳴謝27摘要煤炭行業(yè)是我國(guó)的支柱產(chǎn)業(yè)。幾年來(lái)煤炭工業(yè)的發(fā)展證明,建設(shè)以自動(dòng)化、信息化為標(biāo)志的新型現(xiàn)代化礦井已成為煤炭企業(yè)提高礦井安全程度,實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效,增強(qiáng)核心競(jìng)爭(zhēng)力的必然途徑。礦山在生產(chǎn)過(guò)程中，會(huì)有一定的涌水量產(chǎn)生，因此，排水設(shè)備是礦山建設(shè)和生產(chǎn)中不可缺少的固定設(shè)備。它的主要任務(wù)是即時(shí)迅速的排除井下的涌水，以保證礦井的正常生產(chǎn)和安全。礦山排水系統(tǒng)承擔(dān)著排出井下全部涌水的重要任務(wù)，是保證礦井安全生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其設(shè)備的可靠運(yùn)行關(guān)系到整個(gè)礦井的安全。另一方面，排水系統(tǒng)能否達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理運(yùn)行，直接影響礦井的安全和經(jīng)濟(jì)效益。我國(guó)礦山泵房排水系統(tǒng)大部分還處于手動(dòng)及半自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，這種運(yùn)行狀態(tài)存在很多弊端。針對(duì)這些弊端文章介紹了以PLC為控制核心的泵房自動(dòng)化控制系統(tǒng)、工作原理、功能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了礦井排水量的自動(dòng)控制和水泵、電機(jī)等設(shè)備的安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，使中央泵房實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、無(wú)人值守，提高了礦井排水系統(tǒng)的工作效率和安全性。關(guān)鍵詞：PLC，排水系統(tǒng)，控制系統(tǒng)，傳感器，監(jiān)控系統(tǒng)AbstractThe coal industry is the pillar industry. The development of the coal industry over the years has proved that building to automation, information into the new logo has become a modern coal enterprise to improve mine safety mine, to achieve high efficiency, and enhance core competitiveness of the inevitable way. Mine in the production process, there will be some inflow generated, so drainage is mine construction and production of essential capital equipment. Its main task is to immediately rule out the underground water gushing rapidly in order to ensure normal production and mine safety. Discharge of mine drainage system to undertake the important task of mine all the gushing water, is to ensure that key aspects of mine safety, reliable operation of its equipment related to the safety of the mine. On the other hand, the drainage system can achieve economical operation, a direct impact on mine safety and economic benefits. Most of mine drainage pumping station is still in the manual and semi-running state, there are many disadvantages of this operation status. This article introduces these drawbacks to the core of the pumping station for the control of PLC automatic control system, working principle, function realization system to achieve automatic control of the mine discharge and water pumps, motors and other equipment of the safety monitoring system so that the Central Pumping Station, remote monitoring, unattended, the mine drainage system to improve the efficiency and safety. Keywords: PLC, drainage systems, control systems, sensors, control systems第一章 概述1.1 煤礦水泵自動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展及現(xiàn)有缺陷煤礦水泵自動(dòng)控制系統(tǒng)是根據(jù)煤礦礦井的實(shí)際情況，在原來(lái)的設(shè)施基礎(chǔ)上進(jìn)行自動(dòng)化改造，以使設(shè)備在無(wú)人干涉的情況下自動(dòng)運(yùn)行和自我診斷的一套系統(tǒng)。通過(guò)工業(yè)計(jì)算機(jī)的決策控制，對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)控制，使設(shè)備達(dá)到最佳工作狀態(tài)，從而達(dá)到有效地節(jié)約能源、降低勞動(dòng)強(qiáng)度、降低運(yùn)行成本和延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命等目的。系統(tǒng)綜合了工業(yè)控制技術(shù)和現(xiàn)代軟件技術(shù)，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，并可與全煤礦自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，作為全煤礦自動(dòng)化系統(tǒng)的一個(gè)子系統(tǒng)。排水設(shè)備一般功率大，耗電量多，傳統(tǒng)排水只能靠人工手動(dòng)控制泵的起停，無(wú)法利用排水設(shè)備與倉(cāng)容，科學(xué)、合理的調(diào)度排水量與排水時(shí)間。因而傳統(tǒng)的礦井排水方式普遍存在能耗大、效率低、生產(chǎn)成本高的缺點(diǎn)。在煤礦開(kāi)采過(guò)程中會(huì)連續(xù)不斷地涌出礦井水，為保證煤礦生產(chǎn)安全，必須及時(shí)將涌出的礦井水快速地排放到地面，煤礦主排水系統(tǒng)能否正常運(yùn)行直接關(guān)系到礦井的安全生產(chǎn)。礦井排水系統(tǒng)一般由水倉(cāng)、吸水井、多臺(tái)排水泵（包括其抽真空引水裝置）、閘閥、配水閥以及多路排水管路組成，這些設(shè)備具有電機(jī)功率大、電壓高、啟動(dòng)復(fù)雜、故障多發(fā)等特點(diǎn)。目前，礦井排水系統(tǒng)普遍采用人工操作，人員勞動(dòng)強(qiáng)度大、電機(jī)啟停時(shí)間長(zhǎng)、水泵運(yùn)行效率低等諸多問(wèn)題，如何實(shí)現(xiàn)煤礦井下排水泵的自動(dòng)控制和無(wú)人值守，并滿足煤礦生產(chǎn)調(diào)度綜合自動(dòng)化的要求，便成為當(dāng)前急需解決的問(wèn)題。1.2煤礦綜合自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的主要目標(biāo)煤礦綜合自動(dòng)化系統(tǒng)作為煤礦自動(dòng)化總平臺(tái),實(shí)現(xiàn)了在地面對(duì)煤礦井上下諸多設(shè)備的可靠控制。(1)采用光纖組建了煤礦井下工業(yè)以太網(wǎng)并形成環(huán)網(wǎng),全礦井下膠帶、軌道、供電、排水、通風(fēng)、礦井提升、選煤等自動(dòng)控制子系統(tǒng)均以現(xiàn)場(chǎng)總線等形式就近接入工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)1,同時(shí),采用OPC及組態(tài)軟件等技術(shù)接入軟件平臺(tái),形成全礦井自動(dòng)控制信息傳輸及處理的總集成平臺(tái),基于該平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了在地面集控中心對(duì)井下膠帶、供電、排水、軌道、通風(fēng)、壓風(fēng)、提升、選煤等設(shè)備的遠(yuǎn)程開(kāi)停控制和在線監(jiān)測(cè),井下諸多環(huán)節(jié)和崗位實(shí)現(xiàn)了無(wú)人值守,大大減少了井下現(xiàn)場(chǎng)人員,提高了礦井安全水平。(2)煤礦安全監(jiān)控、人員定位等監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)在地面接入煤礦自動(dòng)化平臺(tái),實(shí)現(xiàn)了礦井自動(dòng)化信息、安全生產(chǎn)監(jiān)測(cè)信息的集成、共享和Web發(fā)布等功能,實(shí)現(xiàn)了對(duì)井下所有掘進(jìn)頭、工作面的瓦斯自動(dòng)檢測(cè)和超限自動(dòng)斷電、告警,實(shí)現(xiàn)了對(duì)井下所有重要地點(diǎn)的風(fēng)速、溫度、風(fēng)門、局扇開(kāi)停的自動(dòng)監(jiān)測(cè),實(shí)現(xiàn)了對(duì)井下人員分布情況的在線監(jiān)測(cè)和統(tǒng)計(jì)。(3)建立了礦井自動(dòng)化監(jiān)控中心,具有大屏幕顯示功能,控制功能,數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)匯總功能,網(wǎng)絡(luò)功能等,操作員站之間具備相互冗余功能。(4)建立了礦井工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng),將井下和地面各主要地點(diǎn)攝像機(jī)的信號(hào)傳輸?shù)降孛嬉曨l服務(wù)器,在集控中心顯示和切換圖像,為地面遠(yuǎn)程控制提供了必備的監(jiān)視手段。(5)建立了礦井移動(dòng)通信系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了井下現(xiàn)場(chǎng)與集控中心的清晰通話,為地面遠(yuǎn)程控制提供了暢通的聯(lián)絡(luò)手段。(6)完成了煤礦綜合自動(dòng)化系統(tǒng)與煤礦管理網(wǎng)絡(luò)安全對(duì)接,將煤礦井下現(xiàn)場(chǎng)的自動(dòng)化信息、安全監(jiān)測(cè)信息、井下視頻與管理信息系統(tǒng)聯(lián)通,通過(guò)Web等方式實(shí)現(xiàn)了各類信息在全公司的資源共享。第二章 泵控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析2.1系統(tǒng)硬件本系統(tǒng)的硬件由井下和地面兩部分組成。井下主要包括PLC控制箱、操作臺(tái)、電動(dòng)閥和各種監(jiān)測(cè)傳感器。地面設(shè)備包括通信站和控制計(jì)算機(jī)。井下和地面設(shè)備的通信介質(zhì)用光纜。2.1.1 井下設(shè)備1）礦用PLC控制箱 需一采區(qū)礦房設(shè)置礦用PLC控制箱一臺(tái)，其主要任務(wù)是：通過(guò)可編程控制器的輸入模塊采集各監(jiān)測(cè)傳感器的信號(hào)，按程序要求自動(dòng)控制五臺(tái)水泵的啟停：通過(guò)通信接口把信息傳送給地面控制計(jì)算機(jī)；根據(jù)地面計(jì)算機(jī)和操作臺(tái)的命令控制水泵的啟停。2）操作臺(tái) 在泵房設(shè)本操作臺(tái)一臺(tái)。操作臺(tái)主要用于系統(tǒng)工作方式選擇和就地水泵的啟停。操作臺(tái)上可以選擇四種操作方式中的一種。1）自動(dòng)方式，PLC通過(guò)對(duì)輸入?yún)?shù)的判斷，自動(dòng)控制每臺(tái)水泵的啟停；2）手動(dòng)方式，即按照操作順序，通過(guò)操作臺(tái)上的按鈕和開(kāi)關(guān)，人工依次啟動(dòng)各個(gè)設(shè)備；3）傳統(tǒng)方式，為滿足操作習(xí)慣，本系統(tǒng)保留原系統(tǒng)的操作方式；4）遠(yuǎn)方控制方式，此時(shí)允許地面計(jì)算機(jī)對(duì)水泵實(shí)施控制。在操作臺(tái)和地面計(jì)算機(jī)操作界面分別設(shè)置急停按鈕。3）礦用光端機(jī) 在井下和地面設(shè)置一對(duì)光端機(jī)，以便用光纜連接地面和井下通信接口。2.1.2 地面設(shè)備地面設(shè)備包括通信站和控制計(jì)算機(jī)。通信站主要由光信號(hào)接收轉(zhuǎn)換器、西門子中繼器、電源模塊等組成。計(jì)算機(jī)選用IBM商用機(jī)，光信號(hào)接收轉(zhuǎn)換器選用CVR/T單模光端機(jī)。2.2軟件系統(tǒng)1）PLC程序 井下PLC監(jiān)控系統(tǒng)是基于STEP7軟件編寫的，采用模塊化結(jié)構(gòu)編程，包括監(jiān)測(cè)模塊、數(shù)據(jù)模塊、控制模塊、顯示模塊、通信模塊等。這種編程方法是系統(tǒng)運(yùn)行安全可靠，修改方便易于擴(kuò)展。2）上位機(jī)程序 上位機(jī)采用組態(tài)軟件WINCC進(jìn)行開(kāi)發(fā)，該應(yīng)用軟件為用戶提供了廠級(jí)的可視化過(guò)程、數(shù)據(jù)獲取和監(jiān)視控制功能。采用面向目標(biāo)的開(kāi)發(fā)方法，可以快速容易的按照操作人員的設(shè)計(jì)處理、顯示生產(chǎn)過(guò)程的數(shù)據(jù)。采用客戶/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)，能夠提供數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)上的全面集成和共享，為企業(yè)管理系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)，提高監(jiān)控系統(tǒng)的性能。使用WINCC組態(tài)軟件還可以根據(jù)礦生產(chǎn)系統(tǒng)及工藝流程的變化，由用戶制作和修改監(jiān)控畫面，也可以隨時(shí)修改界面上設(shè)備的顏色、形狀、尺寸、和位置。 系統(tǒng)采用動(dòng)畫圖形對(duì)設(shè)備進(jìn)行描述，當(dāng)設(shè)備是停止?fàn)顟B(tài)時(shí)，代表該設(shè)備的圖形是靜態(tài)的，當(dāng)設(shè)備是運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)以動(dòng)畫的形式對(duì)設(shè)備進(jìn)行模擬、效果形象逼真、富有動(dòng)感；圖中也可以以不同的顏色表示設(shè)備的不同運(yùn)行狀態(tài)，不填色表示設(shè)備未投入運(yùn)行；紅的表示設(shè)備故障；所有的流程采用不同的線條進(jìn)行描述，當(dāng)系統(tǒng)要發(fā)生一些重大變化時(shí)伴隨多媒體語(yǔ)音預(yù)報(bào)或警告。2.3控制系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)（1） 系統(tǒng)具有靈活多樣的控制方式。就地控制：操作員通過(guò)就地箱上的按鈕及指示燈完成對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的直接控制，主要用于設(shè)備檢修維護(hù)；井下集控：操作員通過(guò)觸摸屏實(shí)現(xiàn)對(duì)水泵的半自動(dòng)控制，控制命令由觸摸屏下發(fā)至PLC，后者完成整個(gè)控制過(guò)程；遠(yuǎn)程集控：操作員在地面遠(yuǎn)程上位機(jī)，通過(guò)鼠標(biāo)點(diǎn)擊控制控件，實(shí)現(xiàn)對(duì)于井下水泵機(jī)組的遠(yuǎn)程控制；全自動(dòng)控制：該控制方式下，用戶無(wú)需操作，PLC根據(jù)水位等參控信息合理調(diào)度水泵機(jī)組，完成排水。還可根據(jù)水倉(cāng)水位、用電峰谷等參數(shù)選擇合理的控制方案，自動(dòng)控制水泵機(jī)組的投入和退出。 （2） 實(shí)現(xiàn)設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)監(jiān)控，可以通過(guò)圖、表、曲線等方式進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示及分析處理。 （3） 根據(jù)水位、供電峰谷時(shí)段劃分等情況，合理調(diào)度水泵，節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用。（4） 系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)在故障出現(xiàn)時(shí)自動(dòng)采取停機(jī)等保護(hù)措施，并提示故障類型，保護(hù)類型包括溫度保護(hù)、流量保護(hù)等多種類型。 （5） 系統(tǒng)故障時(shí)能提供聲光報(bào)警，報(bào)警記錄可查詢。 （6） 系統(tǒng)留有網(wǎng)絡(luò)接口和分站擴(kuò)展功能。2.4 控制系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)排水系統(tǒng)是否能可靠運(yùn)行直接影響著煤礦生產(chǎn)和人員安全，為提高控制系統(tǒng)的可靠性，針對(duì)傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的不足，系統(tǒng)從設(shè)備本身、傳感器、通信網(wǎng)絡(luò)等各方面設(shè)計(jì)了可靠性保障措施。 （1） 設(shè)備可靠運(yùn)轉(zhuǎn)保障 設(shè)備可靠運(yùn)轉(zhuǎn)是安全排水的前提，針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，該系統(tǒng)開(kāi)發(fā)了排水系統(tǒng)控制軟件的輔助管理模塊，對(duì)設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一的管理。依據(jù)設(shè)備運(yùn)行情況，監(jiān)控軟件的設(shè)備輔助管理模塊讀取相應(yīng)數(shù)據(jù)后進(jìn)行邏輯處理，給出維護(hù)意見(jiàn)，從管理上來(lái)彌補(bǔ)設(shè)備本身在可靠性上的不足。 （2） 傳感器可靠性保障 排水系統(tǒng)采用了多種傳感器，傳感器的可靠性直接影響著系統(tǒng)的整體可靠性。不同的傳感器對(duì)系統(tǒng)的影響也不盡相同，根據(jù)影響范圍的不同，系統(tǒng)將傳感器分為全局型和局部型。其中全局型傳感器為液位傳感器，它的可靠性關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)安全排水的實(shí)現(xiàn)，其余傳感器主要反映單臺(tái)泵的運(yùn)轉(zhuǎn)工況，屬于局部型。系統(tǒng)中的全局型傳感器采用冗余設(shè)計(jì)，而對(duì)于局部型傳感器則采取自診斷方式確定其故障類型并報(bào)警，提示工作人員進(jìn)行維護(hù)或者更換。（3） 通信可靠性保障 控制PLC與上位機(jī)之間的通信故障判別采用校驗(yàn)碼與狀態(tài)位相結(jié)合的方式，其中校驗(yàn)碼判斷數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性，狀態(tài)位判斷傳輸通道的通暢性，如果狀態(tài)位不正常時(shí)表明通信通道中斷，啟用備用通訊網(wǎng)絡(luò)。第三章 水位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為了保證井下安全生產(chǎn)，系統(tǒng)可靠運(yùn)行，水位信號(hào)是水泵自動(dòng)化控制的一個(gè)非常重要的參數(shù)，水位傳感器的可靠性和準(zhǔn)確性直接影響整個(gè)控制系統(tǒng)的工作可靠性，為此選用超聲波液位傳感器，它具有精度高、非接觸式、非機(jī)械型、維護(hù)方便、安裝容易、標(biāo)定簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，可根據(jù)控制的要求將水位信號(hào)的上限和下限分別設(shè)置為四個(gè)級(jí)別，超高、高、中、低。水位傳感器將水倉(cāng)中的水位信息傳送至控制中PLC的模擬量輸入模塊，PLC檢測(cè)到水位信息后與預(yù)先設(shè)置的開(kāi)啟水位進(jìn)行比較，當(dāng)達(dá)到開(kāi)啟一臺(tái)水泵的水位時(shí)就發(fā)出開(kāi)泵指令。3.1超聲波液位傳感器超聲波液位傳感器是利用超聲波在兩種介質(zhì)的分界面上的反射特性而制成的。如果從發(fā)射超聲波脈沖開(kāi)始，到接受到反射波為止的這個(gè)時(shí)間間隔為已知，就可以求出分界面的位置，利用這種方法可以對(duì)液位進(jìn)行測(cè)量。根據(jù)發(fā)射和接受換能器的功能，傳感器又可分為單換能器和雙換能器。單換能器的傳感器發(fā)射和接收超聲波使用同一個(gè)換能器，而雙換能器的傳感器發(fā)射和接受各使用一個(gè)換能器。下面就單換能器的超聲波傳感器加以介紹。超聲波發(fā)射和接收換能器可以安裝在液面的上方，讓超聲波在空氣中傳播，如圖3.1所示。 圖3.1 超聲波液位計(jì)安裝示意圖對(duì)于單換能器來(lái)說(shuō)，超聲波從發(fā)射器到液面，又從液面反射到換能器的時(shí)間為： （式3-1）則 （式3-2）式中： h 換能器距液面的距離； c 超聲波在介質(zhì)中的傳播速度。從以上公式中可以看出，只要測(cè)得超聲波脈沖從發(fā)射到接收的時(shí)間間隔，便可以求得待測(cè)的液位。超聲波液位傳感器具有精度高和使用壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)，但若液體中有氣泡或液面發(fā)生波動(dòng)，便會(huì)產(chǎn)生較大的誤差。在一般使用條件下，它的測(cè)量誤差為，檢測(cè)液位的范圍為m。本設(shè)計(jì)中采用的是Yjsonic系列的超聲波液位計(jì)，在測(cè)量中脈沖超聲波由傳感器（換能器）發(fā)出，聲波經(jīng)物體表面反射后被同一傳感器接收，轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。并由聲波的發(fā)射和接收之間的時(shí)間來(lái)計(jì)算傳感器到被測(cè)物體的距離。工作特點(diǎn)：采用SMD技術(shù)，提高儀器的可靠性，自動(dòng)功率調(diào)整，增益控制、溫度補(bǔ)償。先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)，豐富的軟件功能適應(yīng)各種復(fù)雜環(huán)境。采用新型的波形計(jì)算技術(shù)，提高儀表的測(cè)量精度。具有干擾回波的抑制功能，保證測(cè)量數(shù)據(jù)的真實(shí)。16位D/A轉(zhuǎn)換，提高電流輸出的精度和分辨率。傳感器采用四氟乙烯材料，可用于各種腐蝕性場(chǎng)合，多種輸出方式：可編程繼電器輸出、高精度420mA電流輸出、RS-485數(shù)字通信輸出等方式可供選擇（圖3.2）。圖3.2 超聲波液位計(jì)選型設(shè)計(jì)中選用二線制輸出型液位計(jì)，其參數(shù)如下：量程： 03、5、8、10、15、20m精度： 0.25% 盲區(qū)： 0.30.5m溫度： -20+55電源： 24VDC控制： 無(wú)輸出： 420mA 二線制防護(hù)等級(jí)： IP65顯示方式： 4位LCD3.2投入式液位傳感器投入式液位傳感器是將傳感器的探頭投入液體中。利用處于一定深度時(shí)液體會(huì)產(chǎn)生一定的壓強(qiáng)這個(gè)基本原理制成的。其示意圖如圖3.3所示。圖3.3水位計(jì)示意圖具體的來(lái)說(shuō)是:傳感頭根據(jù)水中的壓力與空氣中的壓力差，傳感頭把水位的高度變換成壓力差，再把壓力差轉(zhuǎn)換成微弱的電信號(hào)，該微弱的電信號(hào)經(jīng)放大器放大后送A/D變換器，單片機(jī)采集數(shù)字信號(hào)經(jīng)運(yùn)算處理后，輸出的水位高度用數(shù)碼管來(lái)顯示，同時(shí)輸出對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)。其內(nèi)部的功能模塊圖如圖3.4。圖3.4 傳感器功能模塊圖3.3水泵的工作環(huán)節(jié)及控制過(guò)程3.3.1工作環(huán)節(jié)水泵的工作大致可概括為四個(gè)環(huán)節(jié)：（1）水位自動(dòng)監(jiān)控水位自動(dòng)監(jiān)控環(huán)節(jié)的任務(wù)是對(duì)水池的水位實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，以便根據(jù)水位的高低自動(dòng)發(fā)出啟、停水泵命令。本系統(tǒng)選用投入式水位傳感器來(lái)監(jiān)測(cè)水位信號(hào)，以模擬量形式輸送給PLC，PLC根據(jù)水位信號(hào)和程序控制水泵的啟停。（2）抽真空水泵只有在其葉輪完全淹沒(méi)于水中的情況下，泵體內(nèi)部才能造成必要的真空度實(shí)現(xiàn)正常排水。若真空度不夠，甭體內(nèi)有空氣存在，將會(huì)造成不上水和轉(zhuǎn)動(dòng)部件“干燒”等故障。龍東礦西一采區(qū)排水泵采用射流泵抽真空，由真空表監(jiān)測(cè)真空度。（3）電動(dòng)閘閥電動(dòng)機(jī)的自動(dòng)操縱為減小啟動(dòng)功率，水泵操作規(guī)程規(guī)定離心式水泵一定要關(guān)閉出水閘閥啟動(dòng)，當(dāng)水泵停止時(shí)，為避免水錘事故，必須先關(guān)閉閘閥，緩慢減小流速，最后停泵。啟動(dòng)過(guò)程為：打開(kāi)射流泵和抽真空控制閥-進(jìn)行抽真空-真空度達(dá)到要求后-啟動(dòng)水泵電機(jī)-水泵電機(jī)電流降至正常值，且水泵出口壓力達(dá)到設(shè)定值-打開(kāi)閘閥，進(jìn)行排水-關(guān)閉射流泵和抽真空控制閥。停泵過(guò)程：關(guān)閉電動(dòng)閘閥，再停水泵電機(jī)。（4）設(shè)備運(yùn)行參數(shù)監(jiān)測(cè)在水泵啟動(dòng)或運(yùn)行過(guò)程中，要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到設(shè)備運(yùn)行的有關(guān)參數(shù)，本系統(tǒng)監(jiān)測(cè)的主要參數(shù)為：入口真空度、進(jìn)水管流量、出口壓力、電機(jī)電流、電機(jī)溫度等。當(dāng)參數(shù)不正常時(shí)，要及時(shí)停泵，轉(zhuǎn)為啟動(dòng)另一臺(tái)水泵。3.3.2 控制過(guò)程自動(dòng)排水系統(tǒng)通過(guò)信號(hào)檢測(cè)、PLC控制、執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作完成水泵站起動(dòng)、停止以及水泵房在線監(jiān)測(cè)（如圖3.5）。 啟泵過(guò)程：（1）水位傳感器測(cè)得相對(duì)高水位或準(zhǔn)備開(kāi)泵，把信號(hào)傳給控制器（PLC）；（2）控制器輸出信號(hào)啟動(dòng)射流泵和真空電磁閥，對(duì)水泵抽真空；（3）真空傳感器監(jiān)測(cè)真空度達(dá)到要求，送信號(hào)給PLC控制器；（4）控制器輸出控制信號(hào)，啟動(dòng)電機(jī)；（5）電機(jī)啟動(dòng)，返回信號(hào)；（6）水泵電機(jī)電流降至正常值且水泵出口壓力值達(dá)到要求，返回信號(hào)（7）啟動(dòng)閘閥，進(jìn)行排水，并返回信號(hào)；（8）關(guān)閉抽真空設(shè)備。停泵過(guò)程（1）液位傳感器返回低水位； （2）控制器輸出信號(hào)，驅(qū)動(dòng)閘閥關(guān)閉；（3）關(guān)閉水泵機(jī)組。水艙水位情況控制器水泵自動(dòng)抽 真空設(shè)備電機(jī)開(kāi)關(guān)自動(dòng)閘閥水泵電機(jī)開(kāi)啟閘閥排水圖3.5過(guò)程控制圖第四章 自動(dòng)排水監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)泵站在運(yùn)行、檢修過(guò)程中，需要及時(shí)排出泵房?jī)?nèi)各種積水，其中一部分可自流排出泵房外，大部分則匯集到集水井，然后由排水泵排出泵房。為了保證泵房不致受淹或受潮，需要對(duì)排水實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，其基本要求包括：（1）排水泵能自動(dòng)啟停，保證集水井水位在規(guī)定范圍內(nèi)；（2）當(dāng)集水井水位在規(guī)定的最低水位時(shí)，排水泵能自動(dòng)停轉(zhuǎn)；（3）當(dāng)工作排水泵故障，或來(lái)水量增大、集水井水位升至備用排水泵啟動(dòng)水位時(shí)，備用排水泵能自動(dòng)投入；（4）排水泵之間能互為備用運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)備用排水泵投入時(shí)，能發(fā)出警報(bào)信號(hào)。4.1井下排水系統(tǒng)的組成井下排水系統(tǒng)一般采用離心式水泵，一些小型煤礦或潛水井臨時(shí)排水系統(tǒng)也采用潛水泵。離心式水泵排水系統(tǒng)主要由離心式水泵、電動(dòng)機(jī)、啟動(dòng)設(shè)備、儀表、管路及管路附件等組成。一、離心式水泵離心泵的基本結(jié)構(gòu)由六部分組成，葉輪，齒輪泵體，齒輪泵軸，密封圈，填料函 。4.2井下水泵自動(dòng)排水總體分析 典型的井下水泵自動(dòng)排水生產(chǎn)過(guò)程如圖4.1所示：首先，煤礦中央泵房井下主排水泵自動(dòng)化控制系統(tǒng)，整個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)由數(shù)據(jù)自動(dòng)采集傳感器、自動(dòng)輪換工作、自動(dòng)控制及故障記錄報(bào)警和通訊接口等4個(gè)部分組成。PLC控制程序采用模塊化結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)可按程序模塊分段調(diào)試，分段運(yùn)行。該程序結(jié)構(gòu)具有清晰、簡(jiǎn)潔、易懂，便于模擬調(diào)試，運(yùn)行速度快等特點(diǎn)。系統(tǒng)根據(jù)水位和壓力控制原則，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)水泵的輪換工作，延長(zhǎng)了水泵的使用的壽命。液位傳感器流量傳感器壓力傳感器其它 檢 測(cè) 電 路 主控電路電源 圖4.14.2.1系統(tǒng)的檢測(cè)環(huán)節(jié) 井下自動(dòng)排水系統(tǒng)的目的是要實(shí)現(xiàn)井下水泵房的無(wú)人化操作，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)、自動(dòng)運(yùn)行，提高安全性、可靠性和運(yùn)行效率，增強(qiáng)抗災(zāi)能力。并能夠優(yōu)化調(diào)度水泵運(yùn)行情況。節(jié)能降耗，降低生產(chǎn)成本。排水系統(tǒng)在工作過(guò)程中要對(duì)系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，以保證系統(tǒng)正常工作。在出現(xiàn)故障時(shí)要及時(shí)報(bào)警。參數(shù)檢測(cè)包括壓力、流量、電機(jī)溫度、系統(tǒng)漏電保護(hù)等。這些參數(shù)信號(hào)通過(guò)相應(yīng)的傳感器獲取后，轉(zhuǎn)化為電信號(hào)（電流或電壓）輸入到測(cè)試電路，經(jīng)處理后，在輸入PLC進(jìn)行存儲(chǔ)運(yùn)算。在井下排水系統(tǒng)中，由于井下環(huán)境的特殊要求，根據(jù)煤礦安全標(biāo)準(zhǔn)，輸入電信號(hào)與主控電路之間還要有隔離電路和電源轉(zhuǎn)化電路，將輸入的非本安電信號(hào)轉(zhuǎn)化為本安信號(hào)。4.2.2系統(tǒng)的控制方式系統(tǒng)控制具有自動(dòng)、半自動(dòng)和手動(dòng)檢修3種工作方式：自動(dòng)時(shí)，由PLC檢測(cè)水位、壓力及有關(guān)信號(hào)，自動(dòng)完成各泵組運(yùn)行，不需人工參與；半自動(dòng)工作方式時(shí)由工作人員選擇某臺(tái)或幾臺(tái)泵組投入，PLC自動(dòng)完成已選泵組的啟停和監(jiān)控工作；手動(dòng)檢修方式為故障檢修和手動(dòng)試車時(shí)使用，當(dāng)某臺(tái)水泵及其附屬設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，該泵組將自動(dòng)退出運(yùn)行，不影響其它泵組正常運(yùn)行。PLC柜上設(shè)有該泵的禁止啟動(dòng)按鈕，設(shè)備檢修時(shí)，可防止其他人員誤操作，以保證系統(tǒng)安全可靠。系統(tǒng)可隨時(shí)轉(zhuǎn)換為自動(dòng)和半自動(dòng)工作方式運(yùn)行。4.2.3工作方式與工作環(huán)節(jié) 雙位邏輯控制是排水泵站最基本的工作方式，通過(guò)水井液面變化，運(yùn)用高低水位與水泵運(yùn)行現(xiàn)狀態(tài)一定的邏輯運(yùn)算關(guān)系，控制水泵下一步的運(yùn)行狀態(tài)。在實(shí)際工作中，水泵房還要根據(jù)各種運(yùn)行參數(shù)（如涌水量大小、水泵狀況等）、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境以及意外事故等，對(duì)水泵站進(jìn)一步控制，或改變控制方法。在離心式水泵排水系統(tǒng)中還要增加許多工作環(huán)節(jié)。這就使排水系統(tǒng)的工作方式更為復(fù)雜。利用現(xiàn)代工業(yè)控制器，如工控機(jī)、可編程控制器、單片機(jī)等，結(jié)合各種檢測(cè)傳感器，可以構(gòu)成完整的電氣控制系統(tǒng)，來(lái)控制水泵站各執(zhí)行機(jī)構(gòu)按一定的規(guī)程完成水位檢測(cè)、水泵啟動(dòng)、停止極其過(guò)程控制等工作。并且可以進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸、處理等工作。工作方式：本監(jiān)控系統(tǒng)有自動(dòng)、半自動(dòng)及手動(dòng)三種工作方式。其中自動(dòng)工作方式由超聲波液位傳感器連續(xù)檢測(cè)水倉(cāng)水位，根據(jù)水倉(cāng)的水位變化，自動(dòng)開(kāi)、停水泵及其閥門。正常情況下，按雙位邏輯控制和“輪班工作制”各臺(tái)水泵能自動(dòng)輪換工作；水位變化過(guò)大時(shí)，自動(dòng)投入必要數(shù)量的水泵運(yùn)行，此方式下可實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守；半自動(dòng)方式是操作工人根據(jù)水倉(cāng)顯示水位，人工手動(dòng)開(kāi)、停水泵和確保開(kāi)泵臺(tái)數(shù)，電機(jī)及其閥門的開(kāi)、停由PLC自動(dòng)執(zhí)行；手動(dòng)方式是維修工人可操作任一水泵電機(jī)、自動(dòng)閘閥、電磁閥的開(kāi)關(guān)，解除相互閉鎖關(guān)系，如圖4.2所示。礦井監(jiān)控系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)開(kāi)關(guān)PLC控制電路低壓電器開(kāi)關(guān)水位傳感器流量傳感器電磁閥電源電磁閥電源1#泵站控制柜5#泵站控制柜自動(dòng)閘閥開(kāi)關(guān)射流泵控制閥電接點(diǎn)真空表電接點(diǎn)壓力表自動(dòng)閘閥開(kāi)關(guān)射流泵控制閥電接點(diǎn)真空表電接點(diǎn)壓力表圖4.2 監(jiān)控系統(tǒng)工作方式 數(shù)據(jù)自動(dòng)采集主要由PLC實(shí)現(xiàn)，PLC模擬量輸入模塊通過(guò)傳感器連續(xù)測(cè)量水倉(cāng)水位，將水位變化信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理，計(jì)算出單位時(shí)間內(nèi)不同水位段水位的上升速率，從而判斷礦井的涌水量，控制排水泵的啟停。電機(jī)電流、水泵軸溫、電機(jī)溫度、排水管流量等傳感器與變送器，主要用于監(jiān)測(cè)水泵、電機(jī)的運(yùn)行狀況。超限報(bào)警，以避免水泵和電機(jī)損壞。PLC的數(shù)字量輸入模塊將各種開(kāi)關(guān)量信號(hào)采集到PLC中作為邏輯處理的條件和依據(jù)，控制水泵的啟停。4.3水泵控制的控制原則一、水泵的自動(dòng)開(kāi)啟流程圖圖4.3給出了其中一臺(tái)泵的自動(dòng)開(kāi)啟故障保護(hù)流程圖。其余四臺(tái)泵的與此基本相同。通過(guò)確定開(kāi)泵數(shù)量的程序以及水泵輪換工作模塊，我們可以確定開(kāi)幾號(hào)水泵。對(duì)于這其中的一臺(tái)泵便滿足了開(kāi)泵條件，進(jìn)入了此泵組的自動(dòng)開(kāi)啟階段。當(dāng)PLC接收到啟動(dòng)某臺(tái)水泵的指令后，就會(huì)按照?qǐng)D4.3所示的水泵的啟動(dòng)流程圖進(jìn)行水泵的自動(dòng)啟動(dòng)控制。首先是啟動(dòng)抽真空系統(tǒng)將水泵體內(nèi)的空氣排除，讓其充滿水，這時(shí)，抽真空管路上的負(fù)壓表（真空表）就會(huì)達(dá)到要求值，當(dāng)PLC檢測(cè)到負(fù)壓表的讀數(shù)滿足啟動(dòng)要求時(shí)，就會(huì)發(fā)指令給高壓開(kāi)關(guān)柜，啟動(dòng)水泵電機(jī)，并關(guān)掉抽真空設(shè)備。這時(shí)位于水泵上方主排水管路上的壓力傳感器承受的壓力越來(lái)越大，當(dāng)達(dá)到要求值時(shí)，PLC發(fā)指令開(kāi)啟電動(dòng)閘閥，開(kāi)始排水。圖4.3水泵自動(dòng)開(kāi)啟流程圖從流程圖中可以看出，系統(tǒng)中設(shè)有抽真空超時(shí)、閘閥開(kāi)超時(shí)、壓力異常等故障報(bào)警系統(tǒng)。如果出現(xiàn)異常，對(duì)于實(shí)時(shí)CPU以及I/O模塊內(nèi)部的錯(cuò)誤，自動(dòng)控制系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)跳入故障處理程序塊中進(jìn)行相應(yīng)的處理；如果是外部回路接線錯(cuò)誤或傳感器失效等故障系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)聲光報(bào)警，并停泵，禁止該泵投入自動(dòng)循環(huán)運(yùn)行中。二、水泵開(kāi)啟時(shí)，首先檢測(cè)水倉(cāng)水位。當(dāng)水位超過(guò)低水位（滿足開(kāi)泵條件），開(kāi)啟一臺(tái)水泵，當(dāng)系統(tǒng)第一次運(yùn)行，開(kāi)啟一號(hào)泵，以后按照運(yùn)行時(shí)間的多少，選擇運(yùn)行時(shí)間最少的泵開(kāi)啟，如果說(shuō)選水泵為檢修狀態(tài)，則開(kāi)啟下一序號(hào)的水泵。當(dāng)開(kāi)啟一臺(tái)水泵運(yùn)行一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)水位仍然上漲，則順序開(kāi)啟下一序號(hào)的水泵。當(dāng)水位下降到低水位限以下時(shí)，則停止一臺(tái)運(yùn)行時(shí)間最長(zhǎng)的水泵。對(duì)于具備開(kāi)啟條件的水泵，在開(kāi)啟前首先啟動(dòng)射流真空系統(tǒng)，檢測(cè)真空度，真空度達(dá)到后即可開(kāi)啟。當(dāng)水位超過(guò)警戒水位時(shí)（出現(xiàn)涌流），水泵除檢修泵外全部開(kāi)啟。當(dāng)水泵出現(xiàn)故障時(shí)，及時(shí)停泵、檢修。根據(jù)礦方的實(shí)際需求，可根據(jù)避峰填谷的需求進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。H1停泵水位H2單泵啟動(dòng)水位H3雙泵啟動(dòng)水位H4三泵啟動(dòng)水位圖4.4水位限制該無(wú)人值守系統(tǒng)以水倉(cāng)水位作為水泵的啟停的基本條件，在此條件滿足的前提下，然后再根據(jù)均勻磨損的原則、電價(jià)避峰填谷的原則實(shí)現(xiàn)水泵的啟停。該原理為：首先設(shè)定四個(gè)水位限制（如圖：H1、H2、H3、H4，當(dāng)水位達(dá)到報(bào)警水位時(shí)，首先對(duì)電網(wǎng)負(fù)荷進(jìn)行檢測(cè)，若處于用電谷段或平段時(shí)，可以立即啟動(dòng)；若處于用電峰段，則暫緩啟動(dòng)。當(dāng)水位繼續(xù)上升至超限水位時(shí)，則不論電網(wǎng)負(fù)荷如何，必須立即啟動(dòng)水泵。若水位繼續(xù)上升到超限水位時(shí)，則表明一臺(tái)水泵的排水量已不足以排除礦井出水，以礦井的最大排水能力來(lái)排出礦井涌水。不論投入幾臺(tái)水泵，水位必須下降到底限水位方可停泵。即當(dāng)PLC讀取的水倉(cāng)水位值為H1時(shí)，表示水倉(cāng)水位低于底限水位，水泵機(jī)組將不投入運(yùn)行；水位值H2，并且時(shí)間為電價(jià)谷段或者平段時(shí)間，一臺(tái)水泵機(jī)組投入運(yùn)行，如果為峰段時(shí)間，則等待水位上漲到H3時(shí)再投入一臺(tái)水泵機(jī)組運(yùn)行。當(dāng)一臺(tái)機(jī)組處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)水位仍然上漲到H1，則繼續(xù)投入一臺(tái)機(jī)組運(yùn)行，如果水位仍然上漲，則陸續(xù)投入所有水泵。機(jī)組運(yùn)行至水位下降到H1時(shí)，水泵機(jī)組退出運(yùn)行。程序流程圖如圖4.5:與高壓柜通信NO根據(jù)泵號(hào)調(diào)用相應(yīng)的程序當(dāng)前水位大于H3嗎根據(jù)均勻磨損求開(kāi)泵的泵號(hào)系統(tǒng)自檢及門處理模擬量及I/O處理程序處于自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)嗎處于高峰時(shí)間段嗎當(dāng)前水位大于H4嗎4當(dāng)前水位小于H2嗎調(diào)用停泵程序當(dāng)前水位大于H2嗎當(dāng)前水位大于H3嗎當(dāng)前水位小于H1嗎處于手動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)嗎依據(jù)指示進(jìn)行相應(yīng)處理NOYESYESYESYESYESYESYESNONONONOYES根據(jù)泵號(hào)調(diào)用相應(yīng)的程序NONO調(diào)用停泵程序開(kāi)始圖4.5系統(tǒng)軟件流程圖從圖中可以看出，系統(tǒng)開(kāi)始啟動(dòng)后，首先進(jìn)行與高壓開(kāi)關(guān)柜的通訊，然后進(jìn)行模擬量以及I/O處理程序，系統(tǒng)自檢與門處理程序。然后判斷系統(tǒng)處于自動(dòng)運(yùn)行、手動(dòng)運(yùn)行、半自動(dòng)運(yùn)行三種運(yùn)行方式中的哪一種，然后根據(jù)判斷得到的結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的操作。根據(jù)控制板上的旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)的位置判斷出系統(tǒng)的運(yùn)行方式后，如處于PLC自動(dòng)運(yùn)行方式，則PLC根據(jù)程序流程順序執(zhí)行，自動(dòng)完成水泵的啟動(dòng)，輪換工作，故障報(bào)警，停止。而手動(dòng)方式下，PLC不參與任何操作控制，全部由人工通過(guò)控制按鈕來(lái)控制整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行。第五章 基于PLC的應(yīng)用分析 PLC采用循環(huán)掃描的工作方式，這種工作方式是在系統(tǒng)軟件控制下，順次掃描各輸入點(diǎn)的狀態(tài)，按用戶程序進(jìn)行運(yùn)算處理，然后順序向各輸出點(diǎn)發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)，任一時(shí)刻它只能執(zhí)行一條指令，這就是說(shuō)PLC是以“串行”方式工作的，它能有效的避免繼電接觸器控制系統(tǒng)中易出現(xiàn)的觸點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)和時(shí)序失配的問(wèn)題。 PLC執(zhí)行用戶程序是從梯形圖左母線開(kāi)始由上至下，由左向右逐個(gè)掃描每個(gè)階級(jí)的每個(gè)元素，進(jìn)行運(yùn)算，此時(shí)CPU只是與映像區(qū)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，讀取輸入數(shù)據(jù)，送出輸出信號(hào)。當(dāng)CPU執(zhí)行到END指令時(shí)，表示程序段結(jié)束。5.1系統(tǒng)的I/O分配表表5.1 I/O分配表輸入輸出名稱I/O名稱I/O1#泵啟動(dòng)按鈕I0.0開(kāi)啟1#泵Q0.02#泵啟動(dòng)按鈕I0.1開(kāi)啟2#泵Q0.13#泵啟動(dòng)按鈕I0.2開(kāi)啟3#泵Q0.24#泵啟動(dòng)按鈕I0.3開(kāi)啟4#泵Q0.35#泵啟動(dòng)按鈕I0.4開(kāi)啟5#泵Q0.4下下限水位H1I1.1指示燈1Q0.5下限水位H2I1.2指示燈2Q0.6上限水位H3I1.3指示燈3Q0.7上上限水位H4I1.4指示燈4Q1.01#泵故障I2.0指示燈5Q1.12#泵故障I2.1報(bào)警Q1.23#泵故障I2.24#泵故障I2.35#泵故障I2.4報(bào)警I2.5手動(dòng)啟動(dòng)按鈕I0.5自動(dòng)啟動(dòng)按鈕I0.6停止按鈕I0.75.2PLC的接線圖 表2 PLC接線圖5.3 PLC編程【3】特點(diǎn).西門子系列PLC有3種編程語(yǔ)言：梯形圖（LAD）、功能塊圖（FBD）、語(yǔ)句表（STL）。通常梯形圖（LAD）程序、功能塊圖（FBD）程序、語(yǔ)句表（STL）程序可有條件的方便地轉(zhuǎn)換。梯形圖（LAD）編程語(yǔ)言是與電氣控制電路圖相呼應(yīng)的圖形語(yǔ)言。它沿用了繼電器、觸點(diǎn)、串并聯(lián)等術(shù)語(yǔ)和類似的圖形符號(hào)，并簡(jiǎn)化了符號(hào)，還增加了一些功能性的指令。梯形圖（LAD）在PLC中用的非常普遍，融邏輯操作、控制于一體，面向?qū)ο蟮?、?shí)時(shí)的、圖形化的編程語(yǔ)言，備有將復(fù)雜的順序控制變?yōu)槌绦虬姆奖阒噶?，以減輕可編程控制器的編程負(fù)擔(dān)與節(jié)省輸入輸出點(diǎn)數(shù)。梯形圖信號(hào)流向清楚、簡(jiǎn)單、直觀、易懂，很適合電氣工程人員使用。因此，本工程結(jié)合實(shí)際應(yīng)用要求采用梯形圖（LAD）編程語(yǔ)言。S7-226 PLC數(shù)據(jù)存儲(chǔ)卡中存儲(chǔ)有通過(guò)上位機(jī)軟件西門子V4.0 Step7 microwin SP3編制的PLC程序82條。5.3.1 以下為部分PLC程序片段：5.4結(jié)語(yǔ)煤礦綜合自動(dòng)化系統(tǒng)在地面遠(yuǎn)程控制井下設(shè)備,實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)無(wú)人值守,不僅減人提效,也是煤礦“無(wú)人為安”思想的體現(xiàn),對(duì)煤礦安全生產(chǎn)的發(fā)展具有重大意義。基于可編程控制技術(shù)的煤礦井下排水自動(dòng)控制系統(tǒng)是利用當(dāng)前優(yōu)秀的工業(yè)控制技術(shù)精心研究與開(kāi)發(fā)而制成的，它具有許多傳統(tǒng)控制系統(tǒng)無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)，PLC控制系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用和具有廣大的發(fā)展前景，但是PLC系統(tǒng)在井下排水自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用還存在著一些問(wèn)題需要，這需要我們做進(jìn)一步的研究和實(shí)踐，并最終解決問(wèn)題。參考文獻(xiàn):1陸錚,汪叢笑.工業(yè)以太網(wǎng)在全礦井綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用J.工礦自動(dòng)化,2006(3):31-33.2儲(chǔ)璐.淺談煤礦綜合自動(dòng)化系統(tǒng)架構(gòu)及實(shí)施J.山東煤炭科技,2008(6):132-133.3張敏,于寶申.煤礦綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用J.煤炭技術(shù),2008,27(2):37-39.4黃益莊.變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)M.北京:中國(guó)電力出版社,2000. 5丁恩杰，馬方清監(jiān)控系統(tǒng)與現(xiàn)場(chǎng)總線M中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，20036張國(guó)盛，林安棟礦井監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展歷史及趨勢(shì)J煤炭技術(shù)，2009，28（2）7李利青，等PLC在礦井主排水系統(tǒng)自動(dòng)化平臺(tái)及遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用J煤，2008，17（10）鳴謝感謝老師的幫助和支持，在論文編寫的過(guò)程中，李老師一直給我提出最好的建議，老師淵博的專業(yè)學(xué)識(shí)、敏銳的學(xué)術(shù)眼光、深邃的學(xué)術(shù)思想無(wú)不讓人欽佩。您無(wú)論多忙都會(huì)抽出時(shí)間幫我指導(dǎo)論文，我在這里說(shuō)一聲：“老師，辛苦了?！?望老師給予批評(píng)指正！