PLC水位報警系統在東海煤礦中的應用

任勝軍

摘 要：PLC水泵報警及啟停裝置實現了非防爆設備的改造，簡化了控制系統，能夠方便的控制多臺水泵及其監視水位。

關鍵詞：PLC；水位傳感器；水泵

1 概述

目前在礦井監控系統的檢測中，礦井水倉水位是重要的安全參數之一。煤礦開采過程中涌出的地下水經井下巷道網絡集中至水倉，水倉水位實時地反映了礦井的水文情況，水倉水位在短時間內上升異常就預示著水災事故發生的可能性在增大。因此，對水倉水位實時監測，在防止水災災害事故的發生方面以及在減災防災方面具有重大意義。

東海煤礦水泵報警及其啟停裝置原為繼電器控制，不僅不能夠實現防爆，而且故障率非常高，維護困難，隨著PLC技術的發展成熟，這個問題得以很好的解決。

2 系統硬件設計

本控制系統采用三菱FX2N-48MR PLC作為防爆電源箱的主控制系統，控制箱采用啟停按鈕、喇叭指示燈組成，PLC電源采用127V交流電源，輸出控制繼電器電源為PLC自身的24V直流電源。傳感器采用煤礦用投入式液位傳感器GUY10，它是采用投入式壓力法測量水深水位的固定式儀表。用于連續測量水倉的水深水位，該傳感器為礦用本質安全型。該傳感器使用環境及技術參數如所示：

2.1使用環境：

a.溫度：0～40℃

b.相對濕度：≤96%

c.大氣壓力：86kPa～106kPa

d.允許在有瓦斯、煤塵爆炸危險環境中使用

e.周圍介質無腐蝕性氣體

2.2 主要技術指標：

a.測量范圍：0～10m；分辨率：0.01m

b.基本誤差：±3%

c.輸出信號： 200～1000Hz 1～5mA 等多種信號輸出制式

d.工作電壓：DC12V～22V；工作電流：≤60mA

e摘 要：PLC水泵報警及啟停裝置實現了非防爆設備的改造，簡化了控制系統，能夠方便的控制多臺水泵及其監視水位。

關鍵詞：PLC；水位傳感器；水泵摘 要：PLC水泵報警及啟停裝置實現了非防爆設備的改造，簡化了控制系統，能夠方便的控制多臺水泵及其監視水位。

關鍵詞：PLC；水位傳感器；水泵

. 顯示：四位LED就地顯示

f.傳感器至監控分站最大傳輸距離： 2km

g.防爆型式：礦用本質安全型ExibI

PLC輸出主回路

其中201為+24，202為0V。該系統接線簡單，只需要把繼電器線圈一端接到PLC輸出，另一端接到+24上就可以了。

3 系統軟件設計

本控制系統采用三菱GXDeveloper編程軟件，采用簡單可操作性強的梯形圖進行編程。下圖為部分程序。

其中：X001為水泵液位傳感器；X004為音響解除；X005為音響復位；X006為水泵啟動；X007為水泵停止；M8音響解除；M22水泵低水位；M30水泵高水位；Y001音響解除燈；Y003水泵啟動；Y004水泵高水位；Y005水泵低水位；

程序簡單說明：X001為水泵液位傳感器，它檢測的模擬量值通過SPD X001 K1000 D11脈沖密度指令傳到目標寄存器D11中，然后通過CMP D11 K266 M20指令進行比較，如果D11中的值大于266，那么M20動作，如果D11中的值等于266，那么M21動作，如果D11中的值小于266，那么M22動作，本設計D11小于266值時，M22動作延時1S，Y005低水位繼電器動作，同樣高水位也是這個原理，X006為啟動按鈕，當它被按下后，Y003繼電器動作，并通過自身的開點形成閉鎖，這樣通過控制高防開關的線圈就能完成啟動，同樣當X007被按下，線圈失電完成停泵。同時Y005也串在啟動回路中，完成低水位不能啟泵的閉鎖，從而完成保護水泵的任務。

4 安全效益

本系統成本低廉，僅5000元左右，但卻可以實現6個水倉的高低水位監視，并且能夠實現遠距離控制水泵的啟停，當遇見緊急情況時，通過它可以迅速的停泵，最大程度的保護電機和水泵。同時它可以數字的顯示實時的水位，方便司機查看，如果高水位提醒司機抽水，低水位提醒司機關閉水泵，防止燒損電機，大大提高了排水的安全性，避免由于失誤，產生的燒損電機的事故。該系統也可以擴展到泄壓池的自動控制。

5 結束語

該水位報警及啟動裝置不僅實現了防爆而且體積小控制簡單，采用人們較容易理解的梯形圖進行編程，維護方便，實現了無節點控制，降低了事故率，而且成本也很便宜。