礦山排水泵PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

徐晨璐 周游

摘 要 在煤礦生產(chǎn)過程中，地下水流入巷道或工作面，形成礦井水。傳統(tǒng)井下水的排放主要的人工管理的方式，具有低效率、高勞動(dòng)量，且容易造成高勞動(dòng)量的弊端。本文基于PLC控制的礦井自動(dòng)排水系統(tǒng)可對(duì)井下排水系統(tǒng)的所有設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和控制，實(shí)現(xiàn)安全可靠的礦井排水系統(tǒng)自動(dòng)監(jiān)控。

關(guān)鍵詞 礦山排水 PLC 自動(dòng)控制

中圖分類號(hào)：TP272文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1礦山排水系統(tǒng)的概述

排水系統(tǒng)在礦山中是不可缺少的一環(huán)，傳統(tǒng)的排水系統(tǒng)大多采用人工監(jiān)控，隨意性較大，運(yùn)行效率低，人為的因素使得排水系統(tǒng)存在一定的安全隱患。

國內(nèi)許多學(xué)者主要從安全性、可靠性和節(jié)能性的角度去對(duì)煤礦排水系統(tǒng)來進(jìn)行研究。近幾年來，國內(nèi)學(xué)者從離心泵、管道和電機(jī)三個(gè)方面提出了地下排水系統(tǒng)的節(jié)能改造方案。根據(jù)煤礦井下地下水深度，建立井下排水泵系統(tǒng)實(shí)時(shí)調(diào)度數(shù)學(xué)模型，實(shí)現(xiàn)排水泵系統(tǒng)高效率運(yùn)行，節(jié)約了礦井排水系統(tǒng)的能耗，降低了煤礦生產(chǎn)成本。

本系統(tǒng)針對(duì)南方某小型煤礦排水系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，該煤礦井下共有4臺(tái)型號(hào)相同的排水泵。正常情況下使用3臺(tái)排水泵，1臺(tái)作為備用排水泵。見圖1。

2基于PLC的排水泵控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)選擇PLC作為控制器，排水系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)見圖2. PLC主要功能有：（1）定時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)水位、電機(jī)溫度等模擬量數(shù)據(jù);（2）巡回掃描系統(tǒng)控制臺(tái)和現(xiàn)場(chǎng)輸入開關(guān)量;（3）刷新系統(tǒng)控制輸出單元，控制水泵啟停;（4）報(bào)警或緊急處理;（5）與上位機(jī)進(jìn)行信息交換。

3 PLC I/O地址分配與外部接線圖設(shè)計(jì)

經(jīng)過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)排水系統(tǒng)工藝調(diào)研分析，系統(tǒng)開關(guān)量I/O數(shù)量及地址分配見表1。

根據(jù)系統(tǒng)實(shí)際I/O數(shù)量，本系統(tǒng)選用FX2N-64MT型PLC，PLC外部接線圖見圖3。

4 PLC的軟件設(shè)計(jì)

排水系統(tǒng)由兩種控制方式，可自主選擇自動(dòng)或手動(dòng)控制方式。在自動(dòng)控制模式，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)水位值和水泵最優(yōu)工作效率點(diǎn)，自動(dòng)計(jì)算開啟的水泵數(shù)量，使整個(gè)系統(tǒng)高效率運(yùn)行。通過水泵的輪換使用以及電機(jī)過電流、水泵高溫的保護(hù)，確保系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。系統(tǒng)控制程序流程見圖4.

5結(jié)束語

本系統(tǒng)采用PLC對(duì)某礦山排水系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)排水系統(tǒng)高效率和安全穩(wěn)定運(yùn)行，具有良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。