专利名称：基于plc的矿井排水自动控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种基于PLC的矿井排水自动控制系统，用于矿井泵房排水自动控制和地面远程监控。
背景技术：
目前，矿山井下主排水系统多采用继电器控制，系统电气接点、电气联线多，水泵的开停及选择切换等均由人工完成，存在着运行可靠性差、工作效率低等问题；同时，操作人员需要24小时值班操作，在遇到井下透水或者突发事故时，操作人员可能无法及时撤离，存在安全隐患。因此，必须设计一种矿井泵房自动排水系统来解决此问题。随着电子技术的发展，采用PLC技术的控制系统已经发展成熟，在钢铁冶炼、机械制造等行业得到广泛应用，矿山企业也不例外。
实用新型内容根据以上现有技术中的不足，本实用新型要解决的问题是提供一种能够实现矿井排水自动控制和地面远程监控的基于PLC的矿井排水自动控制系统。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是基于PLC的矿井排水自动控制系统，包括矿山井下泵房排水设备，其特征在于在地表设置上位机，在泵房设置PLC可编程控制器，PLC可编程控制器的通讯端连接上位机，PLC可编程控制器的输出端连接执行机构，执行机构设置连接排水设备，PLC可编程控制器的输入端设置连接排水泵、电动闸阀、弓丨水箱电磁阀、电流变送器、电接点压力表和水位传感器。泵房内安装一套PLC控制器，采集泵房各类设备信号，由PLC逻辑判断后执行程序,并将采集数据上传至地面上位机监控,地面上位机也可以将数据下放,实现PLC与上位机的通讯联系。其中优选方案是所述的PLC可编程控制器的输入端设置连接微电脑定时器。所述的PLC可编程控制器的通讯端设置光纤收发器，通过光缆连接上位机。本实用新型的基于PLC的矿井排水自动控制系统所具有的有益效果是通过上位机和PLC可编程控制器的设置和使用，系统控制实现自动/远程手动/就地3种工作方式，具有一下功能和优点1.每套泵组现场控制箱具备“就地/远控”转换功能，采用“就地优先”控制策略，实现两套系统独立工作；就地时主要作为故障检修和手动试车时使用；2.自动由PLC检测水位、微电脑定时器时间段及泵组轮换顺序，自动完成各泵组运行，不需人工参与；3.远程手动由地面操作人员在上位机监控选择某台或几台泵组，由PLC自动完成已选泵组的启停和监控工作；也可以上位机监控画面手动启停泵组；4.自动/远程手动时，当某台水泵泵组发生故障时，该泵组将自动退出运行，不影响其它泵组正常运行；5.系统提供水泵不上水、电流过大、泵阀联锁等保护，特殊情况下可通过就地柜或者上位机监控紧急停泵；6.上位机监控实现矿井泵房模拟监控、实时事件、报警、趋势记录查询功能，并可以提供各类设备运行参数及数据报表。本实用新型运行可靠、操作简便、控制精确，可进一步提高泵房排水效率，促进矿山企业安全生产。
图I为本实用新型的电气原理方框具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施例做进一步描述如图I所示，在地表设置上位机，在泵房设置PLC可编程控制器，PLC可编程控制器的通讯端连接上位机，PLC可编程控制器的输出端连接执行机构，执行机构设置连接排水设备，PLC可编程控制器的输入端设置连接排水泵、电动闸阀、引水箱电磁阀、电流变送器、电接点压力表和水位传感器。排水泵、电动闸阀、引水箱电磁阀、电流变送器、电接点压力表和水位传感器可以根据需要设置多台。PLC可编程控制器的输入端设置连接微电脑定时器。PLC可编程控制器的通讯端设置光纤收发器，通过光缆连接上位机。本实用新型中提及的上位机和执行机构设置连接排水设备为普通现有技术，其实设置和使用为本行业技术人员所掌握。工作原理和使用过程泵房内安装一套PLC控制器，采集泵房各类设备信号，由PLC逻辑判断后执行程序,并将采集数据上传至地面上位机监控,地面上位机也可以将数据下放,实现PLC与上位机的通讯联系。具体PLC可编程控制器采用西门子S7-226CN PLC，扩展开关量及模拟量模块，根据实现功能阐述具体实施情况。I.水位上上限当1#水仓水位达到上上限时，1#水仓水位仪表的常开接点闭合；1#水仓水位继电器得电，常开点闭合，PLC根据得到信号执行水位上上限程序，在该信号状态下，泵房内所有泵组将根据设定的时间顺序依次启动排水；启动1#泵组，启动泵组后，对应的电动闸阀动作，闸阀开到位后自动停止。2.水位上限当1#水仓水位达到上限时，水仓水位仪表的常开接点闭合，继电器得电，常开点闭合，PLC根据得到信号执行水位上限程序。该过程与水位上上限相比，没有顺序启泵这一环节。3.引水箱水位启动泵组的前提是先检测泵组引水箱水位，如果达不到启动条件，则水箱水位仪表中接点闭合，1#引水箱水位继电器闭合，PLC根据得到信号执行引水箱补水程序，输出。4.泵组运行保护泵组启动后，检测泵组出口压力和电动门开关情况。如果出口压力低于设定值，电接点压力表的1#PCY接点接通，1#电接点压力表常开点闭合，PLC判定水泵不上水自动执行停止泵组程序。如果电动门开不到位或者不动作则1#MKDW接点不接通，继电器不得电，1#电动闸阀常开点不闭合，PLC判定电动闸阀开不到位或者不动作执行自动停止泵组程序。[0027]钟控输入为一个微电脑定时器，为现场人员方便输入设定的峰平谷时间段。5.水位下限当水位达到下限时，水仓水位仪表的接点1#SWX接点闭合，1#水仓水位下限继电器得电，常开点闭合，PLC判定水位到下限自动执行停止泵组程序。6.泵组停止泵组停止按照先关电动闸阀再停止排水泵的顺序。电动闸阀关到位后，PLC根据电动闸阀关闭阀门信号执行停止排水泵程序；泵组停止后，PLC输出，引水箱水位继电器得电，PLC执行引水箱补水程序。7.紧急情况紧急情况下，不管系统运行在就地还是自动，通过就地操作箱“紧急停泵”按钮可令运行中的排水泵强制停止，并自动关闭电动闸阀。8.模拟量信号PLC 模拟量模块 EM231 输入端子 RA、A+、A-(RB、B+、B-, RC、C+、C-, RD、D+、D-)分
别接电流变送器和水位变送器的4 20MA信号接线端子。9.就地/自动切换改造改造工作为增加一个转换开关CK即可，保留原有控制系统。10.通讯PLC与地面上位机通讯采用光缆，利用PLC典型的PC-PPI通讯方式，采用光纤收发器设备实现PLC与地面上位机联系。
权利要求1.一种基于PLC的矿井排水自动控制系统，包括矿山井下泵房排水设备，其特征在于在地表设置上位机，在泵房设置PLC可编程控制器，PLC可编程控制器的通讯端连接上位机，PLC可编程控制器的输出端连接执行机构，执行机构设置连接排水设备，PLC可编程控制器的输入端设置连接排水泵、电动闸阀、引水箱电磁阀、电流变送器、电接点压力表和水位传感器。
2.根据权利要求I所述的基于PLC的矿井排水自动控制系统，其特征在于所述的PLC可编程控制器的输入端设置连接微电脑定时器。
3.根据权利要求I所述的基于PLC的矿井排水自动控制系统，其特征在于所述的PLC可编程控制器的通讯端设置光纤收发器，通过光缆连接上位机。
专利摘要一种基于PLC的矿井排水自动控制系统，用于矿井泵房排水自动控制和地面远程监控。包括矿山井下泵房排水设备，其特征在于在地表设置上位机，在泵房设置PLC可编程控制器，PLC可编程控制器的通讯端连接上位机，PLC可编程控制器的输出端连接执行机构，执行机构设置连接排水设备，PLC可编程控制器的输入端设置连接排水泵、电动闸阀、引水箱电磁阀、电流变送器、电接点压力表和水位传感器。采用上位机+PLC控制结构，泵房PLC与地表上位机通过通讯光缆等设备联系，实现矿井泵房排水的自动控制。本实用新型运行可靠、操作简便、控制精确，可进一步提高泵房排水效率，促进矿山企业安全生产。
文档编号G05B19/05GK202383473SQ201120556808
公开日2012年8月15日 申请日期2011年12月28日 优先权日2011年12月28日
发明者房卫东, 王国明, 王跃, 高永彬, 黄清华 申请人:山东金岭矿业股份有限公司