毕业设计--中央水泵房的自动控制设计

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1、平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）说明书 第 页 摘 要 随着计算机控制技术的迅速发展，以微处理器为核心的可编程逻辑控制器(PLC)控制已逐步取代继电器控制，普遍应用于各行各业的自动化控制领域。 本文采用集中控制器对矿井水泵房设备运行实施实时监控 ， 自动、手动控制水泵的启停及闸阀的开、关，并具有自诊断功能，可实现水泵房的无人值守。 控制系统 通过以太网接入矿井工业以太网，实现水泵监控子系统与全矿井的监控系统信息共享， 满足矿井自动化控制的要求。 集中控制器采用 西门子 S7200 系列工业级 PLC 及先进的过程控制软件，综合考虑矿井各种安全信息，实现 井下排水监控系统 的最优 控制策略

2、； 井下排水监控系统 的报警，信息显示，报表统计处理全部融入整个矿井监控系统的数据系统。从而实现中央水泵房的自动控制功能。 本文重点讨论了中央水泵房的自动控制设计过程、通信、模拟仿真等问题。 关键字 ： PLC， 西门子 S7200， MCGS， 工业以太网 平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）说明书 第 页 第 二 章 绪论 井下排水系统是煤矿生产中四大系统之一，担负着井下积水排除的重要任务。然而，目前我国的井下排水系统仍由很多依靠传统的人工操作方式。本章分析这种排水系统的组成及工作过程，指出其存在的问题，为井下主排水系统自动控 制的研究提供依据。 2.1 排水系统概述 2.1.1 矿井生

3、产过程中排水的重要性 在煤矿地下开采的过程中，由于地层中含水的涌出，雨水和江河中水的渗透，水砂充填和水力采煤矿井的井下供水，将要有大量的水昼夜不停地汇集于井下。矿井涌水与采区的水文地质及当地的气象条件有关系，涌水量在不同的季节也呈现不同。在一些大水矿井，矿井涌水量可达到每秒 17 立方米，甚至超过每秒 20立方米。另外，煤炭开采过程中，由于地层结构被破坏，岩层断裂，使采区与储水层连通，发生突水事故，涌水量会突然增加。如果不能及时地将这些积水排送到井上，井下的 生产就可能受到阻碍，井下的安全就会得不到保障，严重者会造成重大事故。给人民的生命、国家的财产都带来了极大的威胁。因此，井下排水就显得尤为

4、重要。井下自动排水系统的任务就是把流入井下煤矿巷道中的矿井积水排送至地表。根据统计，每开采 1 吨煤就要排出 2-7 吨矿井水，有时甚至要排出 30-40 吨矿井水。井下排水设备所配备电机的功率，小的几千瓦到几十千瓦，大的几百千瓦到上千千瓦、在我国煤炭行业中，井下排水用电量占原煤生产总耗电量的 18%-41%，一般为 20%左右。 因此，井下排水设备运转的可靠性 (安全运转 )与经济性 (效率高、电耗量小 )，具有十分重要的意义。 2.1.2 矿井排水系统的组成部分 井下排水系统一般采用离心式水泵，一些小型煤矿或浅水井临时排水系统也采用潜水泵。离心式水泵排水系统主要由离心式水泵、电动机、起动设备、仪表、管路及管路附件等组成。 滤水器和底阀 滤水器安装在吸水管的下端，插入吸水井下面，不得低于 O.5m 。其作用是防止井底沉积的煤泥和杂物吸入泵内，导致水泵被堵塞或被磨损。在滤水器内装有舌型底阀，其作用是使灌入水泵和吸水管中的引水，以及停泵后的存水不致漏掉。但是现在的排水系统中，为了提高排水效率，减 小水泵腐蚀，一般不用底阀，而用射流泵或真空泵为水泵和吸水管注水。 闸阀