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矿井主排水自动控制系统设计

摘  要
文章进行了排水设备的选型设计，然后根据排水控制的要求，进行自动控制方面的设计。本系统采用SIEMENS的S7-300系列PLC，并结合各种传感器（主要为水位传感器、负压传感器、压力传感器、流量传感器等），完成系统设计中要实现的控制功能。本系统采用水泵及管路的“自动轮换”工作制。又根据“避峰填谷”的原则确定开启水泵台数，以达到节省用电的目的。在就地PC端，采用易控组态监控系统监视设备的运行情况及各个运行参数，做到有故障及时发现并尽早处理。S7-300通过CP340通讯模块，采用RS-232C通信标准与就地PC建立联系。
关键词：PLC、排水系统、自动控制

 ABSTRACT
At first this text chose and designed drainage equipments, then designed autocontrol part based on drainage control request. This system adopts S7-300 PLC series produced by SIEMENS，with many sensors(mainly incloding water line sensors,minus pressume sensors,pressme sensors,flux sensors) to complete autocontrol function demanded in this system design. Water pumps and pipelines of this system are controlled to run in turn automatically. The number of running water pumps is confirmed by the principle of avoiding apex and filling vale in order to economize electricity. On the spot of PC,it introduces controlease configuration control system to take charge of inspecting running state and parameters of equipments so that trouble can be found and dealt with in time. S7-300 used Standard RS-232 to communicate with PC on the spot through Module CP340.
KEY WORDS:drainage system； PLC； autocontrol

目    录

第一章 绪论……………………………………………………………………1
1.1 排水系统概述…………………………………………………………1
    1.1.1 矿井生产过程中排水的重要性………………………………1
    1.1.2 矿井排水系统的组成部分……………………………………1
   1.2 井下排水系统存在的问题…………………………………………………3
     1.3 排水系统为何要实现自动控制…………………………………………3
     1.4 我国矿井主排水系统的现状……………………………………………4
   
第二章 矿井自动排水系统的各种参数与检测………………………4
     2.1 水仓水位的检测…………………………………………………………5
        2.1.1 液位传感器介绍…………………………………………………5
        2.1.2 液位检测装置选择…………………………………………………8
     2.2 电机即水泵温度检测………………………………………………………9
     2.3 水泵压力检测………………………………………………………10
    2.4  水泵流量检测……………………………………………………12
         2.4.1 流量检测仪器的安装…………………………………………12
         2.4.2 流量计的要求……………………………………………………13
         2.4.3 流量检测传感器的使用…………………………………………15
     2.5 水泵负压检测………………………………………………………15

第三章 基于PLC的矿井主排水自动控制系统的总体设计……………16
3.1 控制系统的总体结构……………………………………………………16
3.2 基于PLC的矿井主排水控制系统设计………………………………17
    3.2.1 PLC的主要特点……………………………………………………17
    3.2.2 PLC的基本工作原理……………………………………………20
    3.2.3 PLC地址分配和实现控制功能………………………………22
    3.2.4 3s7—300PLC的基本组成……………………………………27
3.3 西门子ET200M与PROFIBUS-DP总线………………………………32

第四章 矿井自动主排水系统设备的选型设计…………………………33
4.1 初始数据……………………………………………………………………33
4.2 选型设计……………………………………………………………………33
4.3 引水设备……………………………………………………………………35
4.4 自动阀门……………………………………………………………38
4.5 高压开关柜…………………………………………………………40
  
第五章 控制系统的软件设计…………………………………………………41
5.1 PLC的软件设计………………………………………………………41
    5.1.1软件流程图……………………………………………………41
    5.1.2 地址分配……………………………………………………43
    5.1.3 水泵的自动开启、运行、故障保护流行图…………………45
    5.1.4 PLC的程序设计………………………………………………47
5.2 控制系统上位机的软件设计………………………………………50
   5.2.1 设计要求………………………………………………………50
   5.2.2 设计内容………………………………………………………51
   5.2.3 上位机与PLC的通信…………………………………………51
   5.2.4 监控主界面……………………………………………………53
   5.2.5 报警界面………………………………………………………55
第六章 如何使矿井主排水自动控制系统抗各种干扰……………………56
6.1 常见的各种干扰源………………………………………………56
6.2 如何采取措施排除这些干扰………………………………………56
第七章 总结…………………………………………………………57
参考文献……………………………………………………………58
致谢……………………………………………………………………………59
翻译部分………………………………………………………………………60