毕业设计（论文）-矿井主排水自动控制系统设计

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1、矿井排水系统毕业设计课题：矿井主排水自动控制系统设计组长：硬件：软件：文档:目录摘要4第一章绪论51.1排水系统概述61.1.1矿井生产过程中排水的重要性61.1.2矿井排水系统的组成部分71.2井下排水系统存在的问题91.3排水系统为何要实现自动控制101.4我国矿井主排水系统的现状11第二章矿井排水系统的各种参数与检测112.1水仓水位的检测122.1.1液位传感器介绍122.1.2液位检测装置的选择152.2电机及水泵温度检测162.3水泵压力检测172.4水泵流量检测192.4.1流量检测仪器的安装位置192.4.2流量检测传感器202.4.3流量计的要求222.5水泵负

2、压检测22第三章基于PLC的井下自动排水系统总体设计233.1控制系统总体结构243.2基于PLC的矿井主排水控制系统设计243.2.1PLC的主要特点253.2.2PLC的基本工作原理283.2.3PLC地址分配和实现控制功能303.2.4S7--200PLC的基本组成343.3PROFIBUS-DP总线39第四章矿井自动主排水系统设备的选型设计404.1初始数据404.2选型设计404.3引水设备424.4自动阀门454.4.1电动闸阀454.4.2电动球阀464.5高压开关柜474.6电缆的选择494.6.1高压电缆的选择494.6.2低压电缆的选择51第五章控制系统的软件

3、设计525.1PLC的软件设计525.1.1软件流程图525.1.2地址分配545.1.3水泵的自动开启、运行、停止故障保护流程图565.1.4PLC的程序设计595.2控制系统上位机的软件设计615.2.1设计要求625.2.2设计内容625.2.3上位机与PLC的通信625.2.4监控主界面655.2.5报警界面65第六章控制系统的抗干扰措施666.1常见的各种干扰源666.2如何采取措施排除这些干扰66第七章3台电动机启动控制线路与程序687.13台电动机启动控制线路图与输入/输出端口分配表687.2操作步骤、程序梯形图与指令表697.2.1操作步骤697.2.2程序梯形图

4、717.2.3指令表72第八章总结74附录：75摘要文章对晋煤蓝焰凤凰山矿155301综采工作面进行了排水设计，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S7-200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。S7-200通过CP340通讯模块，采用RS-232C通信标准与

5、就地PC建立联系。第一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。1.1排水系统概述1.1.1矿井生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

6、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%--

7、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。1.1.2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。①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