井下排水控制系统

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1、实训（习）报告课程名称：水塔水位自动控制专业：生产过程自动化班级：093351学号：30姓名周钰杰指导教师：商俊平成绩：完成日期：2011年8月15日II沈阳理工大学高等职业技术学院综合实训报告摘要在煤矿开采过程中会连续不断地涌出矿井水，为保证煤矿生产安全，必须及时将涌出的矿井水快速地排放到地面，煤矿主排水系统能否正常运行直接关系到矿井的安全生产。矿井排水系统一般由水仓、吸水井、多台排水泵（包括其抽真空引水装置）、闸阀、配水阀以及多路排水管路组成，这些设备具有电机功率大、电压高、启动复杂、故障多发等特点

2、。目前，矿井排水系统普遍采用人工操作，人员劳动强度大、电机启停时间长、水泵运行效率低等诸多问题，如何实现煤矿井下排水泵的自动控制和无人值守，并满足煤矿生产调度综合自动化的要求，便成为当前急需解决的问题。针对当前煤矿排水系统的实际情况，本文提出一种实现煤矿井下主排水系统的设计方案，并付诸实践。系统在某煤矿投入运行后，取得了良好的应用效果。本文详细讲述了基于PLC的煤矿井下排水泵自动控制系统的设计方法和思路，该系统已经在煤矿投入使用，通过现场的实际运行结果表明，系统是有效可靠的。本系统优越性在于采用先进的通

3、信网络技术，实现PLC与上位机之间的通行，控制执行功能主要由PLC完成，上位机则完成信息处理和图像显示，PLC和上位机实现优势互补、分工合作，使得系统运行可靠稳定。系统特别针对排水系统的高可靠性要求，给出相应的可靠性设计方案，解决了由于通信、传感器的不稳定导致控制系统不能稳定运行的问题，显著地提高了排水自动控制系统的稳定性，实现了煤矿排水系统的无人值守和减员提效，有利于排水自动控制系统的推广应用。关键词：排水泵，PLC，上位机，传感器，自动控制系统26沈阳理工大学高等职业技术学院综合实训报告绪论31井下

4、排水控制系统设计71.1plc简介71.1.1plc的基本概念71.1.2plc的未来展望81.1.3plc的特点81.1.4PLC的组成91.1.5井下水泵自动排水工艺简介101.2井下水泵自动排水总体分析111.2.1系统的检测环节111..2.2系统的控制方式121.3硬件连接121.3.1硬件系统构成121..3.2本系统的PLC配置121.4器件选用132控制系统PLC软件设计152.1系统流程图162.1.1工作方式172.1.2系统I/O地址分配172.1.3系统程序的具体分析182.1.

5、4系统程序总体运行步骤18结论25致谢26参考文献2726沈阳理工大学高等职业技术学院综合实训报告绪论1．本课题的目的及意义采用PLC自动检测水仓水位和其它参数，根据水仓水位的高低、矿井用电信息等因素，建立数学模型，合理调度水泵运行，可以达到避峰填谷及节能的目的。介绍了PLC在煤矿井下主排水控制系统的组成、系统的功能和特点及应用状况。2．井下水泵自动排水控制技术发展现状2.1设计的工作的环境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，目前我国普遍使用的井下排水系统依然是传统

6、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，为井下自动排水系统的研究提供依据。并下排水系统概述井下涌水现象及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

7、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2

8、0%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。矿井水的成分很复杂，它对水泵和水管的腐蚀性，不仅与游离硫酸的存在有关系，而且也和硫酸镁、硫酸铁和硫酸铝的存在有一定关系。矿井水的物理性质和酸度，可用氢离子浓度(又叫氢离子指数)pH值的大小来表示，如表1.1所列。26沈阳理工大学高等职业技术学院综合实训报告由于酸性矿井水对金属具有腐蚀破坏作用，所以井下排水设备的钢铁零件，一旦遇到酸性矿井水时