基于plc和触摸屏的煤矿泵房控制系统设计论文

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1、基于PLC和触摸屏的煤矿泵房控制系统设计毕业论文目录1绪论11.1研究背景11.2井下排水系统存在的主要问题21.3排水系统为何要实现自动控制21.4我国矿井主排水系统的现状31.5本节课题研究的主要内容31.6小结42排水系统主要技术简介52.1离心式水泵的工作原理52.1.1离心式水泵排水系统组成52.1.2射流泵或真空泵的工作原理62.1.3离心式水泵的启动和停机过程72.2可编程逻辑控制器的概况82.2.1可编程逻辑控制器的发展历程82.2.2可编程逻辑控制器的结构92.2.3可编程逻辑控制器的应用领域和主要特点10

2、2.2.4PLC的基本工作原理112.3触摸屏简介122.3.1触摸屏的工作原理132.3.2触摸屏的主要特性132.3.3触摸屏的类型142.3.4各类触摸屏介绍142.3.5各类触摸屏原理192.4小结203泵房排水系统总体方案设计213.1排水系统的功能223.1.1排水系统的控制方式223.1.2水泵与排水管道的工作过程223.1.3水泵的开启与自动关闭223.1.4参数的显示233.1.5故障检测233.2系统结构框图243.3排水系统双位逻辑控制方式253.4排水系统控制过程2733.5排水系统监测系统的特点28

3、3.6小结284硬件设计294.1PLC种类和硬件选型294.1.1控制系统的输入/输出参数统计294.1.2PLC系统选型314.2水位与系统参数检测324.3触摸屏选型344.4小结355泵站排水系统的软件设计365.1PLC的软件设计365.1.1操作方式的选择365.1.2水泵及管路的自动轮换工作375.1.3动态监测及保护功能的实现395.2上位机的软件实现405.2.1设计要求405.2.2设计内容415.2.3界面显示415.3上位机与PLC的通信445.3.1PLC部分445.3.2上位机部分475.4小结4

4、86总结与展望496.1总结496.2展望49参考文献50英文原文52中文译文60致谢6633中国矿业大学2012届本科生毕业设计1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研究背景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

5、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，

6、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。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。由于酸性矿井水对金属具有腐蚀破坏作用，所以井下

7、排水设备的钢铁零件，一旦遇到酸性矿井水时，将会很快遭到破坏。因此，当pH值小于5时，就必须采用耐酸泵等防酸措施。68中国矿业大学2012届本科生毕业设计1.2井下排水系统存在的主要问题目前，我国大多煤矿企业的井下水泵房使用的仍然是传统的人工操作排水系统，以离心式水泵系统为主。这种排水系统的操作以离心式水泵的工作特性为基础，泵站的起停时间判断，完全依赖于工人的经验和已有的操作规程。当水仓水位到达设定的高水位时，工人打开射流泵(或真空泵)，为水泵抽真空，同时观测真空表的读数。真空度达到要求后，起动水泵机组，使水泵运转。当水泵出水

8、口压力表读数达到要求时，开起闸阀进行排水，同时关闭抽真空的射流泵(或真空泵)。停泵过程要进行相反的操作。当水仓积水降至低水位时，先将电动闸阀关死，再停水泵机组。根据现场涌水量的不同，工人还要判断同时投入几台水泵工作，以便于既能及时排出积水，又能使泵站合理使用，避免过度频繁的起停。其存在的问