針對(duì)現(xiàn)有排水系統(tǒng)水泵控制策略單一、保護(hù)措施落后、設(shè)備維護(hù)困難等問(wèn)題,基于PLC控制技術(shù)設(shè)計(jì)了排水系統(tǒng)水泵自動(dòng)控制過(guò)程方案。在簡(jiǎn)要介紹排水系統(tǒng)模型的基礎(chǔ)上,對(duì)系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)、保護(hù)措施做了詳細(xì)分析,并給出水泵自動(dòng)控制過(guò)程的軟件設(shè)計(jì)流程。所設(shè)計(jì)方案已經(jīng)完成工業(yè)試驗(yàn)。結(jié)果表明,該方案能夠保證儲(chǔ)水倉(cāng)水位控制在安全水位之下,水泵自動(dòng)運(yùn)行安全可靠,達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)目標(biāo)。 

【文章來(lái)源】：煤礦機(jī)電. 2020,41(04)

【文章頁(yè)數(shù)】：4 頁(yè)

【部分圖文】：

排水系統(tǒng)模型

排水系統(tǒng)水泵自動(dòng)控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)如圖2所示,主要分為4個(gè)模塊,即PLC控制模塊、開關(guān)量處理模塊、模擬量處理模塊及通信模塊[5]。PLC控制模塊由PLC控制器和擴(kuò)展模塊(DI/DO/AI/AO及通信擴(kuò)展模塊)組成。在獲取用于水泵控制的各個(gè)參數(shù)后,按照水泵啟停自動(dòng)控制流程對(duì)排水水泵進(jìn)行邏輯控制;同時(shí),將水泵運(yùn)行時(shí)的系統(tǒng)信息、參數(shù)信息進(jìn)行匯總并通過(guò)以太網(wǎng)接口上傳至HMI人機(jī)界面或礦井環(huán)網(wǎng)。開關(guān)量處理模塊用于獲取水泵電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)/停止控制點(diǎn),各電動(dòng)球閥、電磁閥控制點(diǎn),還包括報(bào)警控制、控制方式選擇及水泵狀態(tài)等。模擬量處理模塊用于獲取出水口壓力、入水口真空度、水倉(cāng)實(shí)時(shí)水位,以及電動(dòng)機(jī)電流、電壓、溫度等模擬量信息。水泵電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)時(shí),檢查并確認(rèn)出水口壓力、入水口真空度。在水泵工作過(guò)程中,依據(jù)儲(chǔ)水倉(cāng)水位進(jìn)行水泵工作狀態(tài)、工作模式的轉(zhuǎn)換。通信模塊用于將排水系統(tǒng)的水泵自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)、參數(shù)、報(bào)警、故障等信息進(jìn)行傳送,在HMI人機(jī)界面或監(jiān)控平臺(tái)上顯示和控制,并將所有信息傳送至礦井工業(yè)環(huán)網(wǎng),用于礦井排水系統(tǒng)后期的集中控制。當(dāng)信息傳送時(shí),必須考慮數(shù)據(jù)的正確性和安全性,可以采用CRC循環(huán)冗余校驗(yàn)、奇偶校驗(yàn)、BCC異或校驗(yàn)法及海明碼校驗(yàn)等手段保證數(shù)據(jù)的正確,或者采用DES、AES、RSA、DSA、ECC等非對(duì)稱加密算法。

圖3為用于開關(guān)量隔離的光耦隔離柵原理,綜合利用本質(zhì)安全型電源技術(shù)和光電隔離技術(shù),將本質(zhì)安全型電源、開關(guān)電源、輸入信號(hào)、輸出信號(hào)進(jìn)行隔離,保證信號(hào)的安全性與穩(wěn)定性。圖4為用于模擬量隔離保護(hù)的隔離式安全柵原理,將光、電、磁隔離技術(shù)融于一體,實(shí)現(xiàn)本質(zhì)安全、非本質(zhì)安全電路之間電源、輸入信號(hào)、輸出信號(hào)的隔離。當(dāng)有危險(xiǎn)電壓、電流進(jìn)入時(shí),實(shí)現(xiàn)快速切換功能,并且信號(hào)完全浮空,極大提高了信號(hào)的抗干擾能力。將網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器應(yīng)用于以太網(wǎng)信號(hào)隔離,利用耦合濾波原理實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信號(hào)的可靠傳輸[6]。另外,排水系統(tǒng)中的通信線都采用雙絞屏蔽線,減少信號(hào)干擾。變壓器初級(jí)、次級(jí)間采用屏蔽層隔離,隔離板接地,次級(jí)線圈不接地,以減少或消除寄生電容,提高抗共模干擾能力。圖4 隔離式安全柵原理

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]以PLC為核心的煤礦自動(dòng)排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 張海峰,羅明華,佘影.  煤炭技術(shù). 2016(04)
[2]基于PLC的礦井供排水網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化系統(tǒng)研究[J]. 梁蕾,岳彥博,李鵬,柳立群.  煤礦機(jī)械. 2012(11)
[3]淺談礦井排水自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用[J]. 趙孟,朱文軍,韓小慶.  山東煤炭科技. 2010(05)
[4]模糊控制在煤礦排水系統(tǒng)中的運(yùn)用[J]. 錢宏琦,周潔.  貴州大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2010(03)
[5]基于PLC的煤礦主排水泵自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 于治福,李旭鳴,商德勇,潘越.  煤礦機(jī)械. 2010(01)

碩士論文
[1]基于PLC的變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 熊建國(guó).電子科技大學(xué) 2013



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