本文關(guān)鍵詞：基于PLC控制的自動(dòng)排水裝置的研究與應(yīng)用

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【摘要】：煤炭是我國(guó)主要的一次能源,占我國(guó)一次能源消費(fèi)總量的70%以上。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定增長(zhǎng),對(duì)煤炭也將保持快速增長(zhǎng)的需求。礦井安全已成為制約煤礦開(kāi)采的重要關(guān)鍵問(wèn)題。在煤炭開(kāi)采過(guò)程中,一旦發(fā)生透水事故,輕則損壞機(jī)電設(shè)備,重則水淹巷道,危及工作人員生命。而我在煤礦實(shí)地調(diào)研時(shí)發(fā)現(xiàn),現(xiàn)大部分煤礦井下排水設(shè)備、技術(shù)相對(duì)落后,自動(dòng)化程度低,主要依靠人工操作來(lái)控制排水泵的啟停。這種落后的排水系統(tǒng)所存在的弊端和缺陷是不言而喻的。為了進(jìn)一步推動(dòng)礦山排水自動(dòng)化技術(shù)水平的進(jìn)步和發(fā)展,本論文就現(xiàn)在煤礦上自動(dòng)化程度較低的排水技術(shù)普遍存在的缺陷,提出了一種基于隔爆兼本質(zhì)安全型(下文簡(jiǎn)稱：本安型)PLC控制的礦用自動(dòng)排水裝置的設(shè)計(jì)與研究方案。該排水系統(tǒng)的核心組成部分為綜合控制箱、本安型操作臺(tái)和無(wú)底閥階梯總成。其中,綜合控制箱可對(duì)PLC、觸摸屏、傳感器等進(jìn)行供電,具有對(duì)電路的過(guò)流、過(guò)載、漏電等保護(hù)作用,同時(shí)連接外部傳感器和電動(dòng)閘閥等執(zhí)行部分,可對(duì)各種類型傳感器信號(hào)進(jìn)行采集并轉(zhuǎn)換為本安型信號(hào)輸出。本安型操作臺(tái)為自動(dòng)排水系統(tǒng)的控制部分,內(nèi)部有本安型PLC以及觸摸屏。該排水系統(tǒng)在功能上可實(shí)時(shí)對(duì)水位進(jìn)行監(jiān)測(cè),進(jìn)行自動(dòng)／手動(dòng)、本地／遠(yuǎn)控操作方式的切換,還可根據(jù)水位的高低、用電峰值時(shí)段進(jìn)行智能控制開(kāi)啟水泵臺(tái)數(shù)以及啟停時(shí)間段。本文上位機(jī)采用世紀(jì)星軟件來(lái)完成人機(jī)交互界面的設(shè)計(jì),可把整個(gè)排水系統(tǒng)的運(yùn)行狀況、數(shù)據(jù)充分顯示在觸摸屏上,同時(shí),還可以進(jìn)行數(shù)據(jù)上傳、保存、打印。該方案根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》、《煤礦防治水規(guī)定》的相關(guān)規(guī)定以及煤礦井下的實(shí)際情況,進(jìn)行排水系統(tǒng)自動(dòng)控制方面的設(shè)計(jì)、制作、實(shí)驗(yàn)、運(yùn)行。整體工作主要包括以下幾個(gè)方面：傳感器的選型方案、隔爆兼本安型綜合控制箱的電氣原理圖設(shè)計(jì)、無(wú)底閥階梯總成的設(shè)計(jì)與制作、本安型操作臺(tái)的配置、控制程序編程、利用組態(tài)進(jìn)行上位機(jī)監(jiān)控等。
【關(guān)鍵詞】：排水系統(tǒng) PLC 自動(dòng)控制 綜合控制箱 無(wú)底閥總成
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TD636;TP273
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-14
• 1 概論14-20
• 1.1 井下排水系統(tǒng)概述14-16
• 1.1.1 涌水來(lái)源14
• 1.1.2 涌水危害14-16
• 1.1.3 排水必要性16
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-17
• 1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀16-17
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀17
• 1.3 選題的目的和意義17-18
• 1.4 本章小結(jié)18-20
• 2 排水系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)20-32
• 2.1 礦井排水方式的分類20-23
• 2.2 排水系統(tǒng)的工作原理23-24
• 2.2.1 排水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成23
• 2.2.2 系統(tǒng)的電氣工作原理23-24
• 2.3 排水系統(tǒng)設(shè)備選型24-26
• 2.3.1 礦井的原始資料24-26
• 2.3.2 配置管路26
• 2.4 傳感器的選型26-30
• 2.4.1 主要傳感器組成26-27
• 2.4.2 傳感器的選型27-30
• 2.5 本章小結(jié)30-32
• 3 自動(dòng)排水裝置組成部件的原理和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)32-62
• 3.1 設(shè)計(jì)要求32-34
• 3.1.1 設(shè)計(jì)原則32
• 3.1.2 使用環(huán)境32-33
• 3.1.3 基本功能33
• 3.1.4 電氣性能33-34
• 3.2 主要元器件選擇及原理34-35
• 3.3 保護(hù)功能的原理設(shè)計(jì)35-44
• 3.3.1 漏電保護(hù)36-38
• 3.3.2 過(guò)載保護(hù)38-40
• 3.3.3 短路保護(hù)40-41
• 3.3.4 斷相保護(hù)41-43
• 3.3.5 過(guò)壓、欠壓保護(hù)43-44
• 3.4 本質(zhì)安全型電路設(shè)計(jì)44-47
• 3.4.1 本安電源供電電路設(shè)計(jì)44-46
• 3.4.2 信號(hào)隔離電路設(shè)計(jì)46-47
• 3.4.3 光電耦合電路設(shè)計(jì)47
• 3.5 自動(dòng)/手動(dòng)控制電路設(shè)計(jì)47-49
• 3.6 電氣原理總圖49-51
• 3.7 綜合控制箱外殼的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)51-56
• 3.7.1 主腔法蘭的尺寸設(shè)計(jì)52-54
• 3.7.2 主腔法蘭的尺寸校核54
• 3.7.3 主腔圍框的厚度計(jì)算54-56
• 3.8 無(wú)底閥總成的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)56-61
• 3.8.1 設(shè)計(jì)參數(shù)56-57
• 3.8.2 設(shè)計(jì)方案57-61
• 3.9 本章小結(jié)61-62
• 4 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)62-76
• 4.1 可編程控制技術(shù)62
• 4.2 硬件組成62-67
• 4.2.1 輸入輸出點(diǎn)統(tǒng)計(jì)62-64
• 4.2.2 PLC模塊選型64-65
• 4.2.3 I/O點(diǎn)分配65-67
• 4.3 程序的編程設(shè)計(jì)67-74
• 4.3.1 水泵啟動(dòng)順序流程67-69
• 4.3.2 本地手動(dòng)控制69-70
• 4.3.3 本地自動(dòng)控制70-71
• 4.3.4 “避峰就谷”71-72
• 4.3.5 水泵的失壓保護(hù)72-73
• 4.3.6 信號(hào)標(biāo)定73-74
• 4.4 本章小結(jié)74-76
• 5 系統(tǒng)調(diào)試與運(yùn)行76-84
• 5.1 程序下載及調(diào)試76-79
• 5.1.1 人機(jī)界面程序下載76
• 5.1.2 程序調(diào)試76-79
• 5.2 系統(tǒng)模擬運(yùn)行79-82
• 5.3 裝置現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試運(yùn)行82-83
• 5.4 本章小結(jié)83-84
• 6 總結(jié)與展望84-86
• 6.1 總結(jié)84-85
• 6.2 展望85-86
• 參考文獻(xiàn)86-88
• 致謝88-90
• 作者簡(jiǎn)介及讀研期間主要科研成果90

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：614493