矿井主排水自动控制系统设计
本科生毕业设计姓 名： 学 号：学 院： 应用技术学院 专 业： 电气工程及自动化 设计题目： 矿井主排水自动控制系统设计 指导教师： 职 称： 2009年 6 月 中国矿业大学毕业设计任务书学院 应用技术学院 专业年级 电气05-1 学生姓名 梁海军 任务下达日期： 2009年 1 月 15 日毕业设计日期： 2009年 3月 5日至2009 年 6 月 10日毕业设计题目：矿井主排水自动控制系统毕业设计专题题目：毕业设计主要内容和要求：1掌握矿井水泵的工作原理和控制方法；2设计一种应用PLC作为控制器的水泵自动排水系统；3掌握所用传感器的工作原理及使用方法；4设计主排水泵自动监控系统；5用PLC语言编制控制系统软件。院长签字： 指导教师签字：中国矿业大学毕业设计指导教师评阅书指导教师评语（基础理论及基本技能的掌握；独立解决实际问题的能力；研究内容的理论依据和技术方法；取得的主要成果及创新点；工作态度及工作量；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成 绩： 指导教师签字： 年 月 日中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书评阅教师评语（选题的意义；基础理论及基本技能的掌握；综合运用所学知识解决实际问题的能力；工作量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的规范程度；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成 绩： 评阅教师签字： 年 月 日中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书评阅教师评语（选题的意义；基础理论及基本技能的掌握；综合运用所学知识解决实际问题的能力；工作量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的规范程度；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成 绩： 评阅教师签字： 年 月 日中国矿业大学毕业设计答辩及综合成绩答 辩 情 况提 出 问 题回 答 问 题正 确基本正确有一般性错误有原则性错误没有回答答辩委员会评语及建议成绩：答辩委员会主任签字： 年 月 日学院领导小组综合评定成绩：学院领导小组负责人： 年 月 日摘 要文章进行了排水设备的选型设计，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S7-300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。S7-300通过CP340通讯模块，采用RS-232C通信标准与就地PC建立联系。关键词：PLC、排水系统、自动控制ABSTRACTAt first this text chose and designed drainage equipments, then designed autocontrol part based on drainage control request. This system adopts S7-300 PLC series produced by SIEMENS，with many sensors(mainly incloding water line sensors,minus pressume sensors,pressme sensors,flux sensors) to complete autocontrol function demanded in this system design. Water pumps and pipelines of this system are controlled to run in turn automatically. The number of running water pumps is confirmed by the principle of avoiding apex and filling vale in order to economize electricity. On the spot of PC,it introduces controlease configuration control system to take charge of inspecting running state and parameters of equipments so that trouble can be found and dealt with in time. S7-300 used Standard RS-232 to communicate with PC on the spot through Module CP340. KEY WORDS:drainage system； PLC； autocontrol目 录第一章 绪论11.1 排水系统概述1 1.1.1 矿井生产过程中排水的重要性1 1.1.2 矿井排水系统的组成部分1 1.2 井下排水系统存在的问题3 1.3 排水系统为何要实现自动控制3 1.4 我国矿井主排水系统的现状4 第二章 矿井自动排水系统的各种参数与检测4 2.1 水仓水位的检测5 2.1.1 液位传感器介绍5 2.1.2 液位检测装置选择8 2.2 电机即水泵温度检测9 2.3 水泵压力检测10 2.4 水泵流量检测12 2.4.1 流量检测仪器的安装12 2.4.2 流量计的要求13 2.4.3 流量检测传感器的使用15 2.5 水泵负压检测15第三章 基于PLC的矿井主排水自动控制系统的总体设计163.1 控制系统的总体结构163.2 基于PLC的矿井主排水控制系统设计17 3.2.1 PLC的主要特点17 3.2.2 PLC的基本工作原理20 3.2.3 PLC地址分配和实现控制功能22 3.2.4 3s7300PLC的基本组成273.3 西门子ET200M与PROFIBUS-DP总线32第四章 矿井自动主排水系统设备的选型设计334.1 初始数据334.2 选型设计334.3 引水设备354.4 自动阀门384.5 高压开关柜40 第五章 控制系统的软件设计415.1 PLC的软件设计41 5.1.1软件流程图41 5.1.2 地址分配43 5.1.3 水泵的自动开启、运行、故障保护流行图45 5.1.4 PLC的程序设计475.2 控制系统上位机的软件设计50 5.2.1 设计要求50 5.2.2 设计内容51 5.2.3 上位机与PLC的通信51 5.2.4 监控主界面53 5.2.5 报警界面55第六章 如何使矿井主排水自动控制系统抗各种干扰566.1 常见的各种干扰源566.2 如何采取措施排除这些干扰56第七章 总结57参考文献58致谢59翻译部分60 中国矿业大学2009届本科生毕业设计 第73页第一章 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
