毕业设计（论文）-矿井主排水自动控制系统设计

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1、矿井排水系统毕业设计课题：矿井主排水自动控制系统设计组长：硬件：软件：文档:目录摘要4第一章绪论51.1排水系统概述61.1.1矿井生产过程中排水的重要性61.1.2矿井排水系统的组成部分71.2井下排水系统存在的问题91.3排水系统为何要实现自动控制101.4我国矿井主排水系统的现状11第二章矿井排水系统的各种参数与检测112.1水仓水位的检测122.1.1液位传感器介绍122.1.2液位检测装置的选择152.2电机及水泵温度检测162.3水泵压力检测172.4水泵流量检测192.4.1流量检测仪器的安装位置192.4.2流量检测传感器

2、202.4.3流量计的要求222.5水泵负压检测22第三章基于PLC的井下自动排水系统总体设计233.1控制系统总体结构243.2基于PLC的矿井主排水控制系统设计243.2.1PLC的主要特点253.2.2PLC的基本工作原理283.2.3PLC地址分配和实现控制功能303.2.4S7--200PLC的基本组成343.3PROFIBUS-DP总线39第四章矿井自动主排水系统设备的选型设计404.1初始数据404.2选型设计404.3引水设备424.4自动阀门454.4.1电动闸阀454.4.2电动球阀464.5高压开关柜474.6电缆的

3、选择494.6.1高压电缆的选择494.6.2低压电缆的选择51第五章控制系统的软件设计525.1PLC的软件设计525.1.1软件流程图525.1.2地址分配545.1.3水泵的自动开启、运行、停止故障保护流程图565.1.4PLC的程序设计595.2控制系统上位机的软件设计615.2.1设计要求625.2.2设计内容625.2.3上位机与PLC的通信625.2.4监控主界面655.2.5报警界面65第六章控制系统的抗干扰措施666.1常见的各种干扰源666.2如何采取措施排除这些干扰66第七章3台电动机启动控制线路与程序687.13台

4、电动机启动控制线路图与输入/输出端口分配表687.2操作步骤、程序梯形图与指令表697.2.1操作步骤697.2.2程序梯形图717.2.3指令表72第八章总结74附录：75摘要文章对晋煤蓝焰凤凰山矿155301综采工作面进行了排水设计，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S7-200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

5、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。S7-200通过CP340通讯模块，采用RS-232C通信标准与就地PC建立联系。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排水系统概述1.1.1矿井生产过程中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

6、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。井下自动排水系统的任务就是把流入井下煤

7、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。1.1.2矿井排水系统的组成部分井下排水系统一般采用离心式水泵，一些小型煤矿或浅水井临时排水系统也采用潜水泵。离心式水泵排水系统主要由离心式水泵、电动机、起动设备、仪表、管路

8、及管路附件等组成。①滤水器和底阀滤水器安装在吸水管的下端，插入吸水井下面，不得低于O.5m。其作用是防止井底沉积的煤泥和杂物吸入泵内，导致水泵被堵塞或被磨损。在滤水器内装有舌型底阀，其作用是使