矿井水泵房PLC自动化控制系统设计

马国庆

摘要：PLC 自动化控制系统已经运用到煤矿的生产行列中。尤其是煤矿矿井水泵房的使用，它的应用作为煤矿生产的主要设备，在煤矿的生产中占据主要位置。文章结合笔者实际工作，浅述了矿井水泵房PLC自动化控制系统设计目标、要求，论述了PLC自动化控制系统的实施设计，仅供同行参考。

关键词：PLC；水泵房；自动控制系统；设计要点

中图分类号：TD679 文献标识码：A

时下，随着我国计算机核心技术的迅猛发展，其中以微处理器为核心的可编程序控制器PLC控制已逐步代替继电器控制的使用，被普遍推广应用于社会发展中的诸多行业。当然，这其中在煤炭矿井的使用中也普遍受欢迎，并且在矿井水泵房的具体使用中社会管理水平和经济效益有了明显提高。

1 矿井水泵房PLC自动化控制系统设计目标

设计任何东西都需要一个设计中心思想或者目标，矿井水泵房PLC自动化控制系统设计也是这样。

首先我们要明确他的设计目标。在设计中，我们要将PLC控制系统、计算机网络通信技术和排水控制系统有机结合起来，实现某种控制方式，那就是以集中控制为主，远程监测为辅。这样做才能有效地保证自动排水系统运行的连续性和可靠性，满足在线监测、分析、完善的保护和报警功能；还要满足调度监测中心计算机实现对排水系统的运行管理、事故跟踪与处理等任务。

其次，同时我们还要考虑到在实际操作时候要减少工作人员的劳动强度，实现地面对主排水系统设备的多点位信息传输和集中监测监控。

2 矿井水泵房PLC自动化控制系统设计要求

矿井水泵房PLC自动化控制系统设计的总体要求 一般要满足远程测控功能，实现排水泵房无人值守自动控制运行。另外，在水仓水位满足条件的前提下，整个系统能按避峰填谷的原则进行和实现水泵的启停控制，并且能按操作规程要求的顺序进行水泵的启动和停止操作和实现对电机和水泵的运行参数及保护参数进行实时的监测和传送。

3 矿井水泵房PLC自动化控制系统的实施

下面笔者就根据自己的实际工作及工作经验，谈谈对泵房系统实施的设计想法。

3.1系统方案构架图。笔者给出如图1矿井水泵房PLC自动化控制系统方案构架图：

图1 矿井水泵房PLC自动化控制系统方案构架图

从示意图中我们可以清楚看到，水泵房控制系统的组成主要分为井上、井下两大部分，并有工业以太网交换机、数据采集器、温度、水位、流量等装置组成。

3.2 PLC 程序设计。在这方面我们可以采用STEP 7 软件进行编制。它包括供电单元、CPU、输入和输出模块。我们首先作硬件组态的设计，其主要任务就是在STEP 7 中生成与实际硬件系统完全相同的系统、网络、网络中各个站的机架和模块,以及设置各硬件组成部分的参数。

在输入信号方面，他的主要功能是将各水泵开停及故障信号、电动球阀状态信号等，并且实现红外检测各主管道流量。输出信号是把射流装置球阀开、关控制、电动闸阀开、关控制。

我们在实施过程中，要根据煤矿的实际情况和要求，对泵房内要配备控制箱、水位、流量、温度、压力、负压等传感器。同时将原来的手动射流阀更换为手动电动一体的电动球阀以达到电控的要求，还要在PLC控制柜上加装以太网模块，通过工业以太环网将数据传输到地面调度室，通过软件编程，在调度中心能发布控制命令，并能监视该系统所需运行参数和该系统设备运行画面情况。

另外还要做的是，我们还要通过PLC的通信接口，把所要监控的数据传送到安全生产指挥中心进行远程监控。主控站本身也具备对中央泵房的监控功能。井下监控单元由井下监控主控站及信号采集装置、传感器、显示单元等组成，主控站作为井下控制部分的核心，完成PLC分站监控信息与地面控制中心的信息交互传送、设备的自动控制及工况参数的就地显示功能。

结语

经过上文的综合阐述，我们分析得出，在矿山企业中矿井水泵房实现PLC自动化控制系统能减少设备的故障率,确保安全生产，提高劳动生产率。同时，PLC自动化控制系统可以实现水泵的水位起动或停止运行的水泵，保护水泵电机等设备的正常运转，延长水泵电机等设备的使用寿命,减少发生事故的停机的时间,提高排水系统的排水能力，降低水泵的运行成本。

另外，矿井排水泵房自动化控制系统可以在无人值守的情况下,自动运行、自我诊断,这样就可以减少水泵的维护人员,减少维护人员的工资总额,这样就可以增加设备的检修队伍的力量,提高设备的维护质量,从而减少事故的发生几率,提高运行设备的使用率。

参考文献

[1]胡惠玉.基于工业以太网实现上位机对远程PLC的监控[J].长春工程学院学报（自然科学版），2011（02）.

[2]尹文波，张鲁花，张惠民.煤矿井下中央水泵房自动化控制系统设计[J].煤矿机电，2010（02）.

[3]宋莉.基于PLC的远程监控及故障诊断[D].山东科技大学，2004.

[4]王国君.基于TC35I的PLC系统的远程监控的研究与设计[D].河北工业大学，2010.

endprint

摘要：PLC 自动化控制系统已经运用到煤矿的生产行列中。尤其是煤矿矿井水泵房的使用，它的应用作为煤矿生产的主要设备，在煤矿的生产中占据主要位置。文章结合笔者实际工作，浅述了矿井水泵房PLC自动化控制系统设计目标、要求，论述了PLC自动化控制系统的实施设计，仅供同行参考。

关键词：PLC；水泵房；自动控制系统；设计要点

中图分类号：TD679 文献标识码：A

时下，随着我国计算机核心技术的迅猛发展，其中以微处理器为核心的可编程序控制器PLC控制已逐步代替继电器控制的使用，被普遍推广应用于社会发展中的诸多行业。当然，这其中在煤炭矿井的使用中也普遍受欢迎，并且在矿井水泵房的具体使用中社会管理水平和经济效益有了明显提高。

1 矿井水泵房PLC自动化控制系统设计目标

设计任何东西都需要一个设计中心思想或者目标，矿井水泵房PLC自动化控制系统设计也是这样。

首先我们要明确他的设计目标。在设计中，我们要将PLC控制系统、计算机网络通信技术和排水控制系统有机结合起来，实现某种控制方式，那就是以集中控制为主，远程监测为辅。这样做才能有效地保证自动排水系统运行的连续性和可靠性，满足在线监测、分析、完善的保护和报警功能；还要满足调度监测中心计算机实现对排水系统的运行管理、事故跟踪与处理等任务。

其次，同时我们还要考虑到在实际操作时候要减少工作人员的劳动强度，实现地面对主排水系统设备的多点位信息传输和集中监测监控。

2 矿井水泵房PLC自动化控制系统设计要求

矿井水泵房PLC自动化控制系统设计的总体要求 一般要满足远程测控功能，实现排水泵房无人值守自动控制运行。另外，在水仓水位满足条件的前提下，整个系统能按避峰填谷的原则进行和实现水泵的启停控制，并且能按操作规程要求的顺序进行水泵的启动和停止操作和实现对电机和水泵的运行参数及保护参数进行实时的监测和传送。

3 矿井水泵房PLC自动化控制系统的实施

下面笔者就根据自己的实际工作及工作经验，谈谈对泵房系统实施的设计想法。

3.1系统方案构架图。笔者给出如图1矿井水泵房PLC自动化控制系统方案构架图：

图1 矿井水泵房PLC自动化控制系统方案构架图

从示意图中我们可以清楚看到，水泵房控制系统的组成主要分为井上、井下两大部分，并有工业以太网交换机、数据采集器、温度、水位、流量等装置组成。

3.2 PLC 程序设计。在这方面我们可以采用STEP 7 软件进行编制。它包括供电单元、CPU、输入和输出模块。我们首先作硬件组态的设计，其主要任务就是在STEP 7 中生成与实际硬件系统完全相同的系统、网络、网络中各个站的机架和模块,以及设置各硬件组成部分的参数。

在输入信号方面，他的主要功能是将各水泵开停及故障信号、电动球阀状态信号等，并且实现红外检测各主管道流量。输出信号是把射流装置球阀开、关控制、电动闸阀开、关控制。

我们在实施过程中，要根据煤矿的实际情况和要求，对泵房内要配备控制箱、水位、流量、温度、压力、负压等传感器。同时将原来的手动射流阀更换为手动电动一体的电动球阀以达到电控的要求，还要在PLC控制柜上加装以太网模块，通过工业以太环网将数据传输到地面调度室，通过软件编程，在调度中心能发布控制命令，并能监视该系统所需运行参数和该系统设备运行画面情况。

另外还要做的是，我们还要通过PLC的通信接口，把所要监控的数据传送到安全生产指挥中心进行远程监控。主控站本身也具备对中央泵房的监控功能。井下监控单元由井下监控主控站及信号采集装置、传感器、显示单元等组成，主控站作为井下控制部分的核心，完成PLC分站监控信息与地面控制中心的信息交互传送、设备的自动控制及工况参数的就地显示功能。

结语

经过上文的综合阐述，我们分析得出，在矿山企业中矿井水泵房实现PLC自动化控制系统能减少设备的故障率,确保安全生产，提高劳动生产率。同时，PLC自动化控制系统可以实现水泵的水位起动或停止运行的水泵，保护水泵电机等设备的正常运转，延长水泵电机等设备的使用寿命,减少发生事故的停机的时间,提高排水系统的排水能力，降低水泵的运行成本。

另外，矿井排水泵房自动化控制系统可以在无人值守的情况下,自动运行、自我诊断,这样就可以减少水泵的维护人员,减少维护人员的工资总额,这样就可以增加设备的检修队伍的力量,提高设备的维护质量,从而减少事故的发生几率,提高运行设备的使用率。

参考文献

[1]胡惠玉.基于工业以太网实现上位机对远程PLC的监控[J].长春工程学院学报（自然科学版），2011（02）.

[2]尹文波，张鲁花，张惠民.煤矿井下中央水泵房自动化控制系统设计[J].煤矿机电，2010（02）.

[3]宋莉.基于PLC的远程监控及故障诊断[D].山东科技大学，2004.

[4]王国君.基于TC35I的PLC系统的远程监控的研究与设计[D].河北工业大学，2010.

endprint

摘要：PLC 自动化控制系统已经运用到煤矿的生产行列中。尤其是煤矿矿井水泵房的使用，它的应用作为煤矿生产的主要设备，在煤矿的生产中占据主要位置。文章结合笔者实际工作，浅述了矿井水泵房PLC自动化控制系统设计目标、要求，论述了PLC自动化控制系统的实施设计，仅供同行参考。

关键词：PLC；水泵房；自动控制系统；设计要点

中图分类号：TD679 文献标识码：A

时下，随着我国计算机核心技术的迅猛发展，其中以微处理器为核心的可编程序控制器PLC控制已逐步代替继电器控制的使用，被普遍推广应用于社会发展中的诸多行业。当然，这其中在煤炭矿井的使用中也普遍受欢迎，并且在矿井水泵房的具体使用中社会管理水平和经济效益有了明显提高。

1 矿井水泵房PLC自动化控制系统设计目标

设计任何东西都需要一个设计中心思想或者目标，矿井水泵房PLC自动化控制系统设计也是这样。

首先我们要明确他的设计目标。在设计中，我们要将PLC控制系统、计算机网络通信技术和排水控制系统有机结合起来，实现某种控制方式，那就是以集中控制为主，远程监测为辅。这样做才能有效地保证自动排水系统运行的连续性和可靠性，满足在线监测、分析、完善的保护和报警功能；还要满足调度监测中心计算机实现对排水系统的运行管理、事故跟踪与处理等任务。

其次，同时我们还要考虑到在实际操作时候要减少工作人员的劳动强度，实现地面对主排水系统设备的多点位信息传输和集中监测监控。

2 矿井水泵房PLC自动化控制系统设计要求

矿井水泵房PLC自动化控制系统设计的总体要求 一般要满足远程测控功能，实现排水泵房无人值守自动控制运行。另外，在水仓水位满足条件的前提下，整个系统能按避峰填谷的原则进行和实现水泵的启停控制，并且能按操作规程要求的顺序进行水泵的启动和停止操作和实现对电机和水泵的运行参数及保护参数进行实时的监测和传送。

3 矿井水泵房PLC自动化控制系统的实施

下面笔者就根据自己的实际工作及工作经验，谈谈对泵房系统实施的设计想法。

3.1系统方案构架图。笔者给出如图1矿井水泵房PLC自动化控制系统方案构架图：

图1 矿井水泵房PLC自动化控制系统方案构架图

从示意图中我们可以清楚看到，水泵房控制系统的组成主要分为井上、井下两大部分，并有工业以太网交换机、数据采集器、温度、水位、流量等装置组成。

3.2 PLC 程序设计。在这方面我们可以采用STEP 7 软件进行编制。它包括供电单元、CPU、输入和输出模块。我们首先作硬件组态的设计，其主要任务就是在STEP 7 中生成与实际硬件系统完全相同的系统、网络、网络中各个站的机架和模块,以及设置各硬件组成部分的参数。

在输入信号方面，他的主要功能是将各水泵开停及故障信号、电动球阀状态信号等，并且实现红外检测各主管道流量。输出信号是把射流装置球阀开、关控制、电动闸阀开、关控制。

我们在实施过程中，要根据煤矿的实际情况和要求，对泵房内要配备控制箱、水位、流量、温度、压力、负压等传感器。同时将原来的手动射流阀更换为手动电动一体的电动球阀以达到电控的要求，还要在PLC控制柜上加装以太网模块，通过工业以太环网将数据传输到地面调度室，通过软件编程，在调度中心能发布控制命令，并能监视该系统所需运行参数和该系统设备运行画面情况。

另外还要做的是，我们还要通过PLC的通信接口，把所要监控的数据传送到安全生产指挥中心进行远程监控。主控站本身也具备对中央泵房的监控功能。井下监控单元由井下监控主控站及信号采集装置、传感器、显示单元等组成，主控站作为井下控制部分的核心，完成PLC分站监控信息与地面控制中心的信息交互传送、设备的自动控制及工况参数的就地显示功能。

结语

经过上文的综合阐述，我们分析得出，在矿山企业中矿井水泵房实现PLC自动化控制系统能减少设备的故障率,确保安全生产，提高劳动生产率。同时，PLC自动化控制系统可以实现水泵的水位起动或停止运行的水泵，保护水泵电机等设备的正常运转，延长水泵电机等设备的使用寿命,减少发生事故的停机的时间,提高排水系统的排水能力，降低水泵的运行成本。

另外，矿井排水泵房自动化控制系统可以在无人值守的情况下,自动运行、自我诊断,这样就可以减少水泵的维护人员,减少维护人员的工资总额,这样就可以增加设备的检修队伍的力量,提高设备的维护质量,从而减少事故的发生几率,提高运行设备的使用率。

参考文献

[1]胡惠玉.基于工业以太网实现上位机对远程PLC的监控[J].长春工程学院学报（自然科学版），2011（02）.

[2]尹文波，张鲁花，张惠民.煤矿井下中央水泵房自动化控制系统设计[J].煤矿机电，2010（02）.

[3]宋莉.基于PLC的远程监控及故障诊断[D].山东科技大学，2004.

[4]王国君.基于TC35I的PLC系统的远程监控的研究与设计[D].河北工业大学，2010.

endprint