I/O 口地址分配 12

表 3-6 电缆选型表 15

表 4-1 排水泵轮换工作 PLC 分配表 20

1 绪论

对于国民经济来说,煤炭是我国如今最重要的能源,极大的促进了我国经济 的发展。只不过,矿井里面比较危险,如果安全措施做得不好,就很有可能发生 事故,危害国家利益,危害工人的安全[1]。所以,煤矿企业必须注重安全生产。 煤炭的开采主要是在井下进行,它的安全性尤为重要,而机电设备与其有着紧密 的联系。机电设备能否可靠正常运行,决定了矿井是否真正安全。但是,对于我 国少数小型煤矿企业,他们的技术并不完善,对机电设备的检测与维护不到位, 偶尔会发生事故,给国家和社会带来了危害。

1。1 传统工人排水系统存在的问题

目前,我国少数小型煤矿依旧让工人对水泵直接进行操作,这种以离心水泵 为中心的工作方式,根据工人的经验或者固有的操作流程对水泵进行控制。当矿 井中涌水量增加,水仓水位上升,达到高水位时,要求工人打开射流泵,给水泵 注水。水泵注满水后,开起水泵电机。出水口压力满足条件后,开起出水闸阀进 行排水。排完水后,先关出水闸阀,再关水泵[2]。当然,每次开起的水泵的个数 也不一样,这就需要工人根据经验来判断,从而完成井下排水。这种人工排水有 一些明显的不足:

(1)可靠性低。水泵的启动停止,闸阀的开关都是工人按照规定的方式完 成。此外,工人需要对现场的一些数据进行判断如:水位,涌水量,这些都是依 靠自己的经验。这就要求工人要细心严谨,对工作认真负责。可是人总会有失误 的时候,而这些失误就会导致事故的发生,轻则设备损毁,重则危害人生安全。

(2)工作量大。所有工作都是工人手动完成的,特别是控制闸阀,有很大 的工作量。而且,一定要有人看着,对水泵实时监控,如果发生意外要立即报警 并进行检修。

1。2 我国矿井排水系统的现状

如今,国内少数小型矿井因为自动排水系统的成本较高,或者矿井较小,不 需要自动系统,而使用了继电器控制。工人不但要完成水泵的开关,还要观察运 行情况,同时记录数据。这样,不但井下工人的劳动量大,而且更容易发生故障。 由于数据的记录是由人工完成的,所以并不可能实时传输,所以就会使决策控制 相对落后,更加增大了排水的风险。因此,该系统注定跟不上时代的步伐,而实

现自动化排水集控系统的智能控制,能远程检测和控制水泵开停、电流和电压等 参数,从而完成对水泵的集中调度和控制[3]。

我国的大中型矿井早已实现自动排水,只有少数小型矿井仍未实现,它们也 使用过自动排水系统,但是在使用的过程中发现,有些系统没有根据矿井的实际 情况进行设计,并不适合使用。有的系统并不完善,存在漏洞,不能可靠的实现 自动排水。而且成本明显比人工排水要高,所以就放弃使用了[4]。

1。3 本设计的主要内容

本文根据实际情况,设计一个能适合小型矿井使用的自动排水的系统。主要 设计内容包括:

(1)分析离心式水泵工作性能。水泵的性能参数非常重要,它关系到水泵 能否正常运行,根据水泵的性能参数的测量原理与方法,设计水泵系统,包括系 统的组成和系统的运行方式。

(2)完成系统的硬件设计。硬件选型非常重要,根据系统输入输出点的需 求选择 PLC 模块的种类与数量,传感器必须适应被测量的范围,球阀及其他设 备的选型必须符合安全标准,适应井下环境。

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