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1、中国矿业大学本 科 生 毕 业 设 计姓 名： * 学 号： * 学 院： * 专 业： 自动化 设计题目：煤矿井下排水系统控制的系统设计 专 题： 指导教师： * 职 称： 高工 2012 年 6 月 徐州中国矿业大学毕业论文任务书任 务 下 达 日 期 ： 毕业论文日期： 毕业设计题目：煤矿井下排水系统控制的系统设计毕业设计专题题目：毕业设计主要内容和要求：1. 掌握煤矿井下排水系统的工作原理和过程，设计水泵控制的实现方法。2. 完成排水系统的自动控制，实现“避峰填谷”功能。3. 使用可编程控制器（PLC） 、水位测量单元、压力检测单元、流量监测单元等多种手段，实现自动控制，最终达到无人值
2、守的目的。指导教师签字：郑 重 声 明本人所呈交的毕业论文，是在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。所有数据、图片资料真实可靠。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本毕业论文的研究成果不包含他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。本论文属于原创。本毕业论文的知识产权归属于培养单位。本人签名： 日期： 中国矿业大学毕业论文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
3、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 4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论文答辩及综合成绩答 辩 情 况回 答 问 题提 出 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 要煤矿井下排水设备对保证矿井正常生产起着非常
4、重要的作用。目前国内各矿井的排水系统多采用传统的继电器控制方法，用人工进行监测。传统方法控制线路复杂，设备运行的可靠性低，工人劳动强度大，不适应煤炭发展的需要。本文设计的排水系统采用 PLC 控制与 PC 监视相结合的方式，弥补了传统继电器控制的缺陷与不足，提高了工作可靠性和稳定性。在本设计中首先对煤矿排水系统进行概述，然后根据排水控制的要求，进行自动控制方面的设计。本系统采用西门子的 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。有自动、半自动和手动三种操作方式可供选择。为了防止工作水泵及管路磨损过于严
5、重、备用泵及其电气设备或备用管路长期不用而导致电机和电气设备受潮或有其他故障不能及时发现，本系统采用水泵及管路的“自动轮换”工作机制。又根据“避峰就谷”的原则确定开启水泵台数，以达到节省用电的目的。关键词：煤矿； 排水系统； 集中控制; PLCABSTRACTThe drainage under coal mine well is very important equipment for ensuring normal production of coal mine well. At present, most drainage systems of all domestic coal min
6、e well adopt conventional means of relay controlling, inspected artificially. This kind means of inspection and control cant meet the requirement of coal development for its complicated control circuit, low reliability of equipment running and great working intension. The drainage system designed in
7、 this text combined control by PLC with stakeout by PC, so that it made up a variety of limitation and shortage of conventional means of relay controlling and improved running reliability and stability.This system has characteristics of long operating life-span and convenient maintenance.According t
8、o actual conditions of some coal mine well, at first outlines the mine drainage system, 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 sens
9、ors,flux sensors) to complete autocontrol function demanded in this system design. With automatic, semiautomatic and manual working modes to choose. In order to prevent running water pumps and pipelines from wearing too badly and prevent electromotive and electric equipments of standby water pumps a
10、nd pipelines from being affected with damp or their trouble not being found in time, 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 electrici
11、ty.Keywords: coal mine; drainage system; centralized control; PLC目 录1 绪论 .11.1 煤矿井下水的形成及排水的重要性 .11.2 国内外研究现状及主要问题 .21.2.1 课题研究现状 .21.2.2 主要问题 .31.3 本课题研究的主要内容 .41.4 本章小结 .52 煤矿井下排水系统组成概况 .62.1 离心式水泵工作原理 .62.2 射流泵和真空泵的介绍 .82.2.1 真空泵工作原理 .92.2.2 射流泵工作原理 .112.3 离心式水泵的启停过程 .112.3.1 离心式水泵的启动过程 .112.3.2 离心式水泵的停机过程 .122.4 多台水泵的井下排水系统组成及功能实现 .122.5 本章小结 .
