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1、编号： 毕业设计（论文）说明书题 目： 煤矿井下中央泵房自动排水 控制系统研究 院 （系）： 机电工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 学生姓名： 学 号： 指导教师单位： 姓 名： 职 称： 题 目 类 型 ： 理 论 研 究 实 验 研 究 工 程 设 计 工 程 技 术 研 究 软 件 开 发2010 年 6 月 1 日摘 要本设计主要是开发一套先进实用的自动化排水系统，该系统能够实现对煤矿井下中央泵房排水系统的远程监测与控制，并能接入数字化矿井平台。系统硬件部分采用三菱 PLC(FX2N-64MR 型号)作为控制系统的核心控制器，利用模拟量输入模块实现对中央泵房的水位高度、离心泵
2、的出口压力、泵进水管的真空度及排水管的流量进行数据采集，并利用通讯模块和上位机进行通讯。软件部分利用组态软件 KingView 进行上位机监控软件开发，实现了对中央泵房的水位高度、离心泵的出口压力、泵进水管的真空度及排水管的流量等参数。系统自动根据泵房各个参数对泵及相关设备进行自动控制，也可以利用半自动方式可通过鼠标实现对中央泵房设备的远程控制，并且通过控制柜，井下人员还可以实现手动控制。系统还对泵房的各个设备的运行状态进行实时监测，对处于故障或者非正常运行的设备进行提示和报警，提醒操作人员进行检修，同时对各台泵的使用情况进行优化调度。此外，系统还能对报警及操作事件进行记录，方便管理。本设计根
3、据矿井应用环境的复杂情况，同时结合 PLC 与组态软件进行开发，现实上位机对系统的远程监测与控制，使系统具备安全可靠、自动化、故障监测、远程监控等各种功能，弥补了传统控制的种种缺陷与不足，提高了煤矿井下中央泵房排水系统的工作可靠性和稳定性。关键词：PLC；排水系统；自动化；组态软件；远程监控AbstractWith the rapid development of the industrial control technology, the automation of coal industry is continuously improving. Central Pumping Statio
4、n automatic drainage system is one of the important systems that make coal industry automatic in production, and its development and application has great prospects. However, most of domestic coal mine drainage systems are still using the traditional relay control. Water level monitoring, pump switc
5、h and the choice of switching are all artificially completed. With its operation complex, reliability low, and the labor of workers intensive, this system has seriously affected the management of underground drainage system and the economic benefits of coal industry.In this paper, the underground dr
6、ainage system is based on PLC control technology, and it adopts a programmable controller, which replaces the traditional relay control. At the same time, it combined with configuration software, which realized the automatic drainage system for remote monitoring and control. This system uses Mitsubi
7、shi PLC (Model FX2N-64MR) as the central controller, and expands the necessary analog input module (FX2N-4AD) and communication module. Through program control, the system has automatic and manual control mode, so you can freely switch. In automatic mode, according to the dynamic changes of water le
8、vel by monitoring, the System is optimized to start the pump, which achieves system coordination. The pumps and pipe of the system adopts work system by rotation, so every time you start, you always open the pumps and pipe of minimum running time.With fault monitoring and protection, the system can
9、accept the remote PC monitoring and control, which can complete the fault tips and emergency alarm. This makes up the traditional coal mine drainage system, improves security and reliability, and plays a significant role in promoting the mine industrial automation.Keywords: PLC; drainage system; aut
10、omation; configuration software; remote monitoring目 录 1. 绪论 .11.1. 研究背景 .11.2. 研究意义 .21.3. 研究内容 .22. 控制系统的总体方案设计 .32.1. 可编程控制器的概论 .32.1.1. PLC 的定义和特点 .32.1.2. PLC 的结构和原理 .42.2. 煤矿设备的工作环境及安全要求 .82.2.1. 设备的安全使用管理.82.3. 排水系统的方案设计 .92.3.1. 自动排水系统功能设定 .92.3.2. 排水系统的布局 .112.3.3. 排水系统的工作过程.112.4. 排水系统的控制结构
11、 .122.5. 模拟量输入模块 .132.6. 系统硬件的设计 .172.6.1. 系统的 IO 点数统计 .172.6.2. PLC 开关量 IO 模块的选择 .182.6.3. PLC 系统的模块连接 .203. 排水系统的程序设计 .203.1. PLC 的 I/O 点及寄存器的使用分配 .203.2. 程序流程框图及程序代码 .223.2.1. 泵、排水管轮换工作的实现 .223.2.2. 水位检测与泵的启动.253.2.3. 系统故障诊断 .274. 上位机监控系统 .294.1. 监控系统开发软件简介 .294.2. 组态软件特点 .304.3. 组态王 Kingview6.51 软件 .
