毕业设计任务书

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任务下达日期：   年   月   日

毕业设计日期： 年 月  日 至 年  月 日

毕业设计题目：基于PLC的煤矿水泵控制系统设计

毕业设计专题题目：

毕业设计主要内容和要求：

1、熟悉煤矿水泵系统的工作方式和控制要求，了解PLC在工业过程控制的一般方法；

2、熟悉S7-200系列PLC的硬件模块，学习并掌握编程监控软件的使用及控制软件的编制；

    3、完成煤矿中央泵房系统就地控制系统PLC模块的配置，模块硬件连接图，编制控制程序；

     4、翻译近5年的相关英文资料（或论文）一篇，中文字数不少于3000汉字；

5、完成毕业设计论文的撰写。

指导教师签字：

郑 重 声 明

本人所呈交的毕业设计，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，本毕业设计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。本毕业设计的知识产权归属于培养单位。

本人签名：                            日期：               

摘  要

排水设备在煤矿生产建设中是必不可少的大型固定设备。一个煤矿排水泵站，一般来说，由多台排水泵组成，它贯穿整个排水系统起着非常重要的作用。因为积水受环境的影响比较大，所以排水泵的运行数量也要做相对的变化。

现在以微处理器为核心的可编程控制器(PLC)已逐步取代了继电器控制，广泛应用于各行各业的自动控制领域。本文结合当前控制技术，设计了自动控制系统在矿井排水系统中的应用。以西门子S7-200系列PLC作为中心控制单元，并扩展了必要的数字量输入模块，模拟输入模块和通信模块。

设计了自动和手动控制两种控制模式，可以根据不同情况选择控制方式。自动模式下，实时测量水仓的水位，根据水位的变化和水仓水位变化速度，并充分考虑“避峰就谷”的原则，自动决定开启水泵的时间和台数，保证安全的基础上，尽可能降低电力消耗成本，来实现经济高效的煤矿生产。

关键词：井下排水系统； PLC； 自动控制

ABSTRACT

Pumping equipment in coal mine production is indispensable in the construction of large fixed equipment. A coal mine drainage pump station, in general, there are composed of many sets of drainage pumps, it runs through the drainage system plays a very important role. Because water is affected by environment is larger, so the operation of the drainage pump number also should make relative changes.

Now with microprocessor as the core programmable controller (PLC) has gradually replaced the relay control, automatic control field is widely used in all walks of life. Combining with the current control technology, automatic control system is developed in our country, the application of the mine drainage system. With Siemens S7-200 series PLC as central control unit, and expanded the necessary digital quantity input module, analog input module and communication module.

Designed for automatic and manual control two kinds of control mode, can choose according to different situation control mode. Automatic mode, the real-time measurement of water warehouse water level, according to the change of water level and water warehouse water level change speed, and give full consideration to the principle of "peak to valley", automatically determines the time of open the pump and the Numbers, ensure safety, on the basis of as much as possible, reduce the power consumption cost, to achieve economic efficiency of coal mine production.

Key words: Underground drainage system ;PLC ; automatic control

目 录

1 绪论

1.1 煤矿井下排水重要性

1.1.1 矿井水的来源

1.1.2排水重要性

1.2国内外研究状况

1.2.1 国内研究状况

1.2.2 国外研究状况

1.3本课题研究的主要内容

1.4小结

2煤矿泵房自动控制系统

2.1  可编程控制器技术概况

2.1.1  可编程控制器的产生和发展

2.1.2PLC的系统组成

2.1.3PLC的工作原理

2.1.4  PLC的功能特点

2.2主排水控制系统

2.2.1排水系统原理

2.2.2系统组成

2.3离心式水泵排水系统

2.3.1 离心泵排水系统组成部分

2.3.2  射流泵的工作原理

2.3.3射流泵的特点

2.4离心式水泵的启停过程

2.4.1 启动过程

2.4.2 停机过程

2.5小结

3主排水自动控制系统的硬件设计

3.1主排水自控系统主要设备选型

3.1.1主要硬件选型

3.1.2 PLC 的选型

3.2各模块地址分配

3.3排水自动控制系统硬件连接

3.4 小结

4 自动控制系统的程序设计

4.1主程序的编程

4.2水位判断

4.3 水泵轮换工作

4.4 模拟量采集

4.5 避峰就谷原则

4.6 自动控制

4.7小结

5  PLC控制系统的可靠性设计

5.1 PLC控制系统的干扰因素

5.1.1电源引入的干扰

5.1.2 I/0信号线引入的干扰

5.1.3接地线引入的干扰

5.2 PLC控制系统的抗干扰措施

5.2.1电源系统的抗干扰措施

5.2.2 I/0通道的抗干扰措施

5.3 小结

总  结

1 绪论

1.1 煤矿井下排水重要性

1.1.1 矿井水的来源

矿井水的形成一般是由于巷道揭露和采空区塌陷波及到水源所致，其水源主要是含水层水、采空区老塘水、地表水、大气降水和断层水。

⑴含水层水：

  绝大多数的情况下,大气降水和地表水被添加到含水层,然后流入矿井中。含水层早期对矿井影响较小,随着时间的推移,含水层水会长期影响矿山。

⑵采空区老塘水：古代和近期的采空区及废弃巷道，由于长期停止排水而使地下水聚集。这种水源含有大量的硫酸根离子，PH值在3左右，有的甚至为1，具有强烈腐蚀性，这种水成为突水水源时，危害性极大。

⑶地表水：地表水包括河流、湖泊、池塘、水库等。当地表水体中影响范围内采矿时，在一定的条件下，水会涌进坑道成为矿井充水来源。一般来说，离地表水越接近，矿井涌水量越大，造成的损失越大。

⑷ 大气降水：地区降水量的大小、降水性质和强度及延续时间也对矿井的充水有很大影响。矿井水量变化与气候息息相关，但是涌水量高峰出现的时间往往有些滞后，而且随深度的增加滞后的时间更长。

⑸断层水：是指由不透水岩层,切断了的地下水。由于水不能通过土壤或岩石，如粘土、壤土和致密完整的页岩、火成岩和变质岩。因此存在的隔水层，使两层不接触水。所以在有多层不同的水质、水量的含水层地区，需要分层开采地下水，隔水层厚度和位置必须确定。低于地下水位开采矿产，为了防止地下水含水层中进我的，充满了隔水层必须维护。

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