PLC在煤矿井下水泵控制中的设计与应用.pdf

6 S ．生产 厂家 常 州武 进矿 用设 备厂 ，该 设 备不 备 电 流 、电 信号 输 功能 高压软起动 器 3台 ，其 中两台软 起 动 器 每 拖 动 两 台 磁 力 起 动 器 ， 另 台 软 起 动 器 拖 动 三 台磁 力起 动器 ，软起动器型号 Q B G 一 1 8 0 ／ 6 0 0 0 R，生产厂 家 唐 山开诚 ，该设 备不具备 电流 、电压信号输 出功能 。 日前 矿 上 某 单 位 已采 购 _ _ 台 矿 用 隔爆 型 高 压 起 动电抗 器 对 软 起 动 器 进 行 改 造 ，每 台 电 抗 器 对 应 一 台 磁 力 起 动 器 对应一台电机 ，剩余 台软起 动器 中的两台每台对应一 台磁 力起 动 器 ，另 一 台软 起 动 器 对 应 两 台 磁 力 起 动 器 。 其 具 体 连 接 如 图 3所示 。 PBG2 3． 6 3 一 拖 二 的 软起 动器 与磁 力 由于电抗器为 自动切换不 需参 与控制 ，因此 电抗 器 磁力起动器方式 ，南矿上 使 用单位 根据实际所需情 况 提 供 磁 力 起 动 器 的控 制 接 点 ， 由 厂 家 对 磁 力 起 动 器 进 行 符 合实 际控 制捌试 。各电器设备 间连接 由矿 上 使 用单 位 自己 连 接 完成 对 于 软 起 动 器磁 力 起 动 器 方 式 ，仍 参 考 利 用 原 有 的 唐 山开诚 P L C控制系统，由厂 家控制接点与 P L C控制系统 中 的接 地 控 制 箱 开／ 停 按 钮 许 联 进 行 控 制 。 主 排 水 泵 电 机 电压 、电流监测 ，由厂家可提供 相关模块 ．在条件允许 的 情况下 由矿上 使用单位 对 高压磁 起动 器进行改造并 增加该模 块来 实现此功能 控制系统的结构 [ } 1 地而 1 位机 和井下 泵房监控站两部 分组成 ，其具体控制结构示意图如图 4所示 3 ． 1地面上 位机 部分 上 位 机 部 分 一 台 T控 机 及 Wi n CC组 态 软 件 组 成 ． 工业 自 1 监控器 2 监控器 3 监控器 网 4 控 制 系 统 结 构 起 动 器 连 接 示 意 『 皋 】 用 以突现水 泵控 制系统的地面监 控与数据 的传 递功能。该 上位机将通过矿 井网络系统将相关 信息传至全矿 井综合 自 动化平 台，全矿 井综 合 自动化平 台对相关信息数 据进行综 合 比较 分析后 发布在 WE B网页上 ，使 管理人 员能及 时 了 解 整 个 系 统 的 安 全 运 行 状 况 全 矿 井 可 通 过 网络 系 统 及 矿 井 软 件 平 台实 现 泵 房 监 控 系统信号的传递 ，全矿井 网络系统必须 在水平泵 房内设置 网 络 交 换 机 ．并 留有 本 安 型 以 太 网 电接 口 ．地 面 上位 机 处 5 0米内留有矿井网络以太网线接 口。以上涉及 到的网络部 分 南网络 系统 厂家负责其交换机部分 的接 入及调试 T作 。 3 ． 2井下泵 房监 控 站部 分 2台 K J D 3 0矿用 本安 型 T业控 制计 算机 、8台 K D K 8 矿 用 多 功 能 控 制 驱 动 器 、 多 台 K C C 2智 能 I ／ O 接 口 、 KDW1 5 A 电 源 箱 及 各 种 本 安 传 感 器 。 各 监 控 站 除 实 现 单 台／ 多 台 水 泵 的 手 动／自动 控 制 功 能 外 ，同时具备 完善 的水 位 、压力 、流量 、温度等 的监 测保 护和声光报警功能 。监控站 具备本安型 以太网接 口和国际 标 准 的 OP C软 件 接 口 ，可 就 近 接 入 井 下 环 网 交换 机 ．无 需 任何设置非常方便 的将信息 上传至地面上位机 。 上位 机 系 统 安 装 于 地 面 集 控 室 ． 向 上 通 过 环 网 及 Wi n C C组态 软件 自带 的 O P C S m w e r 软件 接 口向综合 自动 化平 台提供实 时数据 ，向下通过环 网及 O P C C l i e n t 与井下 木安监控站进行实 时通讯 。井下 K J D 3 0木安型监控站安装 在 泵 房 控 制 室 内 ，完 成 控 制 现 场 各 传 感 信 息 的 采 集 与处 理 ，通过高性 能控 制软件设定 的 自动控制流程实 现 自动控 下 转 第 1 O 8页 r _ 7 _ T ] l j 4 7 1 0 。 I I ． ． 。 ． ． 一． ． ． ， ， ． ． ， ． ． ． ． j ． ， ， ．． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．． ． ． ． ． ． ． ． ． I ． ． ． ． ． ． ． ．． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．． ． ． _ J 交流 3新型滤棒在 线取样发射装置 新型滤棒 在线取样 发射装置 是在 Q MU取样装置 的基 础 上将手 动球 阀换 向装 置 改为气 力输 送结 构 ，如图 2所 示 ，该装置根据科恩达空气放大效应原理设计 ，通过在喷 嘴侧面输入 少量 的高压空气 ，经过特殊构造 的气 室产生均 匀的 3 6 0 。 圆锥形气流环 ，该气流环通过大约 0 ．2 m m的缝隙 斜 向喷出 ，可轻 易的将滤 棒输送到检测装置 中。除了输入 的高压 空气外还 可以引流 2 0 3 0倍 的环境空气 ，在喷 嘴后 端产生负压效应 ，前端输出的空气量可达环境空气的 2 5 ～ 3 O 倍左 右 ，可有效节省压缩 空气使 用量。 由于没有 了运动部 件所以该输送装置结构简单 ，免维护 ，可长期无故障运行。 该装置 的工作步骤是 在 滤棒 由端部的高压气吹过光 电开关 后 ，管 接 头 3 开 始 吹 高压气 ，高 压气 从 喷嘴 2 和喷座 4 之 间的缝 隙向外吹 ，同时端部 的高压也 持续 的向外 吹，向输送管道 内补充空气 ，以产生一个持续 的推力将滤棒输送 到检测装置 。 4结 论 新型滤棒在线取样发射装 置使 用了基于科恩达空气放 大效应原理设计 的气动喷嘴装置替 代了以往 那种利用模拟 人 工手 动开合换 向 阀以达 到产 生反作 用力 输送 滤棒 的装 置 ，不仅简化 了结构 ，而且减少 了设备 故障发生的机率和 上接 第 4 7页 1 ． 人 口连接件2 ． 喷嘴3 ． 管接头4 ． 喷座5 ． 出口连接件 图 2 新 型在 线 取 样 装 置 简 图 备件消耗 。此装置 目前 已在红河卷 烟厂投入使用 ，效果令 人满意。 作者简介 赵宝生 ，男 ，1 9 6 5年生 ，河南长葛人 ，大学本科 ，工 程师 。研究领域 烟草卷接 、滤棒技术。 已发表论文 5篇 。 编辑 王智圣 ． ．S 也． 善 ． S 止． L 制 功能 。K D K 8多功 能控 制 驱动 器 串接在 一 根总 线 上与 K J D 3 0本安监控 站通讯 ，K D K 8多功能控 制驱动器具 有手 动／ 自动功能 ．手 动方式 下通过其 自身 的转 换开关实 现单 台水泵 的起／ 停控 制 ，两 台 K D K 8可实现一 台水泵 的手动 控制 ．自动方式下接 收 K J D 3 0本安监控站下发 的控制命令 实 现多 台水泵 的 自动控制 。现场 的各种返 回信号 高爆开 关 、电动 闸阀等返 回点接人 K D K8的开人 口转换为总线 信号送给 K J D 3 0本安监控站 ] 。 框 图 K C C 2本安 型智 能 I ／ 0接 口也挂接 在总线上 ，它 将 现场 的各种模拟量信号或开关量 信号转换为总线信号送 给 K J D 3 0本安监控站 。 4改进后 系统技术性能及特点 1 先进性 系统为 当今工业控 制系统 的领先产 品 ， 地 面控制主站采用计算 机进 行优化控制 ，控制分站为 国内 领先的本质安全型控 制器。系统可对整个控制过程进行集 中监控 ，能实时采集 和显示现场各生产环节设备 的运行状 态 ．具备数据处理及与全矿井综合控制系统联网功能。 2 可靠性 总线具有 自诊 断功能和故 障处理能 力 ， 保证系统的可靠运行。系统软件接 口均采用 国际标准 O P C 接 E l ，稳定性高连接方便 _3 _ 。 3 可扩展 性 系统 的软硬件 留有充 足的扩展余 量 ， 以保证 将来 的技术和产品升级。 4 易操作性 用户无须进行任何编程 ，只需按 照系 统提示进行相应的端 口配置即可。 5 总线各设 备 采用 接插 电缆 连接 ，易于安 装 和拆 卸 。 6 监控站具 有 1 2寸大液 晶屏 ，图形动画显示 ，具 有各种曲线图表及数据／ 故 障记 录，方便用户查 询。 7 选择 的计算机和 系统软件 留有备用容量和 以太 网 接 口，可 以方 便地实 现系 统扩 展 如增加 其他 保护装 置 等 和接入全矿井综合 自动化平台。 5结语 由本 文分 析可知 ，P L C控制代 替原有的控制系统具有 很多优点 ，同时还应看 到，在新技术 不断发展 的今天 ，只 有不断地 学习掌握新技术 ，并将 新技术及时 的应用 于生产 实践 ，才会取得更加理想 的效果 。 参考文献 [ 1 ]余 雷声，方宗达．电气控 制与 P L C应用 [ M]．北京机械 工 业 出版 社 ．2 0 o 2 ． 『 2 ]谢 克明 ，夏路 易．可 编程控 制器原理 与程序设 计[ M]．北 京 电子 工业 出版 社 ，2 0 0 2 ． [ 3 ]常斗南．可编程控制 器原理 与应 用 [ M]．北京机械 工业出 版 社 ．2 0 0 3 ． 第一作 者简 介 孙慧 峰 ，女 ，1 9 7 2年生 ，河南漯 河人 ，大学本 科 ，副教授。研究领域 P L C控制 和 自动化技术 。已发表论文 l 6 篇。 编辑 向 飞 匿