详细介绍: PLC在矿用离心排污泵主排水系统的应用:
随着计算机控制技术的迅速发展,以微处理器为核心的可编程序控制器(PLC)控制已逐步取代继电器控制,普遍应用于各行各业的自动化控制领域。煤炭矿山行业也不例外,但目前煤矿 井下主排水系统仍多采用继电器控制,矿用离心排污泵(矿用排沙立泵)的开停及选择切换均由人工完成,还做不到根据水位或其它参数自动开停水泵,这将严重影响井下主排水泵房的管理水平和经济效益的提高 。
赵庄煤矿生产能力为1.8Mt/a的现代化矿井,井下涌水量较大,中央泵站设计安装了5台KL240-63*2型矿用离心排沙泵主排水,每小时流量240立方,扬程125米,电动机功率200kW,3趟排水管路。正常涌水时,2 台工作,2台备用,1台检修。鉴于PLC的先进性和可靠性,煤炭设计院对5台主排矿用离心排污泵及其附属的抽真空系统与管道电动阀门等装置实施了PLC自动控制及运行参数自动检测,动态显示,并将数据传送到地面生产调度中心,进行实时监测及报警显示。
系统通过检测水仓水位和其它参数,控制矿用离心排沙泵轮流工作与适时启动备用泵,合理调 度5台矿用离心排污泵运行。系统通过触摸屏以图形、图像、数据、文字等方式,直观、形象、实时地反映系统工作状态以及水仓水位、矿用离心排污泵工作电流、电机温度、轴承温度、3趟排水管流量等 参数,并通过通讯模块与综合监测监控主机实现数据交换。该系统具有运行可靠、操作方便 、自动化程度高等特点,并可节省矿用离心排污泵的运行费用。
系统组成,中央泵房井下主排水泵自动化控制系统图如图1所示,整个自动控制系统由数据自动采集、自动轮换工作、自动控制、动态显示及故障记录报警和通讯接口等5个部分组成。
矿用离心排污泵的数据自动采集与检测主要分为两类:模拟量数据和数字量数据。
模拟量检测的数据主要有:水仓水位、矿用离心排污泵工作电流、矿用离心排污泵轴温、电机温度、3趟排水管流量;数字量检测的数据主要有:矿用离心排污泵高压启动柜真空断路器和电抗器柜真空接触器的状态、电动阀的工作状态与启闭位置、真空泵工作状态、电磁阀状态、矿用离心排污泵吸水管真空度及矿用离心排污泵出水口压力。
数据自动采集主要由PLC实现,PLC模拟量输入模块通过传感器连续检测水仓水位,将水位变化信号进行转换处理,计算出单位时间内不同水位段水位的上升速率,从而判断矿井的涌水量,控制矿用离心排污泵的启停。电机电流、矿用离心排沙泵轴温、电机温度、排水管流量等传感器与变送器,主要用于监测矿用离心排污泵、电机的运行状况,超限报警,以避免矿用离心排污泵损坏。PLC的数字量输入模块将各种开关量信号采集到PLC中作为逻辑处理的条件和依据,控制矿用离心排沙泵的启停。
在数据采集过程中,模拟量信号的处理是将模拟信号变换成数字信号(A/D转换),其变换速度由采样定律确定。一般情况下,采样频率应为模拟信号中最高频率成分的2倍以上,这样经A/D变换的精度可完全恢复到原来的模拟信号精度。A/D变换的精度取决于A/D变换器的位数。如5V电压要求以5mV精度变换时,精度为5mV/5V=0.1%,即1/1000十进制的1000用二进 制表示时要求为10位,而本系统所采用的A/D模块分辨率为16bit,其精度在±0.05%以上,该精度等级足以满足控制系统要求。同时,PLC所采用的A/D模块均以积分方式变换,可使输入信号的尖峰噪音和感应噪声平均化,适用于噪音严重的工业场所。
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