PLC水位報(bào)警系統(tǒng)在東海煤礦中的應(yīng)用

任勝軍

摘 要：PLC水泵報(bào)警及啟停裝置實(shí)現(xiàn)了非防爆設(shè)備的改造，簡(jiǎn)化了控制系統(tǒng)，能夠方便的控制多臺(tái)水泵及其監(jiān)視水位。

關(guān)鍵詞：PLC；水位傳感器；水泵

1 概述

目前在礦井監(jiān)控系統(tǒng)的檢測(cè)中，礦井水倉(cāng)水位是重要的安全參數(shù)之一。煤礦開(kāi)采過(guò)程中涌出的地下水經(jīng)井下巷道網(wǎng)絡(luò)集中至水倉(cāng)，水倉(cāng)水位實(shí)時(shí)地反映了礦井的水文情況，水倉(cāng)水位在短時(shí)間內(nèi)上升異常就預(yù)示著水災(zāi)事故發(fā)生的可能性在增大。因此，對(duì)水倉(cāng)水位實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，在防止水災(zāi)災(zāi)害事故的發(fā)生方面以及在減災(zāi)防災(zāi)方面具有重大意義。

東海煤礦水泵報(bào)警及其啟停裝置原為繼電器控制，不僅不能夠?qū)崿F(xiàn)防爆，而且故障率非常高，維護(hù)困難，隨著PLC技術(shù)的發(fā)展成熟，這個(gè)問(wèn)題得以很好的解決。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

本控制系統(tǒng)采用三菱FX2N-48MR PLC作為防爆電源箱的主控制系統(tǒng)，控制箱采用啟停按鈕、喇叭指示燈組成，PLC電源采用127V交流電源，輸出控制繼電器電源為PLC自身的24V直流電源。傳感器采用煤礦用投入式液位傳感器GUY10，它是采用投入式壓力法測(cè)量水深水位的固定式儀表。用于連續(xù)測(cè)量水倉(cāng)的水深水位，該傳感器為礦用本質(zhì)安全型。該傳感器使用環(huán)境及技術(shù)參數(shù)如所示：

2.1使用環(huán)境：

a.溫度：0～40℃

b.相對(duì)濕度：≤96%

c.大氣壓力：86kPa～106kPa

d.允許在有瓦斯、煤塵爆炸危險(xiǎn)環(huán)境中使用

e.周?chē)橘|(zhì)無(wú)腐蝕性氣體

2.2 主要技術(shù)指標(biāo)：

a.測(cè)量范圍：0～10m；分辨率：0.01m

b.基本誤差：±3%

c.輸出信號(hào)： 200～1000Hz 1～5mA 等多種信號(hào)輸出制式

d.工作電壓：DC12V～22V；工作電流：≤60mA

e摘 要：PLC水泵報(bào)警及啟停裝置實(shí)現(xiàn)了非防爆設(shè)備的改造，簡(jiǎn)化了控制系統(tǒng)，能夠方便的控制多臺(tái)水泵及其監(jiān)視水位。

關(guān)鍵詞：PLC；水位傳感器；水泵摘 要：PLC水泵報(bào)警及啟停裝置實(shí)現(xiàn)了非防爆設(shè)備的改造，簡(jiǎn)化了控制系統(tǒng)，能夠方便的控制多臺(tái)水泵及其監(jiān)視水位。

關(guān)鍵詞：PLC；水位傳感器；水泵

. 顯示：四位LED就地顯示

f.傳感器至監(jiān)控分站最大傳輸距離： 2km

g.防爆型式：礦用本質(zhì)安全型ExibI

PLC輸出主回路

其中201為+24，202為0V。該系統(tǒng)接線簡(jiǎn)單，只需要把繼電器線圈一端接到PLC輸出，另一端接到+24上就可以了。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

本控制系統(tǒng)采用三菱GXDeveloper編程軟件，采用簡(jiǎn)單可操作性強(qiáng)的梯形圖進(jìn)行編程。下圖為部分程序。

其中：X001為水泵液位傳感器；X004為音響解除；X005為音響復(fù)位；X006為水泵啟動(dòng)；X007為水泵停止；M8音響解除；M22水泵低水位；M30水泵高水位；Y001音響解除燈；Y003水泵啟動(dòng)；Y004水泵高水位；Y005水泵低水位；

程序簡(jiǎn)單說(shuō)明：X001為水泵液位傳感器，它檢測(cè)的模擬量值通過(guò)SPD X001 K1000 D11脈沖密度指令傳到目標(biāo)寄存器D11中，然后通過(guò)CMP D11 K266 M20指令進(jìn)行比較，如果D11中的值大于266，那么M20動(dòng)作，如果D11中的值等于266，那么M21動(dòng)作，如果D11中的值小于266，那么M22動(dòng)作，本設(shè)計(jì)D11小于266值時(shí)，M22動(dòng)作延時(shí)1S，Y005低水位繼電器動(dòng)作，同樣高水位也是這個(gè)原理，X006為啟動(dòng)按鈕，當(dāng)它被按下后，Y003繼電器動(dòng)作，并通過(guò)自身的開(kāi)點(diǎn)形成閉鎖，這樣通過(guò)控制高防開(kāi)關(guān)的線圈就能完成啟動(dòng)，同樣當(dāng)X007被按下，線圈失電完成停泵。同時(shí)Y005也串在啟動(dòng)回路中，完成低水位不能啟泵的閉鎖，從而完成保護(hù)水泵的任務(wù)。

4 安全效益

本系統(tǒng)成本低廉，僅5000元左右，但卻可以實(shí)現(xiàn)6個(gè)水倉(cāng)的高低水位監(jiān)視，并且能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離控制水泵的啟停，當(dāng)遇見(jiàn)緊急情況時(shí)，通過(guò)它可以迅速的停泵，最大程度的保護(hù)電機(jī)和水泵。同時(shí)它可以數(shù)字的顯示實(shí)時(shí)的水位，方便司機(jī)查看，如果高水位提醒司機(jī)抽水，低水位提醒司機(jī)關(guān)閉水泵，防止燒損電機(jī)，大大提高了排水的安全性，避免由于失誤，產(chǎn)生的燒損電機(jī)的事故。該系統(tǒng)也可以擴(kuò)展到泄壓池的自動(dòng)控制。

5 結(jié)束語(yǔ)

該水位報(bào)警及啟動(dòng)裝置不僅實(shí)現(xiàn)了防爆而且體積小控制簡(jiǎn)單，采用人們較容易理解的梯形圖進(jìn)行編程，維護(hù)方便，實(shí)現(xiàn)了無(wú)節(jié)點(diǎn)控制，降低了事故率，而且成本也很便宜。