矿用隔爆兼本安型可编程控制箱的PLC模块设计

科学技术创新2021.
03
矿用隔爆兼本安型可编程控制箱的P LC 模块设计
叶源涛李鹏王子懿
(安徽理工大学机械工程学院,安徽淮南232001)
随着煤矿自动化与信息化水平的提高,建设集约、安全、高效、绿色型矿井,实现减员提效、保障生产安全成了煤炭行业追求的目标[1]。

为了实现矿井排水设备的无人值守和智能联动控制,能够在节能减排基础上有效延长机组使用寿命,在减员增效基础上进一步减轻工作人员劳动强度,在安全生产的基础上提高矿井的自动化水平和运营管理水平,基于PLC 的矿用隔爆兼本安型隔爆箱就是为了提高这方面的能力而应用的,它是矿井排水系统的核心控制部分。

本控制箱可用于煤矿井下或其他周围空气中含有爆炸性气
体的工矿企业中[2]。

1P LC 模块设计
该可编程控制箱的PLC 控制模块如图1所示。

图1P LC 控制模块
上述PLC 控制模块的CPU 部分是ST60,SB CO M 1信号板,数字量输入模块,EM A E08模拟量扩展模块,R S485通信接口等组成。

ST60是晶体管输出模块,其中36个输入接口,24个输出接口。

该PLC 控制部分具有1路本安直流电源和2路非安直流电源输出的功能,可用于给外部传感器、小型电动球阀等设备供电使用。

该模块具有模拟量采集、开关量输入输出的功能。

其中正压传感器以来实时监测水泵出水口处排水压力,当排水压力不足无法上水时控制箱可发出报警,并在显示屏上显示故
障信息[3]。

同时负压传感器以来实时监测水泵进水口处的实时负压值,当负压值大于正常排水的压力时控制箱发出报警,并在显示屏上显示故障信息。

液位传感器可以实时监测泵房水仓内实时液位值,当监测到水仓液位大于启泵上限液位时,控制箱可发出启泵信号给用于控制水泵电机的高爆开关或者高压柜。

PT100温度传感器监测电机的温度并实时显示在屏幕上,当监测到的温度值大于设定的温度保护值时。

发出报警及停机信号。

开关的采集可以采集具有开关量信号输出的传感器或其他控制器等,可用于采集电动闸阀开到位、关到位信号,电动球阀的开到位、关到位信号,电动机启动反馈信号灯。

当有报警或需要停止其他电动闸阀、电动球阀、开关启动器、高爆开关、高压柜等设备时可以发出无源开关信号。

继电器模块相当于很多对开合触点,它们接收CPU 模块传来的电信号而控制外部设备的启动停止注水排气等动作。

作者简介:叶源涛(1996,4-),男,汉族,安徽芜湖人,安徽理工大学,硕士研究生,研究方向:矿山机电。

摘要:基于PLC 的矿用隔爆兼本安型可编程控制箱系统是采用S7-200SMART PLC 编程和控制电路设计一套矿用排水控制系统,能对水泵成套设备的运行状态、运行过程进行实时监测和优化控制,具有远程监控、自动运行、实时报警、故障保护、统计分析等功能。

关键词:控制电路;PLC ;矿用排水控制系统中图分类号:TD 679文献标识码:A 文章编号:2096-4390(2021)
03-0182-02图2C P U 控制模块
182--
2021.03
科学技术创新图4隔离栅控制模
块
图5200S M A R T 控制程序单台泵
2P LC 模块连接设计温度采集模块有四组采集点,将采集到的模拟量通过R S485通信接口传给CPU 控制模块,通过CPU 的分析最终将信号传递到
显示屏上。

隔离栅分别感受水箱正压负压,液位的变化,以及外界水阀的震动通过CPU 的EM A E08扩展模块传给CPU ,通过CPU 的处理分析最终上传到显示屏。

CPU 模块将电信号传到继电器上,通过继电器控制电机启动、停止、注水、排气、闸
阀开关等动作的实现[4]。

D C24V 直流稳压模块将外界的大的交变电压转换成24V 直流电压用来给CPU 模块供电,而12V 直流稳压模块把外界大的交变电压转换成12V 直流电压用来供给球阀。

其中CPU 模块如图2所示、继电器模块如图3所示、隔离栅模块如图4所示。

3P LC 程序的设计
运用S7200-s m ar t PLC 软件编写了一个程序控制单台泵的运行。

程序如图5所示。

4结论
本PLC 控制模块装置设计合理,可实现较多监测控制功能,其应用于的可编程控制箱在矿用排水系统中功能齐全,作用强大。

为后续的产品研发与井下应用提供了新的思路和解决方案。

参考文献
[1]周金明.KXJ-2/127隔爆兼本安型可编程控制箱的研制,2010-09-05.[2]矿用隔爆型速度传感器,2011-01-01.
[3]矿用隔爆兼本质安全型智能化双速电动机真空电磁起动器,2007-01-01.
[4]李建书.新型矿用隔爆兼本质安全型高压真空配电装置的研发.
2018-09-15.图3继电器控制模
块183--。