煤矿井下排水泵节能与控制系统的设计开题报告
矿山排水泵PLC自动控制系统设计
矿山排水泵PLC自动控制系统设计矿山是开采和生产重要矿产资源的地方，但在矿山生产中，排水问题一直是一个重要的环境和安全挑战。
为了解决这一问题，矿山排水泵PLC自动控制系统被设计和应用。
本文将介绍矿山排水泵PLC自动控制系统设计的原理、功能和优势。
一、系统设计原理矿山排水泵PLC自动控制系统是利用PLC控制器与各个排水泵进行连接，通过传感器采集水位和压力等信息，实现对排水泵的自动监测和控制。
系统设计原理包括以下几个方面：1. 传感器采集数据：系统中设置水位和压力传感器，用于实时采集井下水位和管道压力等数据，将数据传输到PLC控制器。
2. PLC控制器：PLC控制器是系统的核心部分，负责接收传感器采集的数据，根据预设的控制逻辑进行数据处理和决策，并控制排水泵的启停和运行状态。
3. 排水泵控制：通过PLC控制器，可以实现对排水泵的启停、调速和自动切换等控制，根据实时水位和压力变化进行智能调节。
4. 监控和报警：系统还具有监控和报警功能，对排水泵的运行状态进行实时监测，一旦出现异常情况，系统会自动发出警报并采取相应的措施。
二、系统功能1. 智能控制：系统能够根据实时的水位和压力数据，实现对排水泵的智能控制，确保排水泵的运行状态始终处于最佳状态，实现节能和高效。
2. 自动调节：系统能够根据矿井内部水位和压力的变化，自动进行排水泵的调节，保证矿井排水系统稳定运行，避免因水位变化而带来的问题。
3. 远程监控：系统还支持远程监控功能，通过互联网连接，可以实现对矿山排水泵的远程监控和管理，方便实时了解设备运行状态。
4. 故障诊断：系统还具有故障诊断功能，能够实时监测设备的运行状态，对设备故障进行及时诊断和报警，为设备的维护和保养提供便利。
三、系统优势1. 提高工作效率：矿山排水泵PLC自动控制系统能够实现智能化的排水泵控制和运行，自动调节和监控排水泵的运行状态，提高了排水系统的工作效率和稳定性。
2. 减少人工操作：系统实现了对排水泵的自动控制，减少了人工操作的频率，降低了人工成本，同时也减少了人为操作带来的安全隐患。
矿山排水泵PLC自动控制系统设计
矿山排水泵PLC自动控制系统设计全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：矿山排水泵PLC自动控制系统设计随着我国矿山开采规模的不断扩大，矿山排水工作也变得愈发重要。
矿山排水泵是矿山排水工程中不可或缺的设备，其运行状态的稳定性和效率直接关系到矿山的正常生产和安全生产。
为了更好地对矿山排水泵进行控制和监测，提高其工作效率和可靠性，需要设计一套PLC自动控制系统来完成这一工作。
一、系统组成矿山排水泵PLC自动控制系统的组成主要包括：控制柜、PLC控制器、传感器、泵、通讯模块等。
1. 控制柜：用于安装PLC控制器、继电器、按钮开关等设备，提供对系统的集中控制与监控。
2. PLC控制器：作为系统的核心部件，负责控制泵的启停、调速等操作，以及与其他设备的通讯与数据交换。
3. 传感器：用于采集矿山排水泵及其相关设备的运行状态、工艺参数等信息，供PLC 控制器进行分析和判断。
4. 泵：作为执行部件，将PLC控制器发出的指令转化为相应的动作，完成排水泵的启停、调速等操作。
5. 通讯模块：与上层监控系统或者远程终端进行数据交换，实现对矿山排水泵PLC 自动控制系统的远程监控和操作。
二、系统功能1. 自动启停控制：实现排水泵的自动启停控制，根据矿井的水位变化，自动调节泵的启停状态，保持矿井内水位在安全范围内。
2. 变频调速控制：通过PLC控制器对排水泵进行变频调速控制，根据矿井的水位变化和排水需求，精确控制泵的转速，提高排水效率，降低能耗。
3. 故障诊断与报警：通过传感器采集泵的运行状态、电流、温度等参数，实时监测泵的运行情况，一旦出现异常，及时发出报警信号，并进行故障诊断。
5. 数据记录与分析：对矿山排水泵的运行数据进行记录和分析，为矿山排水工作提供数据支持，为设备维护和管理提供依据。
三、系统设计1. 控制策略：根据矿山的实际情况和排水需求，确定合理的控制策略，包括启停控制策略、变频调速策略、报警处理策略等。
2. PLC选型：选择适合矿山排水泵控制的PLC控制器，考虑其控制精度、速度、通讯能力等方面的性能指标，以及系统的可靠性和稳定性。
井下排水系统水泵自动化控制系统设计
2021年第2期2021年2月在煤矿生产作业中，井下水害作为不可避免的生产灾害，长期以来一直是威胁矿井生产安全的主要因素之一，严重的甚至还会造成人员伤亡[1]。
因此，加强对矿井水害问题的探究，在井下构建安全高效的排水系统，实现对井下水害的有效防治意义重大。
鉴于此，本次研究针对井下排水系统水泵自动化控制系统设计开展研究。
1井下排水系统模型分析图1为井下排水系统模型示意图。
图1中，H 2和H 1分别为井下储水仓高水位、低水位，m ；n 为水泵总数量；u (k )为水泵作业的决策向量；q (k )为涌水量同储水仓水位间的函数关系。
图1井下排水系统模型示意图u (k )表达式为：u (k )={u 1(k )，u 2(k )，u 3(k )，…，u n (k )}，(1)式(1)中，u 1(k )，u 2(k )，u 3(k )，…，u n (k )为第1，2，3，…，n 台水泵在k 时刻的状态。
u n (k )∈{0，1}，其中0代表水泵停止，1代表水泵启动。
q (k )表达式为：q (k )=KH (k )，(2)式(2)中，K 为常数；H (k )为储水仓水位，m 。
对于排水系统而言，其作业的目标就是将q (k )始终保持在H 1耀H 2区间内，而最佳状态则是q (k )无限接近低水位H 1，而控制的方法便是通过对u (k )进行调控，即对井下n 台作业水泵的启停进行操控。
而为了确保控制作业的精准性和最优化，除去在储水仓内设置最高和最低水位，还可进一步划分出极限水位、警戒水位。
2井下排水系统水泵自动化控制系统硬件设计2.1硬件构成图2为排水系统水泵自动化控制系统硬件构成示意图。
整个系统构成组件大体分为4个模块，分别是PLC CPU 模块、开关量处理模块、模拟量处理模块和通讯模块[2-3]。
其中，PLC CPU 控制模块由PLC 和多种拓展模块共同构成。
作业时，PLC 在收集到水泵控制所需的各个参数后，依照预设的水泵启停控制流程针对排水水泵进行逻辑控制，并同步将水泵运行系统信息、参数信息等汇总后通过以太网上传至人机界面或井下环网。
矿井排水泵自动化智能化控制系统的设计
矿井排水泵自动化智能化控制系统的设计摘要：本文介绍了一种矿井排水泵自动化智能化控制系统的设计，旨在提高矿井排水过程的效率、安全性和可靠性。
该系统利用传感器、自动化控制器和智能算法，实现了对矿井排水泵的远程监测、控制和优化。
文章详细描述了系统的硬件和软件架构，以及其在实际矿井排水中的应用。
实验结果表明，该系统能够显著减少运营成本，提高设备利用率，并降低了事故风险，为矿业行业的可持续发展做出了贡献。
关键词：矿井排水泵；自动化智能化；系统设计；引言：矿井排水是矿业生产中至关重要的环节之一，它关系到矿井工作面的安全和正常生产。
传统的矿井排水操作通常依赖于人工干预，这可能导致效率低下、运行不稳定和安全隐患。
因此，设计一种自动化智能化的矿井排水泵控制系统具有重要意义，它可以提高排水过程的效率和安全性。
一、系统架构1.1传感器子系统：传感器子系统是该控制系统的基础，负责实时监测和采集与矿井排水相关的各种数据。
这包括水位传感器，用于测量水位深度；压力传感器，用于监测排水压力；温度传感器，用于测量液体温度等。
这些传感器通过将物理参数转换为电子信号，将关键数据引入系统。
1.2控制器子系统：控制器子系统是系统的大脑，它接收传感器子系统采集到的数据并作出相应的决策。
这包括自动控制器、PLC（可编程逻辑控制器）或微控制器等。
通过与传感器和执行器（排水泵）的连接，控制器实现对排水泵的启停、调速和运行状态的实时控制。
同时，控制器还包括处理器和存储器，以便执行智能算法和存储历史数据。
1.3数据通信子系统：数据通信子系统负责将从传感器子系统和控制器子系统收集到的数据传输到远程监控中心。
这通常涉及到使用网络通信技术，例如以太网、Wi-Fi、无线传感器网络等。
数据通信子系统的设计需要确保数据的安全性和稳定性，以保障远程监测的可靠性。
1.4数据存储和处理子系统：数据存储和处理子系统负责接收、存储和分析传感器数据以及系统运行日志。
这部分数据对于系统的长期性能监测、问题分析和优化至关重要。
煤矿井下排水自动控制系统的研究与开发的开题报告
煤矿井下排水自动控制系统的研究与开发的开题报告一、研究背景煤矿是重要的能源行业，其生产活动需要大量的水资源。
在煤矿生产中，水资源的利用和处理非常重要。
随着煤矿深度的加深和采矿规模的扩大，煤矿井下水的排放量和含煤量不断增加，对煤矿生产和环境保护带来了威胁。
因此，煤矿井下排水自动控制系统的研究和开发具有重要意义。
二、研究内容本研究致力于煤矿井下排水自动控制系统的研究和开发。
具体内容包括以下几个方面：1. 煤矿井下水的特点分析：了解煤矿井下水的水质、水量、温度、流速等特性，为后续研究提供依据。
2. 自动水位监测技术：针对煤矿井下水位监测不方便的问题，研究自动水位监测技术，实现对井下水位的自动监测。
3. 排水管道自动控制技术：基于水位监测数据，研发控制系统，实现对排水管道的自动控制，保证排水管道的稳定排水和排放。
4. 安全预警技术：研究安全预警技术，实现对排水过程中的异常状态进行预警，保障煤矿生产的安全运行。
三、研究方法本研究将采用实验室试验、数值模拟和现场测试相结合的方法，对煤矿井下排水自动控制系统进行研究和开发。
1. 实验室试验：通过实验室试验，研究煤矿井下水的特性和排水管道的流动特性，为系统的设计提供数据支撑。
2. 数值模拟：采用CFD等数值模拟软件进行系统设计和优化。
通过对系统的数值模拟，分析并解决系统中的问题和难点。
3. 现场测试：在实际煤矿中进行系统测试和验证，了解系统实际运行情况，为后续优化和改进提供参考。
四、预期成果本研究的预期成果包括以下几个方面：1. 煤矿井下排水自动控制系统的设计与开发。
2. 自动水位监测技术的开发与应用。
3. 排水管道自动控制技术的研究与开发。
4. 安全预警技术的研发与应用。
五、研究意义本研究将有益于推动煤矿井下排水自动控制技术的发展，提高煤矿排水效率和安全性。
同时，本研究所开发的技术和成果也将为其他领域的水资源处理和排放系统提供借鉴和参考。
煤矿井下皮带巷及回风巷智能排水系统设计开题报告
第五步：模拟实际发生的问题，对问题进行系统的分析，使用“柏拉图”法进行分析，找到问题出现的原因，并测试问题解决的速度，提高其实际使用的可能性。
3.预期结果
通过本次设计能提高井下排水的智能化程度，并且可以减少人工，以及信息的实时回报，报警信息传达要迅速有效，实现问题的具象化，处理问题更加简单有效，很大程度地提高了处理问题的效率，减少了多余动作，避免了人工的浪费，并通过传感器的实时上报的数据，进行实时监控，使问题解决的更加迅速，避免事故的产生。提高了煤矿井下排水效率以及煤矿井下的安全系数。使工作人员在安全的环境下工作，同时也提高了工作效率。
(6)在水泵的出口位置,安装水泵流量监测传感器,把水路管线中的流量进行监控,实时信息回报到中央控制台,并有报警系统,其系统可以安装到支路和主排水路中。
(7)建立系统总体结构采用现场层(IO),控制层(PLC)和管理层(计算机)组成的控制系统来实现排水系统的自动控制.工业计算机要有操作系统简单,人机界面友好和远程监控功能,PLC主要用于控制器的完成逻辑处理和控制任务,远程IO实现数据的采集和上传。
辽宁工程技术大学
本科毕业设计（论文）开题报告
题目煤矿井下皮带巷及回风巷智能排水系统设计
指导教师
院（系、部）
专业班级
学号
姓名
日期
教务处印制
一、选题的目的、意义和研究现状
煤炭行业是我国的支柱产业随着煤炭行业高产高效的发展,矿井安全问题已成为制约煤炭生产的关键因素,井下的排水系统更加的重要,一旦矿井排水系统出现了故障,不仅对矿井生产产生了影响,甚至会影响井下工人的生命财产的安全,所以说排水系统担负着十分重要的作用,其可靠性关系到生产安全和人身安全。
井下排水泵自动化系统设计分析
井下排水泵自动化系统设计分析发表时间：2018-11-05T11:12:32.343Z 来源：《防护工程》2018年第17期作者：孙伟杰[导读] 地下涌水是矿井生产过程中时常发生的现象之一，通过有效的排水系统及时排出涌水是保障全矿井生产高效、安全开展的关键所在焦作煤业（集团）新乡能源有限公司河南新乡 453600摘要：地下涌水是矿井生产过程中时常发生的现象之一，通过有效的排水系统及时排出涌水是保障全矿井生产高效、安全开展的关键所在。
针对煤矿井下排水泵自动化系统的设计开展分析，希望能够为其他矿井排水系统的自动化建设提供借鉴与参考。
关键词：煤矿；排水泵；自动化；系统设计1 引言煤矿开采过程中，利用井下排水系统能够及时、高效的将地下涌水排出井外，防止发生水害事故，确保矿井生产的安全，在井下排水系统之中，水泵是极为关键的设备，如果在排水系统之中水泵出现故障，不仅会导致煤矿无法正常生产，甚至会出现淹井安全事故，严重的威胁到井下作业人员生命安全。
所以，井下排水系统对于保证矿井生产的安全与稳定极为重要，开发水泵自动化系统，自动控制井下排水工作，对于确保煤矿安全生产意义重大。
2 水泵自动化监控体系2.1 设备、结构组成水泵的监控处理包括外围传感器、就地控制箱、PLC柜、低压柜等。
其中PLC柜包括中间继电器、指示平面、信号处理器等，借助运算控制可完成信号处理，从而提高水泵运行稳定性；低压开关柜包括继电器、接触器导等，起到对电磁阀的控制管理作用；就地接线箱包括I/O模块、指示装置等；传感器包括流量传感装置、闸门转矩行程开关等。
2.2 系统功能监控系统借助水位计便可实现水量监控，及时将相关数据传送至对应设备。
水位正常状况下，为了避免水泵负荷过高，可让水泵轮换运转工作，一旦水位发生异常问题，相应信号便可进行阀门控制管理，需引起重视的是必须及时向水泵中添加一定量的水，这是确保水泵正常运行的关键，尽量避开高峰用水时间，合理控制水泵开关对水泵监控、节能控制等均具有积极影响。
煤矿井下排水设备控制系统的改造的开题报告
煤矿井下排水设备控制系统的改造的开题报告【摘要】本文介绍了煤矿井下排水设备控制系统的改造计划，针对现有控制系统存在的问题，提出了改造方案和措施，包括控制系统硬件和软件的升级，优化控制算法，增加故障检测和诊断功能等。
改造后的控制系统能够更加准确、稳定地控制排水设备的运行，提高排水效率，降低井下作业风险。
【关键词】煤矿；排水设备；控制系统；改造；优化算法一、项目背景煤矿作为我国的主要能源产业，对于国民经济发展起到了关键作用。
然而，煤矿的排水工作也是一项重要的工作，涉及到安全生产、环境保护等方面。
但是，由于煤矿井下环境的特殊性和排水设备运行的复杂性，传统的控制系统难以满足实际需要。
因此，需要进行煤矿井下排水设备控制系统的改造。
二、改造目标针对现有控制系统存在的问题，设计改造方案和措施，实现以下目标：1. 提高控制系统的可靠性和稳定性，确保系统的正常运行。
2. 优化控制算法，使排水设备自动控制更加准确、稳定。
3. 增加故障检测和诊断功能，能够快速、准确地找到故障并及时处理。
4. 提高排水效率，降低井下作业风险。
三、改造方案1. 硬件升级：对控制系统的硬件进行升级，包括更换控制器、传感器、执行器等，提高系统的灵敏度和响应速度。
2. 软件升级：对控制系统的软件进行升级，包括更换控制算法、优化控制策略等，提高系统的自主控制能力。
3. 故障检测与诊断功能增强：在现有控制系统的基础上增加故障检测和诊断功能，实现系统的在线监测和远程诊断。
四、改造措施1. 更换控制系统的硬件，采用更为先进的控制器、传感器等，提高系统的灵敏度和响应速度。
2. 改进控制算法，优化控制策略，提高自主控制能力。
3. 增加故障检测和诊断功能，利用物联网技术实现在线监测和远程诊断。
4. 制定操作规程和安全措施，确保改造过程的安全可靠。
五、预期效果通过改造，在保证系统稳定性的前提下，实现排水设备的高效自主控制，提高排水工作效率，降低井下作业风险，保障安全生产和环境保护。
煤矿排水泵自动控制系统设计
煤矿排水泵自动控制系统设计作者：李美霞来源：《中小企业管理与科技》2009年第12期摘要：煤矿排水泵承担排出井下全部涌水的重要任务，是保障煤矿安全生产的关键设备，同时又消耗大量电能。
为了保证其可靠而经济地运行，准确、及时地了解水泵的运行情况，采用微机监控操作是十分有效的手段。
本文分别运用PLC和单片机技术对排水泵自动控制系统进行设计。
关键词：排水泵自动控制PLC单片机0引言在煤矿排水泵站中，一般有一个由多台排水泵组成的较大的泵站，它在整个排水系统中起着很重要的作用。
尤其在出现透水的情况下，显得尤为重要。
由于积水受环境的影响很大，因而排水泵的运行台数也会因此有较大的变化，如果控制系统设计不当，就会造成排水泵的频繁启制动，或各台电机运行时间长短相差过分悬殊，这样会加重泵的磨损、缩短泵的寿命，同时会造成对电网的频繁冲击，增加电能的损耗。
1排水泵自动控制系统设计——单片机自动控制系统的实现1.1控制系统的构成单片机水泵控制系统分为井上和井下2个主要部分，采用微型机和单片机来实现分布式实时控制，两者通过调制解调器及2条电话线实现数据传送。
上位机是设在中央变电所主控制室的80486DX4-S微型机，其作用是接收并贮存下位机发来的数据，输出各种报表及汇总数据。
并向单片机发出各种控制命令，实现远程控制。
单片机的作用是完成水泵的定时启动，低水位停机，测控水泵及电机的轴承温度、填料温度、定子温度，监视电压、电流、功率等参数，并接收上位机发来的控制信息、自动切换故障机组，对现场进行实时控制。
并配打印机、软盘驱动器、显示器和调制解调器。
下位机由MCS-51系列8031单片机构成，应用8255A作并行I/O。
扩展接口芯片，应用EPROM2764固化主控程序，6116RAM程序数据存储芯片。
水位、电量、温度和流量等参数通过相应的传感器经过放大滤波、多路开关和采样保持器送入数模转换器ADC0809。
数据通讯采用半双工方式，通过RS－232标准接口与调制解调器相连，数据传输率为300bps。
矿山水泵自动排水控制系统的设计
矿山水泵自动排水控制系统的设计摘要：井下排水系统是地下矿山生产重要的系统之一，在地下矿山开采过程中做好排水工作十分关键，如果开采过程中水量较大、水压不稳会威胁作业人员安全，影响开采效率，因此需要改善矿山排水系统。
利用自动化控制系统可以对排水系统以及泵房、水仓进行监控，实时掌握井下水位等相关数据，可全力保障井下作业安全。
而针对于井下临时排水，需要安装井下临时水泵房，排水压力较大，且水泵类型较多，受水泵自身因素的制约，需要专门研究一套水泵控制安全装置。
可以将中央水泵房和PLC技术作为核心依据，最终目的是做好矿山水泵自动排水控制工作。
在科学合理降低安全事故发生概率同时，不断优化矿山生产结构，最大程度上保障实时监测和报警显示工作有序开展。
关键词：状态控制；PLC；自动排水；水泵控制引言水泵自动排水控制系统的运行涉及到很多方面，如工作状态、设备运行、信号传送、工作时间、合适开关等。
目前仍有矿山采用手动控制，排水效率较低，存在一定的风险。
因此利用中央水泵房及PLC技术，实现矿山水泵自动排水控制，提高水泵效率，减低安全事故的发生率，优化矿山生产。
1可编程序控制器PLC技术深究研究“PLC”，不难发现主要内容是指可编程逻辑控制器，为了使其充分发挥作用，就要不断强化并利用“事先保存程序自动控制前后顺序”“逻辑计算”、定位等功能，同时还要在数字和模拟输的辅助下，高效落实矿山水泵相关管控工作。
PLC设备非常重要，通常由电源、功能模板、输入/出接口、CPU等共同组成。
目前PLC被广泛应用，既能更加方便地操作，也能降低编程复杂程度。
实际上PLC非常注重人、机器交互功能开发工作，在展现出方便操作、信号强、抗干扰性能力显著等特征之后，充分利用光电保证各个体系不会相互干扰。
不仅如此，PLC并不会在环境方面提出过高要求，如即便是非常烦琐的状况，也能处于高效稳定运行的状态，对于后续构建具有较强系统性和有效性的设备运行保障体系具有重要作用。
煤矿井下排水系统设计
紧急处置
在遇到突发性水患等紧急情况时，启动应急预案，采取有效措施 进行抢险救援。
事后处理
在应急处置结束后，对排水系统进行全面检查和修复，确保系统 恢复正常运行。
THANKS
提高矿井生产效率
良好的排水系统能够保持 井下作业环境的干燥，有 利于机械设备的正常运行 ，提高矿井生产效率。
法律法规要求
根据国家安全生产法律法 规，煤矿必须建立完善的 排水系统，以满足安全生 产的要求。
排水系统的重要性
Hale Waihona Puke 防止水患事故促进矿井可持续发展
井下排水系统能够有效防止水患事故 的发生，保障井下作业人员的生命安 全。
储水设施的选择与配置
储水池的容量
根据排水需求和矿井涌水量，设计合适容量的储水池。
储水池的位置
合理规划储水池的位置，确保排水系统安全可靠。
储水设施的配套设备
根据储水设施的特点，配置合适的配套设备，如进水管、出水管、 溢流管等。
04 安全防护与监控系统设计
防水闸门的设计
01
防水闸门的作用
在井下发生水患时，能够迅速关闭闸门，阻止水流进入矿井，保护井下
节能效果。
定期维护
对水泵进行定期维护和保养，确 保其处于良好的工作状态，延长
使用寿命，降低能耗。
节能控制系统的设计
自动化控制
采用自动化控制系统，根据矿井 水位实时调整水泵的运行状态， 实现智能化节能控制。
监测与优化
通过实时监测排水系统的运行数 据，对水泵的运行状态进行优化 调整，提高能效。
能源管理
经济合理
在满足安全性能的前提下，合 理规划排水系统的布局和设备 选型，降低建设和运行成本。
煤矿井下排水自动控制系统设计探讨
煤矿井下排水自动控制系统设计探讨摘要：煤炭开采工作往往伴随着井下涌水，如果涌水不能被及时排掉，不仅会影响到正常的煤炭开采工作，同时还会有重大的安全隐患。
因此煤矿进行必须实现自动化排水，这是确保安全的重要保障。
本文介绍了煤矿井下排水系统现状，对煤矿井下排水系统的自动化设计进行了简要分析，希望对相关研究领域提供借鉴经验。
关键词：井下排水；自动控制；系统对煤矿排水自动化控制系统是煤矿安全生产中极为重要的环节之一，要想保证煤矿作业的稳定发展，就必须做好井下排水系统工作，尤其必须根据矿井的实际情况进行设计和安装，这样才能保证煤矿排水工作更加可靠，同时能有效提升矿井排水效率，降低工人的平均劳动强度。
1我国煤矿井下排水系统现状纵观我国当前煤矿的发展实际，部分煤矿中已经具备了自动化的排水系统，但是大多数煤矿的矿井中还依然采用人工操作的方式进行排水，这种传统的排水方式已经不能满足现代化煤矿发展的需要。
无论是先进的自动排水系统还是传统人工进行排水，这两种方式都是把离心泵作为核心设备来对矿井中的积水进行抽排，但是人工操作的排水方式较为落后，对于水泵的启动和停止运转完全是由人工对水仓水位进行仔细观察和相关的工作经验来决定，而且反应时间较长，工作效率不高。
通常，煤矿井下的排水泵房中都有多个水泵，工作人员不能对开启水泵的数量合理把握，往往都是根据经验来确定。
自动化的排水系统能够大大提高矿井排水的安全性和工作效率。
现阶段，井下自动化排水主要有三种方式，即全自动模式、半自动模式和手动模式。
使用全自动模式系统需要对检测到的数据信息进行综合分析和考虑，从而对水泵的开启和停止进行有效把控;手动模式系统可以通过人工按动开关按钮来开启或停止水泵，而且在特殊情况下，还需要对水泵开启台数进行人工控制。
另外，在对水泵进行检修时，也需要在手动模式下完成。
2煤矿井下排水系统概述煤矿井下排水系统是煤矿六大主要系统之一，担负着将井下积水排出的重任，煤矿井下系统的高效稳定运行是保证煤矿安全运行的基础和前提。
煤矿井下排水系统控制的系统设计2
四川科技职工大学姓名：学号：学院：专业：机电工程系设计题目：煤矿井下排水系统控制的系统设计专题：指导教师：职称：2013年6月2日摘要煤矿井下排水设备对保证矿井正常生产起着非常重要的作用。
目前国内各矿井的排水系统多采用传统的继电器控制方法，用人工进行监测。
传统方法控制线路复杂，设备运行的可靠性低，工人劳动强度大，不适应煤炭发展的需要。
本文设计的排水系统采用PLC控制与PC监视相结合的方式，弥补了传统继电器控制的缺陷与不足，提高了工作可靠性和稳定性。
在本设计中首先对煤矿排水系统进行概述，然后根据排水控制的要求，进行自动控制方面的设计。
本系统采用西门子的S7-300系列PLC，并结合各种传感器（主要为水位传感器、负压传感器、压力传感器、流量传感器等），完成系统设计中要实现的控制功能。
有自动、半自动和手动三种操作方式可供选择。
为了防止工作水泵及管路磨损过于严重、备用泵及其电气设备或备用管路长期不用而导致电机和电气设备受潮或有其他故障不能及时发现，本系统采用水泵及管路的“自动轮换”工作机制。
又根据“避峰就谷”的原则确定开启水泵台数，以达到节省用电的目的。
关键词：煤矿；排水系统；集中控制; PLC目录1 绪论 (5)1.1煤矿井下水的形成及排水的重要性 (5)1.2国内外研究现状及主要问题 (6)1.2.1课题研究现状 (6)1.2.2主要问题 (7)1.3本课题研究的主要内容 (8)1.4本章小结 (9)2 煤矿井下排水系统组成概况 (10)2.1离心式水泵工作原理 (10)2.2射流泵和真空泵的介绍 (12)2.2.1真空泵工作原理 (13)2.2.2射流泵工作原理 (15)2.3离心式水泵的启停过程 (15)2.3.1离心式水泵的启动过程 (15)2.3.2离心式水泵的停机过程 (15)2.4多台水泵的井下排水系统组成及功能实现 (15)2.5本章小结 (16)3 系统硬件设计 (17)3.1可编程控制技术 (17)3.1.1 PLC的主要特点 (17)3.1.2 PLC的基本工作原理 (20)3.1.3 PLC实现控制功能 (22)3.2 PLC控制系统总体设计 (24)3.2.1控制系统的输入/输出参数统计 (25)3.2.2 PLC系统选型 (27)3.3本章小结 (28)4 传感器选型 (29)4.1液位传感器介绍 (30)4.1.1超声波液位传感器 (30)4.1.2投入式液位传感器 (31)4.1.3液位检测装置的选择 (32)4.2电机及水泵温度检测 (33)4.3水泵压力检测 (34)4.4水泵流量检测 (35)4.4.1流量检测仪器的安装位置 (35)4.4.2电磁流量计工作原理及其特点 (37)4.5水泵负压检测 (40)4.6本章小结 (40)5 控制系统的软件设计 (41)5.1软件流程图 (41)5.1.1自动轮换工作 (43)5.1.2避峰填谷 (43)5.3水泵的自动开启、运行、停止故障保护流程图 (46)5.4部分程序 (48)5.5本章小结 (50)6 总结与展望 (51)6.1总结 (51)6.2展望 (51)参考文献 (53)英文原文 (55)中文译文 (63)致谢 (69)1 绪论1.1煤矿井下水的形成及排水的重要性在矿井生产过程中，经常有各种水源的水涌入矿井，称之为矿水。
煤矿井下水泵自动化控制系统的研究与设计
ＧY２ 矿用压力传
感器作为压力的检测元件,用于检测水泵入水管处和出
水管处的压力变化,为电动闸阀的开关和水泵的启停提
供信号;③ 流量传感器:选用 TC
ＧZND 电磁流量计来检
测排水管的流量;④ 液位传感器:选用 CL
ＧEVAＧ
０５ 数字
式传感器,安装于水仓中,目的是为了防止水位过高;选
势和报表输出、报警等多种功能.
图 １ 水泵机械单元自动化控制系统总体方案
２ 硬件方案设计与选型
２．
１ PLC 控制器选型
PLC 是控制系统中最重要的部分,其可靠性直接影
响着整个 系 统 的 正 常 运 行[４],本 系 统 选 用 西 门 子 公 司
S
７
Ｇ
３００ 系列 PLC,中 央 处 理 单 元 为 CPU３１５
投入使用,并取得了良好的效果,提高了水泵控制系统的自动化水平,具有一定的推广应用价值.
关键词:自动化控制系统;水泵;硬件;软件
中图分类号:TP２７３ 文献标识码:B
０ 引言
煤炭开采的过程 中,井 下 涌 水 必 须 及 时 排 出 以 保
证煤矿的安全,要求 排 水 系 统 可 靠、安 全、高 效 地 将 涌
的运行状况,导致启 动 和 关 闭 水 泵 不 能 依 据 水 位 或 其
他参数实行自动化 操 作,极 大 地 损 耗 人 力、物 力 资 源.
因 此,保 证 井 下 水 泵 系 统 的 安 全 高 效 运 行 至 关 重
要 [２Ｇ３].
为此,本 文技
术、微控制技术、网络技术、人机组态技术等,设计了一
套新型的矿井水泵自 动 化 控 制 系 统,该 系 统 实 现 了 检
煤矿井下主排水泵节能与控制系统分析
系统硬件结构组成上来看 ， 系统 主要 由Ｃ Ｐ Ｕ模块、 数字量输入模块、 分析水位上升速度 了解煤矿井 下的涌水速度变化情况。 而为了节 约 数 字量 输 出模 块 、 模 拟量 输入 模 块 、 通 讯 模 块 和 上 位 机 监 控 中心 组 电能损耗 ， 从而实现“ 避峰就谷” ， 则需要在确保安 全的前提 下采取 成。 相较于传统排水系统 ， 该系 统可 以完成对各个部分 的排水情况 合适的控制策略完成对水 位实时变 化的控 制。 具体来讲 ， 就 是使 每 的监测 ， 并实现煤矿井下的 自动化排水 。 在无人操作 的情况下 ， 该 系 次排水后的水位降到１ 点以下口 １ 。 其次 ， 为 了实现配水管路和水泵的 统可以根据现场情况完成排水控制方案的选择 ， 并为上位机监控 中 轮换工作 ， 需要为每一个水泵配备两 个数据寄存器 ， 并分别完成对 心提供相关资料 。 在系统的硬件结构 中， 模拟量输入模块需要完成 水泵运行时间和次数的存储。 在系统进行水泵 的自启动时 ， 则需要 对水位 、 入水 口真空度和排水管流量等多项 内容的信息采集 ， 数 字 选择运行时间最少的水泵 。 而遇 到运行 时间相近的两 台水泵 ， 系统 量输入模块要完成对 电动闸阀和电动球 阀的开 关状态和水泵启停 则需要选择运行次数少 的水泵 。 而这样一 来， 不仅可 以减少水泵 的 信号等多种信号的采集［ １ １ 。 而数字量 输出模块 则要 完成对水泵启停 运 行 时 间 ， 还 可 以使 所 有 水 泵 设 备 得 到 合 理 利 用 ， 继 而 实 现 节 能 控 信号 、 电 机过 温保 护 信 号 和 故 障报 警 信 号 的输 出 ， 上 位 机 监 控 中心 制的 目的。 再者， 在水泵控制方式的切换方面， 系统设计 的三种控制
矿山井下排水系统节能优化设计
ｗ ｎ ３ ６５× １ ６ ５１ ７× ３６ ０× １ ０ ０ ０× ９ ．８
一
—
一
目前 ，在 国内使用 的井 下排 水 系统 中 ，一 般都
径 大时 用较 大值 ，管 径 小 时 用 较 小 值 ） ，最 大 不 宜 超过 ３ ． ０ ｍ／ ｓ ；ｄ 。 —— 管道 的计 算 内径 ，ｍ。 管 道壁 厚根 据公 式 （ ２ ）计 算选 出 ：
１ 管 路 系 统 的优 化设 计
采用 无底 阀排 水 。底 阀产 生 的阻力 占吸水 管 中
ｐ 一 √ ／ ３ ６ ０ ０一
一
—
．
￣ ｒｖｉ ｉ
㈩
ｕ Ｊ
式 中 Ｑ —— 额 定 工 况 点 流 量 ，ｍ。 ／ ｈ；
—— 管
内的经 济流 速 ，一般 情况 ，泵入 口经 济 流速 取 ０ ． ８
～
１ ． ５ ｍ／ ｓ ；泵 出 口经 济流 速 取 １ ． ２ ～２ ． ２ ｍ／ ｓ（ 管
耗 起 到较 大 的作用 。吸水 管应 尽可 能短 些 ，并 少用
大类 ：１ ）存 在 大 水 或 突 然 涌 水 危 险 的 井 下 排 水 ； ２ ） 突然 涌水 可 能 性 不 大 的井 下 排 水 。有 突 然 涌水
弯头 ，在 吸水 管 和水 泵入 口处 安装 一段 长度 不 小于 吸水 管直 径 的 ３ 倍 直 管 ，或安 装长 度 等于 或大 于大
摘 要 ：井 下 排 水 是 矿 山设 计 的 重 要 组 成 部 分 ，对 井 下 排 水 进 行 节 能 优 化 设 计 ， 既 可 以保 证 排 水 设 备 的 安 全 稳 定 运 行 ，又 能 够 降低 排 水 系 统 电 耗 ，带 来 较 好 的经 济 效 益 。
煤矿井下排水控制系统设计
煤矿井下排水控制系统设计摘要：煤矿井下主排水系统装置是每个矿井不可缺少的单元，现水泵开停仍采用人工完成，不能实现根据水位或其它参数远程监控开停水泵，更无实时数据的监测与管理。
在煤矿机运岗位人员不断减员的情况下，利用监测监控系统控制水泵，具有节约人工，安装容易，操作简单，应用效果良好，值得推广。
鉴于此，本文主要分析煤矿井下排水控制系统设计。
关键词：煤矿井下；排水控制系统；设计我国是煤炭生产大国，近几年经济快速发展，对煤炭资源的消耗越来越大。
煤炭在我国矿藏储量丰富，是我国工业生产的基础能源，尽管新能源不断涌现，但煤炭能源在我国重要地位不可取代。
近几年，随着环保要求的提升和新技术的引入，我国开始大力提倡高效、清洁的利用煤炭资源，着重提升回收率、综合利用效率等，积极促进煤炭使用的可持续发展。
煤矿生产企业可以分为六大系统，主要完成采煤作业、煤巷掘进、电力供应、物料周转、通风换气、排水，其中井下排水系统担负着井下积水排出的重要任务，排水系统能否正常运行直接决定了矿井能否安全生产，保证排水系统安全也就是保证煤矿安全生产。
我国煤矿资源地理所处环境复杂，井下煤炭开采作业环境恶劣，特别容易诱发各类事故，保证煤矿安全运转一直是各方面关注的焦点，因此研究优化井下主排水系统，对提高其运行安全性的意义重大。
1、煤矿井下排水系统概述煤炭在井下开采过程中，岩层的含水会不断涌出，地表水、水砂充填和井下供水也会逐渐向井下汇聚，据统计，矿井涌水量可达几百立方米/每小时，高峰期达到上千立方米/每小时，矿井水在井下流动汇集中，会产生严重安全隐患，可以引起矿井坍塌等灾难性后果。
在我国，为预防矿井水灾的发生，每年投入大量人力物力维护矿井排水系统，有资料表明，开采1t煤炭，需要排出3.9t矿井水，涌水高峰期排水量甚至达到30.40t。
另外，井下主排水系统采用大功率水泵，排水电动机功率最高达几百千瓦，其电能消耗约占煤矿生产的1/5，涌水量大的矿井达1/3。
矿井排水开题报告
矿井排⽔开题报告中国矿业⼤学信息与电⽓⼯程学院毕业设计 (论⽂)开题报告设计（论⽂）名称：临涣矿矿井主排⽔⾃动控制系统设计毕业设计起⽌时间： 2013年2⽉25⽇～6⽉21⽇(共17周)学⽣姓名：张乐乐学号： 22091597专业：⾃动化教学班级： 09-2指导教师：王军报告⽇期：1、本课题的研究意义，国内外研究现状、⽔平和发展趋势：1.1 研究意义随着时代的发展，世界对于能源的依赖越发增强。
煤炭必将成为⼈类⽣产⽣活中的⽆法替代的能源之⼀。
在煤矿地下开采的过程中，由于地层中含⽔的涌出，⾬⽔和江河中⽔的渗透，⽔砂充填和⽔⼒采煤矿井的井下供⽔，将要有⼤量的⽔昼夜不停地汇集于井下。
矿井涌⽔与采区的⽔⽂地质及当地的⽓象条件有关系，涌⽔量在不同的季节也呈现不同。
在⼀些⼤⽔矿井，矿井涌⽔量可达到每秒17⽴⽅⽶，甚⾄超过每秒20⽴⽅⽶。
另外，煤炭开采过程中，由于地层结构被破坏，岩层断裂，使采区与储⽔层连通，发⽣突⽔事故，涌⽔量会突然增加。
如果不能及时地将这些积⽔排送到井上，井下的⽣产就可能受到阻碍，井下的安全就会得不到保障，严重者会造成重⼤事故。
给⼈民的⽣命、国家的财产都带来了极⼤的威胁。
因此，井下排⽔就显得尤为重要。
1.2国内相关研究情况⽬前我国许多煤矿企业的井下排⽔系统仍依靠传统的⼈⼯操作⽅式，以离⼼式⽔泵系统为主。
这种排⽔系统的操作以离⼼式⽔泵的⼯特性为基础，泵站的起停时间判断，完全依赖于⼯⼈的经验和已有的操作规程。
当⽔仓⽔位到达设定的⾼⽔位时⼯⼈打开射流泵(或真空泵)，为⽔泵抽真空，同时观测真空表的读数。
真空度达到要求后，起动⽔泵机组，使⽔泵运转。
当⽔泵出⽔⼝压⼒表读数达到要求时，开起闸阀进⾏排⽔，同关闭抽真空的射流泵(或真空泵)。
这种检测控制⽅法效率低，⼯⼈劳动强度⼤，且由于井下环境恶劣，故障率较⾼。
所以靠⼈⼯检测的⽅法已不适应煤炭发展的需要。
⽤计算机控制的⾃动化监控系统代替传统的⼈⼯继电器控制系统，实现远程遥控和现场⽆⼈值守，既有效的提⾼矿⼭主排⽔系统的安全、可靠性和⾃动化⽔平，⼜实现减员增效，是现代矿⼭信息化、智能化、数字化的发展趋势。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
辽宁工程技术大学
本科毕业设计（论文）开题报告
题目煤矿井下排水泵节能与控制系统的设计
指导教师张兰芬
院（系、部）机械工程学院
专业班级矿电11-1
学号1107250108
姓名姜宗帅
日期2015/4/6
教务处印制
一、选题的目的、意义和研究现状
煤矿井下排水设备对保证矿井正常生产起着非常重要的作用。
目前国内各矿井的排水系统多采用传统的继电器控制方法，用人工进行监测。
传统方法控制线路复杂，设备运行的可靠性低，工人劳动强度大，不适应煤炭发展的需要。
本文设计的排水系统采用PLC控制，弥补了传统继电器控制的缺陷与不足，提高了水泵节能与工作可靠性和稳定性。
1设计现状：
目前国内外学者已经在煤矿井下排水系统控制的研究中取得了很多成就。
就国内的研究工作来看，大多是从煤矿井下排水系统的安全可靠性、节能的角度进行研究。
根据煤矿井下排水系统消耗电能大的特点，国内研究人员分别从离心式水泵，排水管路，电动机三个方面提出了对井下排水系统的节能改造。
由于各类矿井情况差别大，能源消耗尤其是电能消耗大，所以在节能技术方面的研究对煤矿效益，以致可持续发展有着很大的意义。
国内某计研究院提出采用PLC自动检测水仓水位、管道压力、流量等数据，根据水仓水位高低和参考矿井用电情况，建立数学模型，达到了水泵运行的避峰就谷的效果，有效地节省了矿井在排水系统上的能耗，缩减了煤矿的生产成本。
国外的研究大多从管道的长期的维护和清理，井水质量对排水设备的影响等更加细微更加长远的方面来研究。
俄罗斯研究人员根据费用相等的原理，推导出水泵最佳使用周期和管道清理周期的两种形式相似的计算公式，为水泵使用和管道清理从科学的角度进行阐述，提高了整个排水系统的安全性能。
2设计目的和设计意义：
新形势下，随着市场经济的飞速发展，中国低碳节能的经济目标的提出，与泵类搭配使用的马达的用电量大致是全国耗电总量的两成由于过去水泵的效率比较低，致使资源的浪费问题严重。
如何提高水泵的运转效率，是考虑水泵节能的首要工作，这成为当今势必考量的话题。
该设计的目的以及意义就是通过分析煤矿井下排水泵的节能方法，找出一种最适合的节能途径，力求做到能源消耗最少，使泵的排水效率实现最大化。
二、研究方案及预期结果
（设计方案或论文主要研究内容、主要解决的问题、理论、方法、技术路线及论文框架等）
1设计内容：
针对目前我国煤矿井下排水系统的现状，本课题研制开发适合我国煤矿的井下自动排水系统。
主要研究内容包括：
1.根据排水系统控制要求进行PLC硬件选型和软件的设计。
2.根据水仓水位系统可以自动控制启停水泵的时间、台数、轮换工作。
3.根据水仓水位条件按照“避峰填谷”的原则启停水泵。
4.对排水系统设备运行、保护等参数进行实时监测和传送。
5.发生故障时，启动故障处理功能。
三、研究进度
四、主要参考文献
五、指导教师意见。