基於PLC的礦井主排水監測監控係統開發探討
信息技術
作者：董璐
【摘要】本文探討了一種基於PLC的礦井主排水監測監控係統，主要介紹了該係統的工作原理以及該係統的開發設計過程，該係統具有實現無人值守、實時監測水位情況以及合理調度水泵運行等功能，因此在礦井主排水中廣泛應用。
【關鍵詞】PLC；礦井主排水；監測監控係統；開發
1、引言
目前在我國，隨著經濟和科技的發展，在礦井工程中出現一種基於PLC的礦井主排水監測監控係統。該係統已實現無人值守的的功能，同時能夠實時的對礦井主排水位情況進行監測，並對於水泵的運行可以進行合理的調度控製，因此在礦井工程中廣泛應用。基於PLC的控製方式是以設計時的超限水位作為控製泵啟停的標準。但是就主礦井排水係統而已，係統的超限水位分段位置會受到泵的效率以及排水管路效率的影響。該係統具有可視性，能夠將現場的情況適時的以圖片的形式通過網絡傳輸給相關責任人。本文將對上述的問題進行簡要的闡述，提出相應的技術解決方案，並對基於PLC的礦井主排水監測監控係統的開發進行探討，以及介紹該係統各個組成部分的主要功能和重要作用。
2、基於PLC的礦井主排水監測監控係統的一般原理
礦井主排水監測監控係統主要的組成部分包括井下數據采集係統、PLC控製係統、變頻係統和地麵遠程監控係統。該係統進行監測監控的一般流程為：首先通過井下數據采集係統對礦井內的水倉水位進行實時的監測，並對測控參數進行數據的采集；通過PLC控製係統可以將時空采集的模擬數據轉換為數字信號，並計算出單位時間內不同水位段水位的上升速率，這樣就可以得到礦井的湧水量情況；通過變頻係統中的變頻控製器可以根據湧水量情況進行輸出頻率的調整。在我國目前主要采用的是多泵並聯變頻變量排水的工作模式。在這種工作模式下具體的控製流程為：①湧水量增大。當礦井內的湧水量小於1台泵在工頻條件下的排水量時，通過控製係統可以對1台泵的排水速度進行調整；當湧水量超過超限水位時，通過變頻控製係統可以將其他泵啟動進行工作，根據相同的啟動原理，其他泵在相應的條件下進行使用。②湧水量減小。當湧水量減小時，通過變頻控製係統對泵的轉速進行下調控製，當湧水量降為零時，可自動關閉1台泵，從而結束並聯排水。通過以上的兩個過程，即可實現礦井主排水的自動控製。
3、基於PLC的礦井主排水監測監控係統的的開發設計
3.1係統功能結構
該係統主要包括兩個部分，分別為井下硬件係統和地麵遠程監控係統。井下硬件係統是通過PLC控製係統進行集中控製，通常采用的是RS485通信方式。將采集到的數據通過PLC控製係統將其傳輸到地麵控製中心，地麵控製中心的上位機會對數據進行計算，同時將計算結果返回PLC控製係統，繼而通過對PLC的控製實現對井下硬件的控製。
3.2井下硬件係統設計
井下硬件係統的主要組成部分為用於數據傳輸的工業以太網、井下各種傳感器信號采集係統、攝像係統、水泵以及變頻器係統和PLC控製係統。以下將對其中的主要組成部分進行係統的介紹，包括工業以太網以及PLC控製係統。
（1）工業以太網