基于plc的露天煤礦泵房水位監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】礦難的不斷發(fā)生對(duì)煤礦開(kāi)采是一個(gè)巨大威脅，礦井突水對(duì)煤礦安全生產(chǎn)影響很大，井中水量是礦井安全生產(chǎn)的一個(gè)重要指標(biāo)；本實(shí)用新型公開(kāi)了一種基于PLC的露天煤礦泵房水位監(jiān)控系統(tǒng)，包括：供電模塊及數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和數(shù)據(jù)輸出控制模塊，采用西門(mén)子S7?300PLC作為微處理器，PLC通過(guò)下位機(jī)與上位機(jī)進(jìn)行通訊，對(duì)其各泵房進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，對(duì)水位實(shí)時(shí)監(jiān)控，在遇到突發(fā)水位超標(biāo)時(shí)進(jìn)行報(bào)警排水，從而使井中水位達(dá)標(biāo)，實(shí)現(xiàn)煤礦安全開(kāi)采。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
基于PLC的露天煤礦泵房水位監(jiān)控系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及煤礦安全和智能高效技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種基于PLC的露天煤礦栗房水位監(jiān)控系統(tǒng)。
技術(shù)背景
[0002]礦難的不斷發(fā)生讓我們時(shí)刻對(duì)煤礦的安全生產(chǎn)敲著警鐘，國(guó)家對(duì)煤礦的安全開(kāi)采也十分重視，隨著礦井生產(chǎn)的安全要求越來(lái)越高，露天煤礦的安全同樣不可忽視，在煤礦開(kāi)采中礦井突水對(duì)煤礦安全生產(chǎn)影響很大，井中水量是礦井安全生產(chǎn)的一個(gè)重要指標(biāo)，如何對(duì)煤礦水位進(jìn)行監(jiān)控是現(xiàn)階段安全生產(chǎn)任務(wù)的重中之重，處理好煤礦水量是礦井安全生產(chǎn)幾項(xiàng)重要任務(wù)中必不可少的。
[0003]本實(shí)用新型公開(kāi)了一種更加精確、可靠、智能的一種基于PLC的露天煤礦栗房水位監(jiān)控系統(tǒng)，采用西門(mén)子S7-300PLC作為微處理器，采用西門(mén)子S7-300PLC通過(guò)下位機(jī)與上位機(jī)進(jìn)行通訊，上位機(jī)采用力控組態(tài)軟件接收水位數(shù)據(jù)對(duì)其各栗房進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，在實(shí)時(shí)監(jiān)控水位的同時(shí)在遇到突發(fā)水位超標(biāo)時(shí)進(jìn)行排水;本系統(tǒng)可起到實(shí)時(shí)對(duì)露天煤礦水量進(jìn)行監(jiān)控，在水位超標(biāo)時(shí)，當(dāng)監(jiān)測(cè)到水位異常時(shí)會(huì)發(fā)出警告，通過(guò)智能控制排水裝置對(duì)礦井排水，最后達(dá)到安全標(biāo)準(zhǔn)，從而起到煤礦安全生產(chǎn)的目的。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型目的是提供具體是一種基于PLC的露天煤礦栗房水位監(jiān)控系統(tǒng)，已解決現(xiàn)有技術(shù)上的煤礦安全性和智能性問(wèn)題。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案為:基于PLC的露天煤礦栗房水位監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于包括:供電模塊及數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和數(shù)據(jù)輸出控制模塊;供電模塊及數(shù)據(jù)采集模塊包括電源和水位監(jiān)測(cè)傳感器，供電模塊主要是電源給芯片供電，其中水位監(jiān)測(cè)傳感器作用是采集露天煤礦栗房水位信號(hào)，將信號(hào)傳至數(shù)據(jù)處理模塊中A/D模塊處理;數(shù)據(jù)傳輸模塊包括用于串口通信的RS232總線和無(wú)線模塊；數(shù)據(jù)處理模塊包括西門(mén)子S7-300PLC、A/D模塊、IXD、SDRAM以及上位機(jī)，A/D模塊是16位AD模塊，其與PLC處理芯片相連，PLC與上位機(jī)之間連接傳輸數(shù)據(jù)，上位機(jī)是對(duì)PLC傳來(lái)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，SDRAM和LCD是與PLC連接的外圍電路;數(shù)據(jù)輸出控制模塊包括報(bào)警模塊、開(kāi)關(guān)電磁閥和自動(dòng)排水模塊；當(dāng)相應(yīng)數(shù)據(jù)經(jīng)上位機(jī)分析水位并由LCD顯示，實(shí)現(xiàn)水位實(shí)時(shí)監(jiān)控；當(dāng)水位超標(biāo)時(shí)，首先是報(bào)警模塊報(bào)警，隨即由上位機(jī)作用PLC后控制開(kāi)關(guān)電磁閥，此時(shí)管道就會(huì)自動(dòng)排水，從而保證礦井安全水位進(jìn)行開(kāi)采。
[0006]所述的基于PLC的露天煤礦栗房水位監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:電源和水位監(jiān)測(cè)傳感器，供電模塊主要是電源給芯片供電，其中水位監(jiān)測(cè)傳感器作用是采集露天煤礦栗房水位信號(hào)，其中水位監(jiān)測(cè)傳感器的型號(hào)為PY201。
[0007]所述的基于PLC的露天煤礦栗房水位監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:數(shù)據(jù)傳輸模塊包括用于串口通信的RS232總線和無(wú)線模塊;RS232總線連接器為DB-9，可實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與PLC之間的連接，完成數(shù)據(jù)由PLC的輸入輸出;無(wú)線模塊實(shí)現(xiàn)A/D模塊與PLC的連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)無(wú)線傳送，其中無(wú)線模塊為DATA-6106無(wú)線數(shù)傳模塊。
[0008]所述的基于PLC的露天煤礦栗房水位監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:數(shù)據(jù)處理模塊包括西門(mén)子S7-300PLC、A/D模塊、LCD、SDRAM以及上位機(jī);A/D模塊作用是將采集的水位信號(hào)經(jīng)16位AD模塊進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，PLC是系統(tǒng)的微處理器，其是采用選擇西門(mén)子公司S7-300系列的PLC;IXD和SDRAM用于顯示存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)信息;上位機(jī)用于數(shù)據(jù)分析。
[0009]所述的基于PLC的露天煤礦栗房水位監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:數(shù)據(jù)輸出控制模塊包括報(bào)警模塊、開(kāi)關(guān)電磁閥和自動(dòng)排水模塊;報(bào)警模塊中具有報(bào)警電路，水位超標(biāo)時(shí)裝置會(huì)自動(dòng)報(bào)警，其核心芯片為廣州唯創(chuàng)公司W(wǎng)T588D語(yǔ)音芯片;開(kāi)關(guān)電磁閥是受PLC開(kāi)關(guān)量控制進(jìn)行開(kāi)關(guān)閥，自動(dòng)排水模塊是在開(kāi)關(guān)閥動(dòng)作后使管道進(jìn)行排水操作，使煤礦水位保持在安全水位，保證礦井能夠安全開(kāi)采，其中開(kāi)關(guān)電磁閥采用日本SCM公司型號(hào)為VZ314R-4LB-01。
[0010]本實(shí)用新型首先將水位信號(hào)通過(guò)水位監(jiān)測(cè)傳感器接收，經(jīng)A/D模塊處理后通過(guò)無(wú)線模塊傳送到西門(mén)子S7-300系列的PLC中，完成信號(hào)離散量化，PLC將傳來(lái)的數(shù)據(jù)經(jīng)RS232總線送入上位機(jī)進(jìn)行分析處理后再次送入PLC中，其中電源給PLC進(jìn)行供電，IXD和SDRAM用于顯示存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)信息，最后，系統(tǒng)將經(jīng)上位機(jī)處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送給PLC，當(dāng)?shù)V井水位超標(biāo)時(shí)，首先報(bào)警模塊報(bào)警，隨即由PLC控制開(kāi)關(guān)電磁閥，此時(shí)管道就會(huì)自動(dòng)排水模塊進(jìn)行排水，使井下水位符合開(kāi)采要求，實(shí)現(xiàn)礦井高要求高標(biāo)準(zhǔn)的安全生產(chǎn)。
[0011]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是:本實(shí)用新型的電路簡(jiǎn)單可靠、數(shù)據(jù)傳輸可靠、操作簡(jiǎn)單、安全價(jià)值高、便于維護(hù)等許多優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)框圖
【具體實(shí)施方式】
[0013]結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示，基于PLC的露天煤礦栗房水位監(jiān)控系統(tǒng)，供電模塊及數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和數(shù)據(jù)輸出控制模塊，其特征在于:數(shù)據(jù)采集模塊中水位監(jiān)測(cè)傳感器(I)接收水位信號(hào)送入A/D模塊(2)中，經(jīng)A/D模塊(2)處理后通過(guò)無(wú)線模塊
(3)傳送到西門(mén)子S7-300系列的PLC(4)中，完成信號(hào)離散量化，PLC(4)將傳來(lái)的數(shù)據(jù)經(jīng)RS232總線(9)送入上位機(jī)(6)進(jìn)行分析處理后再次送入PLC(4)中，其中電源(5)給PLC(4)進(jìn)行供電，IXD(7)和SDRAM(S)用于顯示存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)信息，最后，系統(tǒng)將經(jīng)上位機(jī)(6)處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送給PLC(4)，當(dāng)?shù)V井水位超標(biāo)時(shí)，首先報(bào)警模塊(10)進(jìn)行報(bào)警操作，隨即由PLC(4)控制開(kāi)關(guān)電磁閥(U)，此時(shí)管道就會(huì)自動(dòng)排水模塊(12)進(jìn)行排水，使井下水量符合開(kāi)采要求，實(shí)現(xiàn)礦井高要求高標(biāo)準(zhǔn)的安全生產(chǎn)。
[0014]原理如圖1所示，此設(shè)計(jì)分為兩部分，第一部分是水位信號(hào)采集及PLC處理，水位監(jiān)控傳感器接收水位信號(hào)，經(jīng)A/D模塊處理后傳送至西門(mén)子S7-300系列的PLC中，PLC將傳來(lái)的數(shù)據(jù)送入上位機(jī)進(jìn)行分析處理后再次送入PLC中；第二部分是上位機(jī)分析處理及控制排水，PLC將數(shù)據(jù)送入上位機(jī)，經(jīng)上位機(jī)處理后的數(shù)據(jù)再發(fā)送給PLC，當(dāng)?shù)V井水位超標(biāo)時(shí)，首先報(bào)警模塊報(bào)警，隨即由PLC控制開(kāi)關(guān)電磁閥，此時(shí)管道就會(huì)自動(dòng)排水模塊進(jìn)行排水，使井下水位符合開(kāi)采要求，IXD和SDRAM用于顯示存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)信息。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.基于PLC的露天煤礦栗房水位監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于包括:供電模塊及數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和數(shù)據(jù)輸出控制模塊;供電模塊及數(shù)據(jù)采集模塊包括電源和水位監(jiān)測(cè)傳感器，供電模塊主要是電源給芯片供電，其中水位監(jiān)測(cè)傳感器作用是采集露天煤礦栗房水位信號(hào)，將信號(hào)傳至數(shù)據(jù)處理模塊中A/D模塊處理;數(shù)據(jù)傳輸模塊包括用于串口通信的RS232總線和無(wú)線模塊;數(shù)據(jù)處理模塊包括西門(mén)子S7-300PLC、A/D模塊、IXD、SDRAM以及上位機(jī)，A/D模塊是16位AD模塊，其與PLC處理芯片相連，PLC與上位機(jī)之間連接傳輸數(shù)據(jù)，上位機(jī)是對(duì)PLC傳來(lái)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，SDRAM和LCD是與PLC連接的外圍電路;數(shù)據(jù)輸出控制模塊包括報(bào)警模塊、開(kāi)關(guān)電磁閥和自動(dòng)排水模塊；當(dāng)相應(yīng)數(shù)據(jù)經(jīng)上位機(jī)分析水位并由LCD顯示，實(shí)現(xiàn)水位實(shí)時(shí)監(jiān)控；當(dāng)水位超標(biāo)時(shí)，首先是報(bào)警模塊報(bào)警，隨即由上位機(jī)作用PLC后控制開(kāi)關(guān)電磁閥，此時(shí)管道就會(huì)自動(dòng)排水，從而保證礦井安全水位進(jìn)行開(kāi)采。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于PLC的露天煤礦栗房水位監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:水位監(jiān)測(cè)傳感器作用是采集露天煤礦栗房水位信號(hào)，其中水位監(jiān)測(cè)傳感器的型號(hào)為PY201。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于PLC的露天煤礦栗房水位監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:數(shù)據(jù)傳輸模塊中包含RS232總線和無(wú)線模塊;RS232總線連接器為DB-9，可實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與PLC之間的連接，完成數(shù)據(jù)由PLC的輸入輸出;無(wú)線模塊實(shí)現(xiàn)A/D模塊與PLC的連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)無(wú)線傳送，其中無(wú)線模塊為DATA-6106無(wú)線數(shù)傳模塊。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于PLC的露天煤礦栗房水位監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:數(shù)據(jù)處理模塊中PLC是系統(tǒng)的微處理器，其型號(hào)為西門(mén)子公司S7-300系列。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于PLC的露天煤礦栗房水位監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:數(shù)據(jù)輸出控制模塊中包含報(bào)警電路和開(kāi)關(guān)電磁閥，報(bào)警模塊中具有報(bào)警電路，水位超標(biāo)時(shí)裝置會(huì)自動(dòng)報(bào)警，其核心芯片為廣州唯創(chuàng)公司W(wǎng)T588D語(yǔ)音芯片;開(kāi)關(guān)電磁閥是排水控制開(kāi)關(guān)，型號(hào)為日本SCM公司的VZ314R-4LB-01。
【文檔編號(hào)】G05D9/12GK205507566SQ201620340209
【公開(kāi)日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年4月19日
【發(fā)明人】聶然, 曹珍貫, 代陳, 劉駿, 王躍豪, 徐牧
【申請(qǐng)人】安徽理工大學(xué)