PLC水位报警系统在东海煤矿中的应用

任胜军

摘 要：PLC水泵报警及启停装置实现了非防爆设备的改造，简化了控制系统，能够方便的控制多台水泵及其监视水位。

关键词：PLC；水位传感器；水泵

1 概述

目前在矿井监控系统的检测中，矿井水仓水位是重要的安全参数之一。煤矿开采过程中涌出的地下水经井下巷道网络集中至水仓，水仓水位实时地反映了矿井的水文情况，水仓水位在短时间内上升异常就预示着水灾事故发生的可能性在增大。因此，对水仓水位实时监测，在防止水灾灾害事故的发生方面以及在减灾防灾方面具有重大意义。

东海煤矿水泵报警及其启停装置原为继电器控制，不仅不能够实现防爆，而且故障率非常高，维护困难，随着PLC技术的发展成熟，这个问题得以很好的解决。

2 系统硬件设计

本控制系统采用三菱FX2N-48MR PLC作为防爆电源箱的主控制系统，控制箱采用启停按钮、喇叭指示灯组成，PLC电源采用127V交流电源，输出控制继电器电源为PLC自身的24V直流电源。传感器采用煤矿用投入式液位传感器GUY10，它是采用投入式压力法测量水深水位的固定式仪表。用于连续测量水仓的水深水位，该传感器为矿用本质安全型。该传感器使用环境及技术参数如所示：

2.1使用环境：

a.温度：0～40℃

b.相对湿度：≤96%

c.大气压力：86kPa～106kPa

d.允许在有瓦斯、煤尘爆炸危险环境中使用

e.周围介质无腐蚀性气体

2.2 主要技术指标：

a.测量范围：0～10m；分辨率：0.01m

b.基本误差：±3%

c.输出信号： 200～1000Hz 1～5mA 等多种信号输出制式

d.工作电压：DC12V～22V；工作电流：≤60mA

e摘 要：PLC水泵报警及启停装置实现了非防爆设备的改造，简化了控制系统，能够方便的控制多台水泵及其监视水位。

关键词：PLC；水位傳感器；水泵摘 要：PLC水泵报警及启停装置实现了非防爆设备的改造，简化了控制系统，能够方便的控制多台水泵及其监视水位。

关键词：PLC；水位传感器；水泵

. 显示：四位LED就地显示

f.传感器至监控分站最大传输距离： 2km

g.防爆型式：矿用本质安全型ExibI

PLC输出主回路

其中201为+24，202为0V。该系统接线简单，只需要把继电器线圈一端接到PLC输出，另一端接到+24上就可以了。

3 系统软件设计

本控制系统采用三菱GXDeveloper编程软件，采用简单可操作性强的梯形图进行编程。下图为部分程序。

其中：X001为水泵液位传感器；X004为音响解除；X005为音响复位；X006为水泵启动；X007为水泵停止；M8音响解除；M22水泵低水位；M30水泵高水位；Y001音响解除灯；Y003水泵启动；Y004水泵高水位；Y005水泵低水位；

程序简单说明：X001为水泵液位传感器，它检测的模拟量值通过SPD X001 K1000 D11脉冲密度指令传到目标寄存器D11中，然后通过CMP D11 K266 M20指令进行比较，如果D11中的值大于266，那么M20动作，如果D11中的值等于266，那么M21动作，如果D11中的值小于266，那么M22动作，本设计D11小于266值时，M22动作延时1S，Y005低水位继电器动作，同样高水位也是这个原理，X006为启动按钮，当它被按下后，Y003继电器动作，并通过自身的开点形成闭锁，这样通过控制高防开关的线圈就能完成启动，同样当X007被按下，线圈失电完成停泵。同时Y005也串在启动回路中，完成低水位不能启泵的闭锁，从而完成保护水泵的任务。

4 安全效益

本系统成本低廉，仅5000元左右，但却可以实现6个水仓的高低水位监视，并且能够实现远距离控制水泵的启停，当遇见紧急情况时，通过它可以迅速的停泵，最大程度的保护电机和水泵。同时它可以数字的显示实时的水位，方便司机查看，如果高水位提醒司机抽水，低水位提醒司机关闭水泵，防止烧损电机，大大提高了排水的安全性，避免由于失误，产生的烧损电机的事故。该系统也可以扩展到泄压池的自动控制。

5 结束语

该水位报警及启动装置不仅实现了防爆而且体积小控制简单，采用人们较容易理解的梯形图进行编程，维护方便，实现了无节点控制，降低了事故率，而且成本也很便宜。