基于plc的露天煤矿泵房水位监控系统的制作方法
【专利摘要】矿难的不断发生对煤矿开采是一个巨大威胁，矿井突水对煤矿安全生产影响很大，井中水量是矿井安全生产的一个重要指标；本实用新型公开了一种基于PLC的露天煤矿泵房水位监控系统，包括：供电模块及数据采集模块、数据传输模块、数据处理模块和数据输出控制模块，采用西门子S7?300PLC作为微处理器，PLC通过下位机与上位机进行通讯，对其各泵房进行远程控制，对水位实时监控，在遇到突发水位超标时进行报警排水，从而使井中水位达标，实现煤矿安全开采。
【专利说明】
基于PLC的露天煤矿泵房水位监控系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及煤矿安全和智能高效技术领域，具体是一种基于PLC的露天煤矿栗房水位监控系统。
技术背景
[0002]矿难的不断发生让我们时刻对煤矿的安全生产敲着警钟，国家对煤矿的安全开采也十分重视，随着矿井生产的安全要求越来越高，露天煤矿的安全同样不可忽视，在煤矿开采中矿井突水对煤矿安全生产影响很大，井中水量是矿井安全生产的一个重要指标，如何对煤矿水位进行监控是现阶段安全生产任务的重中之重，处理好煤矿水量是矿井安全生产几项重要任务中必不可少的。
[0003]本实用新型公开了一种更加精确、可靠、智能的一种基于PLC的露天煤矿栗房水位监控系统，采用西门子S7-300PLC作为微处理器，采用西门子S7-300PLC通过下位机与上位机进行通讯，上位机采用力控组态软件接收水位数据对其各栗房进行远程控制，在实时监控水位的同时在遇到突发水位超标时进行排水;本系统可起到实时对露天煤矿水量进行监控，在水位超标时，当监测到水位异常时会发出警告，通过智能控制排水装置对矿井排水，最后达到安全标准，从而起到煤矿安全生产的目的。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型目的是提供具体是一种基于PLC的露天煤矿栗房水位监控系统，已解决现有技术上的煤矿安全性和智能性问题。
[0005]为了达到上述目的，本实用新型所采取的技术方案为:基于PLC的露天煤矿栗房水位监控系统，其特征在于包括:供电模块及数据采集模块、数据传输模块、数据处理模块和数据输出控制模块;供电模块及数据采集模块包括电源和水位监测传感器，供电模块主要是电源给芯片供电，其中水位监测传感器作用是采集露天煤矿栗房水位信号，将信号传至数据处理模块中A/D模块处理;数据传输模块包括用于串口通信的RS232总线和无线模块；数据处理模块包括西门子S7-300PLC、A/D模块、IXD、SDRAM以及上位机，A/D模块是16位AD模块，其与PLC处理芯片相连，PLC与上位机之间连接传输数据，上位机是对PLC传来数据进行分析处理，SDRAM和LCD是与PLC连接的外围电路;数据输出控制模块包括报警模块、开关电磁阀和自动排水模块；当相应数据经上位机分析水位并由LCD显示，实现水位实时监控；当水位超标时，首先是报警模块报警，随即由上位机作用PLC后控制开关电磁阀，此时管道就会自动排水，从而保证矿井安全水位进行开采。
[0006]所述的基于PLC的露天煤矿栗房水位监控系统，其特征在于:电源和水位监测传感器，供电模块主要是电源给芯片供电，其中水位监测传感器作用是采集露天煤矿栗房水位信号，其中水位监测传感器的型号为PY201。
[0007]所述的基于PLC的露天煤矿栗房水位监控系统，其特征在于:数据传输模块包括用于串口通信的RS232总线和无线模块;RS232总线连接器为DB-9，可实现上位机与PLC之间的连接，完成数据由PLC的输入输出;无线模块实现A/D模块与PLC的连接，实现数据无线传送，其中无线模块为DATA-6106无线数传模块。
[0008]所述的基于PLC的露天煤矿栗房水位监控系统，其特征在于:数据处理模块包括西门子S7-300PLC、A/D模块、LCD、SDRAM以及上位机;A/D模块作用是将采集的水位信号经16位AD模块进行模数转换，PLC是系统的微处理器，其是采用选择西门子公司S7-300系列的PLC;IXD和SDRAM用于显示存储大量数据信息;上位机用于数据分析。
[0009]所述的基于PLC的露天煤矿栗房水位监控系统，其特征在于:数据输出控制模块包括报警模块、开关电磁阀和自动排水模块;报警模块中具有报警电路，水位超标时装置会自动报警，其核心芯片为广州唯创公司WT588D语音芯片;开关电磁阀是受PLC开关量控制进行开关阀，自动排水模块是在开关阀动作后使管道进行排水操作，使煤矿水位保持在安全水位，保证矿井能够安全开采，其中开关电磁阀采用日本SCM公司型号为VZ314R-4LB-01。
[0010]本实用新型首先将水位信号通过水位监测传感器接收，经A/D模块处理后通过无线模块传送到西门子S7-300系列的PLC中，完成信号离散量化，PLC将传来的数据经RS232总线送入上位机进行分析处理后再次送入PLC中，其中电源给PLC进行供电，IXD和SDRAM用于显示存储大量数据信息，最后，系统将经上位机处理后的数据发送给PLC，当矿井水位超标时，首先报警模块报警，随即由PLC控制开关电磁阀，此时管道就会自动排水模块进行排水，使井下水位符合开采要求，实现矿井高要求高标准的安全生产。
[0011]本实用新型的优点是:本实用新型的电路简单可靠、数据传输可靠、操作简单、安全价值高、便于维护等许多优点。
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型结构框图
【具体实施方式】
[0013]结构框图如图1所示，基于PLC的露天煤矿栗房水位监控系统，供电模块及数据采集模块、数据传输模块、数据处理模块和数据输出控制模块，其特征在于:数据采集模块中水位监测传感器(I)接收水位信号送入A/D模块(2)中，经A/D模块(2)处理后通过无线模块
(3)传送到西门子S7-300系列的PLC(4)中，完成信号离散量化，PLC(4)将传来的数据经RS232总线(9)送入上位机(6)进行分析处理后再次送入PLC(4)中，其中电源(5)给PLC(4)进行供电，IXD(7)和SDRAM(S)用于显示存储大量数据信息，最后，系统将经上位机(6)处理后的数据发送给PLC(4)，当矿井水位超标时，首先报警模块(10)进行报警操作，随即由PLC(4)控制开关电磁阀(U)，此时管道就会自动排水模块(12)进行排水，使井下水量符合开采要求，实现矿井高要求高标准的安全生产。
[0014]原理如图1所示，此设计分为两部分，第一部分是水位信号采集及PLC处理，水位监控传感器接收水位信号，经A/D模块处理后传送至西门子S7-300系列的PLC中，PLC将传来的数据送入上位机进行分析处理后再次送入PLC中；第二部分是上位机分析处理及控制排水，PLC将数据送入上位机，经上位机处理后的数据再发送给PLC，当矿井水位超标时，首先报警模块报警，随即由PLC控制开关电磁阀，此时管道就会自动排水模块进行排水，使井下水位符合开采要求，IXD和SDRAM用于显示存储大量数据信息。
【主权项】
1.基于PLC的露天煤矿栗房水位监控系统，其特征在于包括:供电模块及数据采集模块、数据传输模块、数据处理模块和数据输出控制模块;供电模块及数据采集模块包括电源和水位监测传感器，供电模块主要是电源给芯片供电，其中水位监测传感器作用是采集露天煤矿栗房水位信号，将信号传至数据处理模块中A/D模块处理;数据传输模块包括用于串口通信的RS232总线和无线模块;数据处理模块包括西门子S7-300PLC、A/D模块、IXD、SDRAM以及上位机，A/D模块是16位AD模块，其与PLC处理芯片相连，PLC与上位机之间连接传输数据，上位机是对PLC传来数据进行分析处理，SDRAM和LCD是与PLC连接的外围电路;数据输出控制模块包括报警模块、开关电磁阀和自动排水模块；当相应数据经上位机分析水位并由LCD显示，实现水位实时监控；当水位超标时，首先是报警模块报警，随即由上位机作用PLC后控制开关电磁阀，此时管道就会自动排水，从而保证矿井安全水位进行开采。2.根据权利要求1所述的基于PLC的露天煤矿栗房水位监控系统，其特征在于:水位监测传感器作用是采集露天煤矿栗房水位信号，其中水位监测传感器的型号为PY201。3.根据权利要求1所述的基于PLC的露天煤矿栗房水位监控系统，其特征在于:数据传输模块中包含RS232总线和无线模块;RS232总线连接器为DB-9，可实现上位机与PLC之间的连接，完成数据由PLC的输入输出;无线模块实现A/D模块与PLC的连接，实现数据无线传送，其中无线模块为DATA-6106无线数传模块。4.根据权利要求1所述的基于PLC的露天煤矿栗房水位监控系统，其特征在于:数据处理模块中PLC是系统的微处理器，其型号为西门子公司S7-300系列。5.根据权利要求1所述的基于PLC的露天煤矿栗房水位监控系统，其特征在于:数据输出控制模块中包含报警电路和开关电磁阀，报警模块中具有报警电路，水位超标时装置会自动报警，其核心芯片为广州唯创公司WT588D语音芯片;开关电磁阀是排水控制开关，型号为日本SCM公司的VZ314R-4LB-01。
【文档编号】G05D9/12GK205507566SQ201620340209
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年4月19日
【发明人】聂然, 曹珍贯, 代陈, 刘骏, 王跃豪, 徐牧
【申请人】安徽理工大学