前言

    時下，隨著計算機控制技術的大力發展，以微處理器為核心的可編程序控制器(PLC)控制已逐步取代繼電器控制，普遍應用于各行各業的自動化控制領域。在我國的煤炭行業也不例外，但目前煤礦行業井下主排水系統仍多采用繼電器控制，水泵的開停及選擇切換均由人工完成，還做不到根據水位或其它參數自動開停水泵，這將嚴重影響井下主排水泵房的管理水平和經濟效益的提高。

1 PLC控制系統綜述

    1.1 PLC控制系統的硬件組成

    PLC (Programmable Logic Controller)可編程控制器，是一種數字運算操作的電子系統，在工業環境應用中較為廣泛。其系統的硬件主要包括兩部分：機箱和彩色液晶顯示器。其中機箱內裝有PLC主機、模擬量模塊、數字量模塊和故障切除開關等；PLC 主機是用于接收和處理來自司機的操作指令、恒低速控制、柴油機、輔助系統控制及參數修改等。數字量模塊用于采集司控器、扳鍵開關和輔助觸點等開關量信號，其輸出通過隔離放大去控制電空閥、接觸器、繼電器等。模擬量模塊用于采集牽引電機電流、主發電機電壓、柴油機水溫和油壓等模擬量信號。故障切除開關，用于切除柴油機水溫高故障、差示壓力故障、柴油機油壓低故障及列車管風壓不足等故障。

    PLC(Programmable Logic Controller)可編程控制器，具有司機操作指令的接收和處理，機車運行邏輯控制，恒功勵磁控制和機車運行邏輯控制等多個功能。它的原理是采用一類可編程的存儲器，用于其內部存儲程序，執行邏輯運算等面向用戶的指令，并通過數字或模擬式輸入、輸出控制各種類型的機械或生產過程。由于它可適應于惡劣的工業環境，并具有體積小，重量輕等諸多顯著的特點，在電氣設備中得到諸多人的認可，所以也被認為是工業控制的核心部分。

    1.2 PLC控制系統優勢

    1.2.1 實際使用中系統設計、安裝、調試等工作量較少。因PLC用軟件功能取代了繼電器控制系統中大量的中間繼電器、計數器等器件，使控制柜的設計、安裝、接線工作量大大減少。

    1.2.2 在實際使用中編程方法簡單，容易操作。在這里面使用較為最多的語言是梯形圖語言，是一種面向用戶的高級語言，可編程序控制器在執行梯形圖的程序時，用解釋程序將它“翻譯”成匯編語言后再去執行。

    我們知道，其電路符號和表達方式與繼電器電路原理圖相似，梯形圖語言形象直觀，易學易懂，熟悉繼電器電路圖的電氣技術人員只要花幾天時問就可以熟悉梯形圖語言，并用來編制用戶程序。

    1.2.3 適應性強，硬件配套齊全和用戶使用方便。就目前的PLC控制系統來看，可編程序控制器產品已經標準化，模塊化，配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用。在實際中用戶能靈活方便的進行系統配置，組成不同的功能、不規模的系統。楞編程序控制器的安裝接線也很方便，一般用接線端子連接外部接線。

2 PLC在煤礦主排水泵系統中應用案例

    PLC可編程控制器就自身而言，有很完善的可靠性，并具有很強的抗干擾性能。但是，工業控制是一個很特殊的領域，如有不慎，就有可能造成極大的經濟損失，甚至人員傷亡。所以我們還應該從整個系統的角度進行可靠性設計，以更加有效的保障工業控制的安全。

    2.1 設計原理分析

    在PLC煤礦主排水自動控制系統開發研究中，在設計的同時要從實際出發，根據排水控制的要求，進行PLC硬件和軟件的設計，以達到自動輪換工作，使水泵房工作更加高效節能的目標。同時還要選擇可靠的控制器及附屬電氣元件，以更好地適應井下環境。在符合礦用設備的安全標準的同時，還要在設計和開發時能充分考慮和利用井下的條件，使控制簡便可行。

    2.2 PLC煤礦主排水泵系統自控裝置

    根據上文的分析和闡述我們形成圖1。

    從圖1我們可以不難看出，該系統主要由地面監控計算機、井下PLC控制箱、就地控制操作臺、通信接口等組成。每臺水泵分別配置了PLC控制箱和就地操作臺。其中一臺PLC控制箱定義為主站，其他的定義為分站。井下PLC和地面通信接口通過光纜連接。

圖1

    2.3 得出結論

    利用PLC自動控制及運行參數自動檢測，動態顯示，并將數據傳送到地面生產調度中心，進行實時監測及報警顯示。該系統能夠把有關數據和圖形傳送到局域網，實現信息的共享通過地面監控室計算機遠程控制水泵的啟停，能夠顯示并記錄排水系統的各種參數和設備的運行狀態：通過就地操作箱控制水泵的啟停；并能在就地操作箱的觸摸屏上顯示水泵的各種參數。除此之外，還得出有運行可靠、操作方便、自動化程度高等特點，節省了一部分的運行費用。