试论煤矿井下主排水自动控制系统实现

论文导读：
【摘要】煤矿井下排水系统可以确保煤矿在生产过程中的安全性，能够将井下涌出来的水全部排出去。到目前为止还有很多煤矿井下排水系统仍然采用传统的人工控制形式，基于此，本文主要结合实例对煤矿井下主排水自动控制系统的实现进行了探讨。
【关键词】煤矿；井下主排水；自动控制系统
煤矿井下主排水自动控制系统指的是通过自动的对水仓中的水位以及其他相关的参数等进行检测，实现自动控制水泵的开启时间以及停止时间，在合理范围内调度具体的轮换工作，最终达到主排水泵自动化控制的目的。

1.实例概况

某煤矿中三号井的年产量能够达到85万吨，是一座现代化的矿井，在主排水泵房当中安装了4台型号为MD155－67*9主排水泵，与主排水泵配套的电机功率达到了450kW，电机的电压等级达到了10kV。另外，采用型号为QJG1－200/10的高压磁力启动器，然后通过PLC控制技术能够自动对水仓的具体水位进行监测，自动控制水泵的开启时间和停止时间，并且在合理的范围内调度具体的轮换工作，最终实现了主排水泵自动化控制。

2.主排水泵自动控制系统的基本特点

（1）安装的PLC控制器比较先进，而且还配备了以太网通讯模块，具有较好的实时性，处理数据的速度非常快；（2）可以自动监测水仓的具体水位，自动调度轮换工作并控制开启时间，均匀分布各个水泵以及相应管路的具体使用率，有效的降低了设备出现故障的概率；（3）采取了多重可靠性处理措施，系统在出现故障的时候能够自动联锁并指定应急预案，大大减少了设备维护工作量，最终实现了无人值守的目标；（4）具有较强的扩展性，能够随时增加相应的节点。

3.主排水泵自动控制系统的组成

煤矿井下主排水自动控制系统主要由水泵电机、真空泵、矿用隔爆兼本安型PLC控制箱、压力传感器、流量传感器等组成。

4.监控信号的采集

（1）开关量输入信号:水泵的开启和停止状态、出现故障时的状态、远程控制设备状态；每个阀的开状态、关状态、过扭矩、故障状态、远控状态；真空泵的运行状态、故障状态;操作人员的控制指令、检修指令、测量液位的报警状态。（2）开关量输出信号:控制水泵电机的启、停信号；控制电动闸阀的开、停信号；控制电动球阀的开、停信号；控制真空泵的开、停信号。（3）模拟量输入信号:水仓水位；水泵抽水真空度负压和管网压力；电机轴承温度；水泵轴承温度；管网排水摘自：毕业论文标准格式www.7ctime.com
流量。

5.主排水泵自动控制系统的功能

5.1具有自动控制的功能

（1）可以自动对水仓的具体水位以及其他相关的参数进行检测，能够自动的开启和停止水泵、在合理的范围内调度轮换工作，还可以自动报警。（2）超声波水位仪同时跟投入式水位传感器工作，二者可以互相参考，能够避免水位传感器出现故障造成不可预计的后果，还可以及时报警，对水位进行自动的监测。（3）水泵可以自动运行。在运行水泵之前应该先检测水位、相关的供电参数、负压以及管网压力等，还应该查看水泵的使用记录，以上全部都符合水泵的运行要求之后才可以运行并控制水泵。（4）能够自动对水仓的具体水位进行监测，在高水位的时候可以自动开启一台水泵进行排水，如果水位达到了上限可以陆续开启多台水泵一起排水，在水位降到了低限的时候陆续停止水泵，最终实现自动开启和停止水泵的目的。（5）控制程序能够将水泵开启和停止的次数、开启后运行的时间、停止运行持续的时间等各个参数自动记录下来，然后根据这些记录资料自动控制水泵的开停时间，均匀分布各个水泵的使用率。与此同时还能将出现故障的水泵退出工作，尽早发现并处理故障，确保矿井可以安全生产。（6）一旦检测出故障可以及时提供声光报警采取措施进行处理。

5.2具有半自动控制的功能

按照实际工作情况可以将全自动控制切换到半自动控制。工作人员可以手动开启和停止水泵以及其他的设备。

5.3具有自动诊断故障的功能

在开启水泵的时候，系统会首先将射流泵开启，检测真空管路的压力有没有达到设定值，如果达到了可以自动启动水泵电动机，并且关闭真空管路。在打开水泵电动机的阀门之后，检测排水管当中的压力值有没有达到设定值，如果没达到系统会自动停止水泵并且发出报警信号。在将控制阀门打开或者是关闭以后，PLC会接收到电动阀门反馈的信号，并与发出信号进行对比，如果不一致，系统会自动发出报警。

5.4具有就地控制的功能

在各个设备都切换到相应的位置上时，可以通过人工的方式控制设备的开启和停运，该功能可以在设备维修的时候用到。

5.5具有一定的保护功能

（1）进行超温保护：一旦水泵的温度高于警戒值，可以及时的提供超温报警提醒。（2）进行电机保护：系统可以监测水仓的水位、电机中的电流以及电压等各项参数实时保护电机。（3）进行电动阀门的保护：系统可以检测出电动阀门出现的故障，及时的参与到水泵的联锁控制工作当中。

5.6具有较好的节能功能

主排水自动控制系统能够根据电网监控系统统计出来的用电高峰期和低峰期，确定出水泵的开启和停止时间。
6.结语
主排水泵自动控制系统主要通过模块化设计，扩展比较容易，运行的过程中具有较高的安全性，维护也相对简单；还可以对水泵进行自动的控制，大大降低了运行的成本，提高了矿井自动化生产的水平。　[科]
【参考文献】
［１］袁小平，白楠，王泽林等．煤矿井下排水泵监控系统的设计[J]．工矿自动化，2012（3）：113-114．
［２］李亚哲．煤矿井下主排水系统工艺流程及其自动控制系统设计[J]．工矿自动化，2011（5）：15-16．