矿井泵房自动化监控

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在煤矿开采过程中会连续不断地涌出矿井水，为保证煤矿生产安全，必须及时将涌出的矿井水快速地排放到地面，煤矿主排水系统能否正常运行直接关系到矿井的安全生产。矿井排水系统一般由水仓、吸水井、多台排水泵（包括其抽真空引水装置）、闸阀、配水阀以及多路排水管路组成，这些设备具有电机功率大、电压高、启动复杂、故障多发等特点。目前，矿井排水系统普遍采用人工操作，人员劳动强度大、电机启停时间长、水泵运行效率低等诸多问题，如何实现煤矿井下排水泵的自动控制和无人值守，并满足煤矿生产调度综合自动化的要求，便成为当前急需解决的问题。针对当前煤矿排水系统的实际情况，本文提出一种实现煤矿井下主排水系统的设计方案，并付诸实践。系统在某煤矿投入运行后，取得了良好的应用效果。

  1 控制设备配置设计        煤矿井下排水系统通常为多台水泵水平布置方式，依据现场情况，煤矿井下*泵房水平布置了4台矿用多级*泵，并配套4台6kV异步电动机，采用两趟并行排水管路将井下水仓矿井涌水排至地面。系统中每台水泵配有一台射流泵用于实现本台水泵的启动。排水系统管路设计见图1所示。        为保证排水泵远程自动控制功能的实现，要求设备运行的所有重要参数都应具备远程监测功能，需要对水泵流量、压力、负压、温度、电流、电压等参数进行采集处理，因此，必须对原有排水泵进行了改造，在水泵本体和拖动电机上增加温度传感器，在主排水管道上增加了压力传感器和电动闸阀，在射流泵管道上设计了负压传感器及两个电动球阀，在吸水管上设计了流量传感器，在吸水井内设计了液位传感器。        2 控制系统结构设计        2.1 系统总体结构        系统采用现场层(远程IO)、控制层(PLC)和管理层(上位机)组成的三级控制系统来实现排水系统的自动控制。上位机利用友好的人机界面实现人机对话和远程监控功能，PLC作为控制器完成逻辑处理和控制任务，远程IO实现现场数据的采集和上传，通过专门的控制网络实现数据交换和统一调度控制。其中控制层主要由PLC控制柜构成，是整个排水系统的控制核心，PLC控制柜由PLC、触摸屏、检测部分(模拟量和开关量监测采集)、执行部分等组成  

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