泰安市一開電氣有限公司

在煤礦開采過程中會連續(xù)不斷地涌出礦井水，為保證煤礦生產安全，必須及時將涌出的礦井水快速地排放到地面，煤礦主排水系統能否正常運行直接關系到礦井的安全生產。礦井排水系統一般由水倉、吸水井、多臺排水泵（包括其抽真空引水裝置）、閘閥、配水閥以及多路排水管路組成，這些設備具有電機功率大、電壓高、啟動復雜、故障多發(fā)等特點。目前，礦井排水系統普遍采用人工操作，人員勞動強度大、電機啟停時間長、水泵運行效率低等諸多問題，如何實現煤礦井下排水泵的自動控制和無人值守，并滿足煤礦生產調度綜合自動化的要求，便成為當前急需解決的問題。針對當前煤礦排水系統的實際情況，本文提出一種實現煤礦井下主排水系統的設計方案，并付諸實踐。系統在某煤礦投入運行后，取得了良好的應用效果。

  1 控制設備配置設計        煤礦井下排水系統通常為多臺水泵水平布置方式，依據現場情況，煤礦井下中央泵房水平布置了4臺礦用多級耐磨泵，并配套4臺6kV異步電動機，采用兩趟并行排水管路將井下水倉礦井涌水排至地面。系統中每臺水泵配有一臺射流泵用于實現本臺水泵的啟動。排水系統管路設計見圖1所示。        為保證排水泵遠程自動控制功能的實現，要求設備運行的所有重要參數都應具備遠程監(jiān)測功能，需要對水泵流量、壓力、負壓、溫度、電流、電壓等參數進行采集處理，因此，必須對原有排水泵進行了改造，在水泵本體和拖動電機上增加溫度傳感器，在主排水管道上增加了壓力傳感器和電動閘閥，在射流泵管道上設計了負壓傳感器及兩個電動球閥，在吸水管上設計了流量傳感器，在吸水井內設計了液位傳感器。        2 控制系統結構設計        2.1 系統總體結構        系統采用現場層(遠程IO)、控制層(PLC)和管理層(上位機)組成的三級控制系統來實現排水系統的自動控制。上位機利用友好的人機界面實現人機對話和遠程監(jiān)控功能，PLC作為控制器完成邏輯處理和控制任務，遠程IO實現現場數據的采集和上傳，通過專門的控制網絡實現數據交換和統一調度控制。其中控制層主要由PLC控制柜構成，是整個排水系統的控制核心，PLC控制柜由PLC、觸摸屏、檢測部分(模擬量和開關量監(jiān)測采集)、執(zhí)行部分等組成  

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