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(chǎn)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(tǒng)能否正常運(yùn)行直接關(guān)系到礦井的安全生產(chǎn)。礦井排水系統(tǒng)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(shè)備具有電機(jī)功率大、電壓高、啟動復(fù)雜、故障多發(fā)等特點(diǎn)。目前，礦井排水系統(tǒng)普遍采用人工操作，人員勞動強(qiáng)度大、電機(jī)啟停時間長、水泵運(yùn)行效率低等諸多問題，如何實(shí)現(xiàn)煤礦井下排水泵的自動控制和無人值守，并滿足煤礦生產(chǎn)調(diào)度綜合自動化的要求，便成為當(dāng)前急需解決的問題。針對當(dāng)前煤礦排水系統(tǒng)的實(shí)際情況，本文提出一種實(shí)現(xiàn)煤礦井下主排水系統(tǒng)的設(shè)計方案，并付諸實(shí)踐。系統(tǒng)在某煤礦投入運(yùn)行后，取得了良好的應(yīng)用效果。

  1 控制設(shè)備配置設(shè)計        煤礦井下排水系統(tǒng)通常為多臺水泵水平布置方式，依據(jù)現(xiàn)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(jī)，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(tǒng)中每臺水泵配有一臺射流泵用于實(shí)現(xiàn)本臺水泵的啟動。排水系統(tǒng)管路設(shè)計見圖1所示。        為保證排水泵遠(yuǎn)程自動控制功能的實(shí)現(xiàn)，要求設(shè)備運(yùn)行的所有重要參數(shù)都應(yīng)具備遠(yuǎn)程監(jiān)測功能，需要對水泵流量、壓力、負(fù)壓、溫度、電流、電壓等參數(shù)進(jìn)行采集處理，因此，必須對原有排水泵進(jìn)行了改造，在水泵本體和拖動電機(jī)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(shè)計了負(fù)壓傳感器及兩個電動球閥，在吸水管上設(shè)計了流量傳感器，在吸水井內(nèi)設(shè)計了液位傳感器。        2 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計        2.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)        系統(tǒng)采用現(xiàn)場層(遠(yuǎn)程IO)、控制層(PLC)和管理層(上位機(jī))組成的三級控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)排水系統(tǒng)的自動控制。上位機(jī)利用友好的人機(jī)界面實(shí)現(xiàn)人機(jī)對話和遠(yuǎn)程監(jiān)控功能，PLC作為控制器完成邏輯處理和控制任務(wù)，遠(yuǎn)程IO實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集和上傳，通過專門的控制網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換和統(tǒng)一調(diào)度控制。其中控制層主要由PLC控制柜構(gòu)成，是整個排水系統(tǒng)的控制核心，PLC控制柜由PLC、觸摸屏、檢測部分(模擬量和開關(guān)量監(jiān)測采集)、執(zhí)行部分等組成  

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