煤矿主排水泵自动化控制系统探索
矿山水泵自动排水控制系统研究
Ｋｅ ｒｓＰ Ｃ ｐｏｒｍ ｂｅｌｇｃｃｎｒｌｒ ； ｎｔｒ ｇｈｓ； ｙｔｍａｃｍ ｔ ； ｉ ｌ ｏｓｌ ｙｗｏｄ ：Ｌ （ ｒｇａ ｍａｌ ｉ ｏｔ ｌ ） ｍｏｉｉ ｏｔ ｓｓ ｔ ｅ ｒ ｄｓ ａ ｃｎｏ ｏ ｏｅ ｏｎ ｅ ｉ ｅ ｐｙ ｅ
作者简介 ： 张国勇（ ９ １ 一 ） 男 ， １８ 年 ， 工学学士 ， 四川化工职业技术学院讲师， 主要从 事机电领域科研 与教学工作。
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５ ・ ３
张 国勇等 ： 山水 泵 自动排 水控 制 系统研 究 矿
４ 就地控制 箱： ． 实现 设备 的就地开停 、 集控／ 就 地 转换 。 ５ ．系统仪表： 系统底 层数据采集设备。
参考文献 ：
１
［ ］ 安全生产、 １《 劳动保护政策 法规 系列专辑》 编委会． 煤矿安
全规程 ［ ． Ｍ］ 北京 ： 中国劳动社会保障出版 社，０ ３ ２ ０ ［］ ２ 中国冶 金建设 协会编． 工业 电视 系 统工 程设计 规 范． Ｂ Ｇ
引言
Ｐ Ｃ自动排水系统简述 ： Ｌ 井下原有 １ 口主水井和 ｌ口副水井 ， 两个水井下 面相互贯通 ， 每个水井 中配 备两台潜水泵 ， ２趟排水管路 。即 ４台水泵均配备独 立 的 ４趟 排 水 管 路 。 由于 两 口水 井 底 部 相 互 贯 通 ，
系统设计对主排水泵及其附属 的抽真空系统与 管道电动阀门等装置实施 了 Ｐ Ｃ自动控制及运行参 Ｌ 数 自动检测， 动态显示 ， 并将数据传送到地面生产调 度中心 ， 进行实时监测及报警显示。 ２ Ｌ ．Ｐ Ｃ排 水 自动控 制 系统 组成及 结构
矿山排水系统自动控制探讨
矿山排水系统自动控制探讨摘要：根据常见的矿山排水方式、排水系统组成单元、离心式水泵排水工艺、控制系统主要功能、控制方案及实现方式，以某金属矿山井下排水系统远程集控改造为背景，设计了矿山排水控制系统。
该系统以PLC、检测单元和执行单元改造、WinCC软件为建设平台，通过水仓水位、主管道压力和流量、阀门开度感知等数据，远程自动对喂水泵、离心泵、电动闸阀和流量开关进行控制，实现了矿山排水系统的自动控制。
关键词：矿山排水；PLC；自动轮换排水系统作为井下矿山“八大”系统之一，在矿井安全生产中有着举足轻重的作用，排水系统的可靠、稳定运行是矿山正常生产和防止“淹井”的先决条件。
因此，《金属非金属矿山安全规程》将排水系统负荷列为井下矿山一级负荷，并对水泵房水泵配置提出了同一水泵房必须配置3台同型号水泵，以满足“一用、一备、一检修”的要求。
水泵控制系统作为排水系统的控制核心，其先进性、可靠性和稳定性对整个排水系统的正常运行有至关重要的作用。
目前大多数国内矿山井下排水系统采用传统的继电器手动控制，泵站的启停和调度完全依赖于工人的经验和手工操作，自动化程度较低，可靠性差。
笔者借助某矿井下泵站升级改造，通过采用PLC、计算机等先进技术设计了一套矿山井下泵站无人值守的排水控制系统，并通过现场应用表明系统的自动化、信息化水平有了显著提升。
1矿山排水控制系统1.1矿山排水系统金属非金属地下矿山常见的排水方式主要有自流式和扬升式。
自流式排水一般仅用于平硐开拓的矿山；扬升式排水需要借助水泵将矿井涌水扬送至地面或坑外，适用于竖井或斜井开拓的矿山。
扬升式排水系统分为集中排水系统和分段排水系统。
集中排水系统是指矿井上部涌水通过自流至井底主排水泵房的水仓中，然后由主排水设备集中排至地面；分段排水系统是指深井开采时，若水泵的扬程不足以把水直接排至地面，可在矿井中部设置泵房和水仓，把水先排至中部水仓，再排至地面。
地下矿山排水系统主要包括水泵房、排水设备、管线及水仓等。
矿山排水泵PLC自动控制系统设计
矿山排水泵PLC自动控制系统设计矿山排水泵是矿山排水系统中不可缺少的设备，在矿山生产过程中起到重要的作用，为矿山生产安全和稳定提供保障。
随着科技的不断发展，矿山排水泵的自动控制系统已经成为矿山生产自动化的重要组成部分。
本文将对矿山排水泵PLC自动控制系统的设计进行详细介绍。
一、系统功能矿山排水泵PLC自动控制系统主要分为三大功能模块：自动调节模块、告警处理模块、数据采集模块。
1. 自动调节模块系统的自动调节模块能够根据水位高低自动控制矿山排水泵的启停及转速，实现对矿山排水泵的自动化控制。
同时，自动调节模块还可以根据矿山排水泵的运行状态进行调节，确保系统运行稳定。
2. 告警处理模块系统的告警处理模块能够实时监测矿山排水泵的运行状态和异常情况，并及时发出告警信息，防止设备发生损坏或停机。
告警处理模块还可以在设备发生异常时，通过语音或短信等方式向用户发送警报信息，以便及时处理故障情况。
3. 数据采集模块系统的数据采集模块能够实时采集矿山排水泵的运行数据，包括流量、压力、电流等参数，并通过系统平台进行实时监测和分析处理，为系统的运行管理提供数据支持。
二、系统设计1. 系统结构本系统采用PLC（可编程逻辑控制器）作为控制核心，通过与液位传感器、电流传感器、压力传感器等设备连接，实时采集运行数据，并根据采集的数据信息进行控制策略调节，实现对矿山排水泵的自动化控制。
2. 系统实现系统采用传统的双机热备模式，主控制器和备用控制器通过以太网和交换机进行连接，实现实时通讯。
系统通过PLC编程对设备进行管控，包括对矿山排水泵的启停控制、电机转速调节、矿山排水泵运行状态的监测等，同时还实现了对系统数据的采集和处理、数据存储等功能。
在系统的编程设计中，采取了多种保护措施，保证系统的安全稳定性，防止异常情况的发生，同时还实现了对系统的远程监测和控制，实现了对系统的远程维护和优化。
矿山排水泵PLC自动控制系统设计
矿山排水泵PLC自动控制系统设计全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：矿山排水泵PLC自动控制系统设计随着我国矿山开采规模的不断扩大，矿山排水工作也变得愈发重要。
矿山排水泵是矿山排水工程中不可或缺的设备，其运行状态的稳定性和效率直接关系到矿山的正常生产和安全生产。
为了更好地对矿山排水泵进行控制和监测，提高其工作效率和可靠性，需要设计一套PLC自动控制系统来完成这一工作。
一、系统组成矿山排水泵PLC自动控制系统的组成主要包括：控制柜、PLC控制器、传感器、泵、通讯模块等。
1. 控制柜：用于安装PLC控制器、继电器、按钮开关等设备，提供对系统的集中控制与监控。
2. PLC控制器：作为系统的核心部件，负责控制泵的启停、调速等操作，以及与其他设备的通讯与数据交换。
3. 传感器：用于采集矿山排水泵及其相关设备的运行状态、工艺参数等信息，供PLC 控制器进行分析和判断。
4. 泵：作为执行部件，将PLC控制器发出的指令转化为相应的动作，完成排水泵的启停、调速等操作。
5. 通讯模块：与上层监控系统或者远程终端进行数据交换，实现对矿山排水泵PLC 自动控制系统的远程监控和操作。
二、系统功能1. 自动启停控制：实现排水泵的自动启停控制，根据矿井的水位变化，自动调节泵的启停状态，保持矿井内水位在安全范围内。
2. 变频调速控制：通过PLC控制器对排水泵进行变频调速控制，根据矿井的水位变化和排水需求，精确控制泵的转速，提高排水效率，降低能耗。
3. 故障诊断与报警：通过传感器采集泵的运行状态、电流、温度等参数，实时监测泵的运行情况，一旦出现异常，及时发出报警信号，并进行故障诊断。
5. 数据记录与分析：对矿山排水泵的运行数据进行记录和分析，为矿山排水工作提供数据支持，为设备维护和管理提供依据。
三、系统设计1. 控制策略：根据矿山的实际情况和排水需求，确定合理的控制策略，包括启停控制策略、变频调速策略、报警处理策略等。
2. PLC选型：选择适合矿山排水泵控制的PLC控制器，考虑其控制精度、速度、通讯能力等方面的性能指标，以及系统的可靠性和稳定性。
煤矿主排水自动化系统中强排水泵的控制措施研究
煤矿主排水自动化系统中强排水泵的控制措施研究摘要：本文在笔者神东煤炭集团公司锦界煤矿管理处多年技术管理工作经验指引下针对强排水系统独立运行现状，尝试将自动化系统进行升级改造，通过远程控制实现地面地下的多方位强排水泵开关控制。
完善煤矿生产安全结构，为同行提供建设性意见。
关键词：煤矿；主排水；自动化；水泵1引言随着社会的进步与工业文明的进展。
以煤矿突发性涌水强排智能化系统构建为研究对象的技术领域安全保障措施正在逐步投入生产实践。
以PLC控制的主排水自动化系统普遍装备于煤矿水泵房当中。
当前在建的一些小型煤矿强排水系统设计上还不完善。
相关控制阀门和操作台位于地面某处，不利于紧急情况下的操控。
在设备设施维护归属上也不将其归入主排水自动化控制系统。
在管理上相对独立，容易形成检查死角。
基于此行业存在现象，本文在笔者神东煤炭集团公司锦界煤矿管理处多年技术管理工作经验指引下针对强排水系统独立运行现状，尝试将自动化系统进行升级改造，通过远程控制实现地面地下的多方位强排水泵开关控制。
完善煤矿生产安全结构，为同行提供建设性意见。
2意义与必要性随着煤矿安全事故依然严峻的现实，煤矿企业必须在全面保障职工生命财产的前提下展开相关工作。
而自动化排水系统的运用能在安全和管理上得到双重效益，全面优化煤矿人力资源结构，确保水灾预警的及时性和应急处理的时效性，综合提高煤矿开采过程中数字化和智能化。
给予企业正面的社会形象。
本研究所在某矿排水泵房正常涌水量4000m3/h，但是具备最大涌水量能达到8000m3/h甚至更多现配备有安装280离心泵和160KW的强排泵，据核算该设备消耗电量占企业原煤成本的6%，极具节能改造空间。
3主排水泵房自动化排水系统构成主排水泵房自动化排水系统结构紧凑，投入适中，其主要构成如下：（1）以自动化为范本的系统设计主要是为实现水泵、电动阀组、注水流量计及其附属仪器仪表的协同化智能控制。
以在预设的水箱不同水位上下线基础上进行流量的动态控制。
煤矿水泵自动控制系统
煤矿水泵自动控制系统解决方案一、概述煤矿水泵自动控制系统是根据煤矿矿井的实际情况,在原来的设施基础上进行自动化改造,以使设备在无人干涉的情况下自动运行和自我诊断的一套系统。
通过工业计算机的决策控制，对设备的运行状态、运行过程进行自动检测、自动控制,使设备达到最佳工作状态,从而达到有效地节约能源、降低劳动强度、降低运行成本和延长设备使用寿命等目的。
系统综合了工业控制技术和现代软件技术，保证了系统的稳定性和可靠性，并可与全煤矿自动化系统进行联网，作为全煤矿自动化系统的一个子系统。
二、系统功能和特点1、无需人为干预，由工业计算机控制,根据水位自动启、停水泵，自动实现水泵的轮换工作，做出合理调度；2、系统具有过载、欠压、泄漏、超温、轴温等保护功能，当出现以上状况或电机出现故障，系统自动停止该水泵的工作，同时启用备用水泵;3、现场控制中心将采集的数据和调度策略传至地面指挥中心,使地面指挥中心同步显示水泵运行工况，地面指挥中心可以发出指令给现场控制中心，实现远端指挥;4、通过摄像机将水泵工况画面传输到现场控制中心和地面指挥中心，使现场控制中心和地面指挥中心能够直观的看到水泵现场的具体情况;5、本系统保留了设备原先手动控制方式，手动控制具有优先控制权，保证了即使系统出现故障，也可以在手动控制下实现水泵的正常工作;6、系统的实时性好，对各设备的运行工况能够实时监测、实时控制;7、可以随时查询、打印实时趋势及任意时间段的历史趋势;8、人机界面显示的内容丰富、形象、直观,操作简单、易懂;9、软件中嵌入了大量的控制策略,可以根据实际情况做出不同的决策,大大提高了系统的自动化程度和智能程度;10、根据不同时期的具体情况，可以对软件的运行参数进行调整，以适应复杂的情况，提高了系统的适应性;11、系统能够进行远距离监控，并可无限扩展;12、软件对操作权限进行了划分，不同的值班人员具有不同的操作权限，并能够对值班人员进行考勤。
矿井排水泵自动化智能化控制系统的设计
矿井排水泵自动化智能化控制系统的设计摘要：本文介绍了一种矿井排水泵自动化智能化控制系统的设计，旨在提高矿井排水过程的效率、安全性和可靠性。
该系统利用传感器、自动化控制器和智能算法，实现了对矿井排水泵的远程监测、控制和优化。
文章详细描述了系统的硬件和软件架构，以及其在实际矿井排水中的应用。
实验结果表明，该系统能够显著减少运营成本，提高设备利用率，并降低了事故风险，为矿业行业的可持续发展做出了贡献。
关键词：矿井排水泵；自动化智能化；系统设计；引言：矿井排水是矿业生产中至关重要的环节之一，它关系到矿井工作面的安全和正常生产。
传统的矿井排水操作通常依赖于人工干预，这可能导致效率低下、运行不稳定和安全隐患。
因此，设计一种自动化智能化的矿井排水泵控制系统具有重要意义，它可以提高排水过程的效率和安全性。
一、系统架构1.1传感器子系统：传感器子系统是该控制系统的基础，负责实时监测和采集与矿井排水相关的各种数据。
这包括水位传感器，用于测量水位深度；压力传感器，用于监测排水压力；温度传感器，用于测量液体温度等。
这些传感器通过将物理参数转换为电子信号，将关键数据引入系统。
1.2控制器子系统：控制器子系统是系统的大脑，它接收传感器子系统采集到的数据并作出相应的决策。
这包括自动控制器、PLC（可编程逻辑控制器）或微控制器等。
通过与传感器和执行器（排水泵）的连接，控制器实现对排水泵的启停、调速和运行状态的实时控制。
同时，控制器还包括处理器和存储器，以便执行智能算法和存储历史数据。
1.3数据通信子系统：数据通信子系统负责将从传感器子系统和控制器子系统收集到的数据传输到远程监控中心。
这通常涉及到使用网络通信技术，例如以太网、Wi-Fi、无线传感器网络等。
数据通信子系统的设计需要确保数据的安全性和稳定性，以保障远程监测的可靠性。
1.4数据存储和处理子系统：数据存储和处理子系统负责接收、存储和分析传感器数据以及系统运行日志。
这部分数据对于系统的长期性能监测、问题分析和优化至关重要。
矿山排水泵PLC自动控制系统设计
矿山排水泵PLC自动控制系统设计一、概述随着电气自动化技术的不断发展，对于矿山排水泵的自动控制需求也越来越高。
传统的矿山排水泵控制系统普遍采用人工操作或简单的定时控制方式，存在着控制精度低、人力成本高等问题。
而采用PLC自动控制系统可以有效解决这些问题，实现矿山排水泵的智能化控制。
本文将对矿山排水泵PLC自动控制系统的设计方案进行详细介绍。
二、系统组成及功能1.系统组成矿山排水泵PLC自动控制系统一般由PLC控制器、传感器、执行元件、人机界面等组成。
PLC控制器是系统的核心，用于接收传感器信号、进行逻辑判断、控制执行元件的动作，并通过人机界面进行参数设置和监控。
2.系统功能（1）自动监测排水情况：系统可以实时监测矿山排水泵的工作状态，包括泵的运行状态、水压、水位等参数，并进行数据采集和处理。
（2）故障自诊断：系统能够自动检测矿山排水泵及其附属设备的故障状态，一旦发现故障即可及时报警并做出相应的处理。
（3）智能控制：系统可以根据矿山排水泵的当前工作状态和环境条件进行智能化控制，提高泵的运行效率和节能性能。
（4）远程监控：系统还具备远程监控功能，用户可以通过网络远程监控矿山排水泵的运行情况，并进行参数设置和控制。
三、系统设计方案1.传感器布置及信号采集在矿山排水泵PLC自动控制系统中，传感器的布置和信号采集是至关重要的。
一般来说，需要设置水压传感器、水位传感器、温度传感器等，以监测泵的工作状态和周围环境的情况。
这些传感器可以将采集到的信号通过模拟量或数字量的方式发送给PLC控制器，进行后续的数据处理和控制。
2.PLC控制器及程序设计PLC控制器是矿山排水泵PLC自动控制系统的核心部件，它采用基于 ladder diagram （梯形图）的编程方式，实现对泵的自动控制。
编程时需要考虑各种情况下的逻辑判断，包括泵的启动、停止、故障处理等。
还需要结合传感器信号和执行元件的控制进行综合设计，确保系统的稳定性和可靠性。
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煤矿主排水泵自动化控制系统探索
煤矿主排水泵自动化控制系统探索
煤矿主排水泵自动化控制系统探索
2019-10-03
自动化论文
煤矿主排水泵自动化控制系统探索
摘要：煤矿井下进水严重威胁着综采工作面的安全生产。
在分析传统排水系统的基础上，将其改造为基于PLC的主排水自动控制系统，详细说明了该系统中水位监测系统这一子系统的设计，完成了对该系统的硬件和软件设计，并在实际应用中取得了良好的效果。
关键词：煤矿；主排水泵；改造；PLC；效率
我国对综采工作面的排水工作研究相对滞后。
据统计表明，我国仍有部分企业基于人工判断工作面水位增长的速度，不能及时根据水位变化情况实现对主排水泵的精确控制[1]。
因此，传统主排水泵的控制方法严重威胁着综采工作面安全。
故以某煤矿中央泵房的主排水系统为研究对象对主排水泵的控制方法进行改造，设计一套高效、自动控制的主排水系统，并对其实际应用效果进行分析。
1水位监测系统的设计
1.1主排水系统简介
该煤矿中央泵房的主排水系统包括5台主排水泵。
其中，1台泵为在用泵，3台
泵为备用泵，剩余1台泵为检修泵。
该主排水系统及其各泵支路的结构如图1所示。
1.2水位监测原理分析
水位监测主要是基于压力传感器所实现的，其原理图如图2所示。
该传感器内部总共有4个电桥。
当其所承受的压力为0时，4个电桥处于相对平衡的状态，所输出的电压信号为0。
将其置于水中，由于水压的作用，电桥的平衡被打破，而且水位越高，压力越大，其输出的电压值越大，即输出电压值与水位高度是成正比的关系[2]。
1.3水位监测系统的硬件组成
水位监测系统的主要功能是实现对主水仓水位的监测，当水位超过一定限值时在发出报警的同时控制主排水泵的启动。
因此，水位监测系统的硬件主要包括传感器、转换器、PLC以及接口等。
系统将传感器采集到的.水压信号转换为电信号输送至PLC中，并与PLC中的预设值进行比较，一旦发现超出预设值即发出报警。
2主排水泵自动控制系统的设计
2.1功能需求
1）实现对主排水泵的自动控制。
系统能够根据实时水位实现对主排水泵的启动、停止操作等控制。
2）实现对主排水泵的手动控制。
当系统需要检修或PLC失效时，做作业人员可以根据检修的要求，任意控制一台主排水泵的停止与运行，并要求在手动控制状态每台泵处于相互独立的状态。
3）实现水泵的自动轮换和调用。
当系统监测到某台水泵开启的次数已经达到其检修的要求，系统会自动将该水泵从轮换阵容中剔除；水泵在每次启动或停止工作时均必须确保出水闸处于关闭状态。
4）报警功能。
当PLC控制系统不能正常工作时，系统将自动发出报警，
以提醒工作人员及时进行维修。
2.2控制系统的硬件设计
1）硬件组成。
与其他控制系统相类似，本文所改造主排水自动控制系统的主要包括：PLC控制器、显示屏、信号采集系统以及执行机构等硬件部分。
具体硬件组成示意图如图3所示。
2）信号采集设计。
本系统中的信号采集包括模拟量信号的采集和开关量信号的采集。
其中，对液位传感器、压力传感器、温度传感器信息的采集属于模拟量采集；对水泵启动、停止的控制属于开关量信息的采集。
此外，在PLC中提前设置水位的四个限度值，分别为超高水位H4、高水位H3、低水位H2、超低水位H1；温度传感器主要监测电机的温度；电机过载检测通过所采集到的信号值大小判断电机是否处于过载状态。
3）PLC控制的实现。
本系统的控制核心部件为PLC，PLC通过对实时水位、温度、压力等参数的判断，控制执行机构做出相应的动作。
执行机构主要包括报警功能、水泵的启停控制模块、与各个阀相对应的控制模块等。
2.3控制原理分析及软件设计
本系统的控制思路描述如下：系统将各传感器的信息输送至PLC中，若此时水位大于设置低水位的数值时，系统将根据电网监测数值决定是否启动单台水泵。
当用电处于峰值状态时，系统不启动主排水泵；当用电处于低谷状态时，系统将对电机温度等参数进行监测，并启动射流泵使注水泵处于真空状态，若各项参数均在范围之内，则启动1号水泵开始排水。
若此时水位大于高水位的数值时，系统将发出报警，并直接执行单台水泵启动程序，同时开启1号和2号水泵；当水位大于超高水位的数值时，系统将直接调用单台水泵的启动程序，并开启3号水泵，若经过一段时间后水位仍占大于超高水位，系统将启动4号水泵，当水位低于超低水位的数值时，系统将先关闭出水闸阀，然后关闭水泵。
3结语
为解决传统井下主排水系统控制不及时、控制项目单一的问题，对传统井下主排水系统进行改造，实现了对主排水泵的自动化控制的同时，还丰富了控制项目（电网监测、电机温度监测以及水位监测等）。
此外，经实践表明该控制系统有效提升了主排水泵的使用效率，确保综采工作面的安全性。
参考文献
[1]陈更林，李明，张景松，等.煤矿主排水泵微机监测系统的研制[J].工矿自动化，1997（4）：11-13.
[2]姬剑波.浅析新桥煤矿主排水泵集控系统[J].陕西煤炭，2014，33（4。