礦井排水系統中全自動控制對PLC技術的應用

郭傳奇

摘 要：對礦井排水系統進行概述，并在此基礎上對PLC技術在礦井排水系統全自動控制中的具體應用進行研究，期望能夠對提高礦井排水系統的運行穩定性有所幫助。

關鍵詞：礦井；排水系統；PLC技術；控制

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）11-0063-01

1 礦井排水系統概述

礦井排水系統是保障礦井安全生產的重要裝置，必須確保排水系統安全、可靠的運行。同時，由于礦井排水系統的耗電量占礦井總耗電量的比重較大，所以也要確保排水系統運行的合理性和經濟性。根據排水方式的不同，可將礦井排水設備分為移動式排水設備和固定式排水設備。其中，移動式排水設備可隨著水位的下降而移動，主要用于淹沒坑道、掘進坑道的排水。固定式排水設備主要將設備固定安裝在泵房內，以服務范圍為劃分依據，又可將固定式排水設備分為以下三種：①負責將大部分礦水排至地面的主排水設備；②負責將區域水排至地面的區域排水設備；③負責將下一個開采水平的水排至主排水設備水倉的輔助排水設備。排水設備作為礦山大型運行設備，只有確保其運行的安全性、合理性、經濟性和可靠性，才能為保障礦井安全生產創造良好的條件。礦井排水系統如圖1所示。

2 PLC技術在礦井排水系統中的應用研究

2.1 自動控制系統硬件配置

本文所提出的系統以PLC控制器作為核心，采用當前最為流行的模塊化設計，其優點是現場安裝速度快、操作簡單、維護方便、技術先進、系統運行穩定、可靠性高，能夠實現對水泵房的地面遠程監控。PLC控制器和圖顯操作終端全部安裝在集中控制柜內，控制柜采用遠程I/O控制；集控柜監測系統中的各個傳感器主要負責實現真空度檢測、電機溫度檢測、水倉水位檢測、管道壓力檢測和水泵壓力檢測等功能。控制系統信息的顯示和操作全部在集控柜的顯示終端上完成，利用遠程I/O實現對控制柜的遠程控制。

2.2 自動控制系統的執行流程

本系統的執行流程共分為以下幾個部分：①檢測機構。該部分具體包括超聲水位計、閘門行程開關和電機溫度傳感器等設備，主要檢測的內容有水倉實際水位、水泵出水口壓力、電機溫度、排水管流量等。②執行機構。具體包括隔離開關、電動機保護器和接觸器等，該機構主要負責電動機的執行和保護。③控制和顯示機構。具體包括PLC、圖形顯示器、變送器和繼電器等，主要是對各種控制信號進行變換、放大和運算處理。

2.3 自動控制系統的功能

水泵監控子系統利用超聲波水位檢測儀對水倉水位進行實時檢測，控制器在接收到超聲波水位檢測儀輸出的信號后進行運算判斷，在此基礎上發出自動啟動或停止水泵的指令。在水倉水位正常的情況下，水泵可根據既定的運行時間實施自動輪換；在水倉水位非正常的情況下，可自動投入相應臺數的水泵，并對水泵管路上的閥門進行自動控制。自動控制系統根據水倉水位的變化，結合避峰填谷和分時計費的實施方案，對啟停水泵的時間進行自動化控制，從而達到節能、降耗的目的。自動控制系統的軟、硬件必須具備高擴展性、高可用性和高可靠性的特點，為建設數字智能化的中央泵房提供技術保障。自動化監控系統可與任何通訊設備進行互聯互通，擁有良好的兼容性。為了適應礦井整體監測監控系統的運行需求，水泵監控子系統要設置多種通訊接口，實現與礦井整體監測監控系統的聯網，以便將井下水泵房的信息利用以太網傳輸到礦井監控系統的主干網絡中，使管理人員可以實時掌握井下水泵房監控設備的運行狀況。

2.4 系統主要控制方式

礦井排水自動化控制系統有就地控制和集中控制兩種控制方式。其中，集中控制方式又可細分為遠程、自動和手動控制。遠程控制主要是借助上位機對礦井排水系統進行集中控制。自動控制則是由超聲液位傳感器負責實現，對水倉水位進行連續不間斷的檢測，并按照水倉、吸水井水位和其他相關因素，對水泵啟停和閘門開關進行合理調度。當水倉水位處于正常狀態時，各個水泵能夠自動輪換工作；當水位處于危險狀態時，可自動投入數量足夠的水泵。在這種控制方式下，可以實現無人值守。手動控制主要是指現場操作人員按照水倉的水位情況，通過手動的方式控制水泵的啟停和投入數量，而電動機和閘門的啟停則由PLC進行自動控制。

2.5 系統的應用優勢

本文所提出的PLC全自動控制系統，能夠對礦井排水泵的運行和參數檢測進行自動控制，并實時顯示排水系統的實際工況；同時，還能將獲取的數據信息傳遞給地面工作站。該自動控制系統最為顯著的特點是運行穩定可靠、操作簡單方便、自動化程度高。

3 結束語

總而言之，在礦井生產中，排水系統是不可或缺的設施之一，它能否穩定運行關系重大。為了確保礦井排水系統穩定、可靠的運行，可將PLC技術應用到排水系統中，對排水系統進行有效控制。這樣不僅能夠提高排水系統的運行效率，還能預防各類安全事故的發生，對于確保礦井安全生產具有非常重要的現實意義。

參考文獻

[1]康富平.煤礦自動排水系統中基于PLC和模糊控制技術應用探討[J].內蒙古煤炭經濟，2013（03）.

〔編輯：李玨〕

摘 要：對礦井排水系統進行概述，并在此基礎上對PLC技術在礦井排水系統全自動控制中的具體應用進行研究，期望能夠對提高礦井排水系統的運行穩定性有所幫助。

關鍵詞：礦井；排水系統；PLC技術；控制

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）11-0063-01

1 礦井排水系統概述

礦井排水系統是保障礦井安全生產的重要裝置，必須確保排水系統安全、可靠的運行。同時，由于礦井排水系統的耗電量占礦井總耗電量的比重較大，所以也要確保排水系統運行的合理性和經濟性。根據排水方式的不同，可將礦井排水設備分為移動式排水設備和固定式排水設備。其中，移動式排水設備可隨著水位的下降而移動，主要用于淹沒坑道、掘進坑道的排水。固定式排水設備主要將設備固定安裝在泵房內，以服務范圍為劃分依據，又可將固定式排水設備分為以下三種：①負責將大部分礦水排至地面的主排水設備；②負責將區域水排至地面的區域排水設備；③負責將下一個開采水平的水排至主排水設備水倉的輔助排水設備。排水設備作為礦山大型運行設備，只有確保其運行的安全性、合理性、經濟性和可靠性，才能為保障礦井安全生產創造良好的條件。礦井排水系統如圖1所示。

2 PLC技術在礦井排水系統中的應用研究

2.1 自動控制系統硬件配置

本文所提出的系統以PLC控制器作為核心，采用當前最為流行的模塊化設計，其優點是現場安裝速度快、操作簡單、維護方便、技術先進、系統運行穩定、可靠性高，能夠實現對水泵房的地面遠程監控。PLC控制器和圖顯操作終端全部安裝在集中控制柜內，控制柜采用遠程I/O控制；集控柜監測系統中的各個傳感器主要負責實現真空度檢測、電機溫度檢測、水倉水位檢測、管道壓力檢測和水泵壓力檢測等功能。控制系統信息的顯示和操作全部在集控柜的顯示終端上完成，利用遠程I/O實現對控制柜的遠程控制。

2.2 自動控制系統的執行流程

本系統的執行流程共分為以下幾個部分：①檢測機構。該部分具體包括超聲水位計、閘門行程開關和電機溫度傳感器等設備，主要檢測的內容有水倉實際水位、水泵出水口壓力、電機溫度、排水管流量等。②執行機構。具體包括隔離開關、電動機保護器和接觸器等，該機構主要負責電動機的執行和保護。③控制和顯示機構。具體包括PLC、圖形顯示器、變送器和繼電器等，主要是對各種控制信號進行變換、放大和運算處理。

2.3 自動控制系統的功能

水泵監控子系統利用超聲波水位檢測儀對水倉水位進行實時檢測，控制器在接收到超聲波水位檢測儀輸出的信號后進行運算判斷，在此基礎上發出自動啟動或停止水泵的指令。在水倉水位正常的情況下，水泵可根據既定的運行時間實施自動輪換；在水倉水位非正常的情況下，可自動投入相應臺數的水泵，并對水泵管路上的閥門進行自動控制。自動控制系統根據水倉水位的變化，結合避峰填谷和分時計費的實施方案，對啟停水泵的時間進行自動化控制，從而達到節能、降耗的目的。自動控制系統的軟、硬件必須具備高擴展性、高可用性和高可靠性的特點，為建設數字智能化的中央泵房提供技術保障。自動化監控系統可與任何通訊設備進行互聯互通，擁有良好的兼容性。為了適應礦井整體監測監控系統的運行需求，水泵監控子系統要設置多種通訊接口，實現與礦井整體監測監控系統的聯網，以便將井下水泵房的信息利用以太網傳輸到礦井監控系統的主干網絡中，使管理人員可以實時掌握井下水泵房監控設備的運行狀況。

2.4 系統主要控制方式

礦井排水自動化控制系統有就地控制和集中控制兩種控制方式。其中，集中控制方式又可細分為遠程、自動和手動控制。遠程控制主要是借助上位機對礦井排水系統進行集中控制。自動控制則是由超聲液位傳感器負責實現，對水倉水位進行連續不間斷的檢測，并按照水倉、吸水井水位和其他相關因素，對水泵啟停和閘門開關進行合理調度。當水倉水位處于正常狀態時，各個水泵能夠自動輪換工作；當水位處于危險狀態時，可自動投入數量足夠的水泵。在這種控制方式下，可以實現無人值守。手動控制主要是指現場操作人員按照水倉的水位情況，通過手動的方式控制水泵的啟停和投入數量，而電動機和閘門的啟停則由PLC進行自動控制。

2.5 系統的應用優勢

本文所提出的PLC全自動控制系統，能夠對礦井排水泵的運行和參數檢測進行自動控制，并實時顯示排水系統的實際工況；同時，還能將獲取的數據信息傳遞給地面工作站。該自動控制系統最為顯著的特點是運行穩定可靠、操作簡單方便、自動化程度高。

3 結束語

總而言之，在礦井生產中，排水系統是不可或缺的設施之一，它能否穩定運行關系重大。為了確保礦井排水系統穩定、可靠的運行，可將PLC技術應用到排水系統中，對排水系統進行有效控制。這樣不僅能夠提高排水系統的運行效率，還能預防各類安全事故的發生，對于確保礦井安全生產具有非常重要的現實意義。

參考文獻

[1]康富平.煤礦自動排水系統中基于PLC和模糊控制技術應用探討[J].內蒙古煤炭經濟，2013（03）.

〔編輯：李玨〕

摘 要：對礦井排水系統進行概述，并在此基礎上對PLC技術在礦井排水系統全自動控制中的具體應用進行研究，期望能夠對提高礦井排水系統的運行穩定性有所幫助。

關鍵詞：礦井；排水系統；PLC技術；控制

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）11-0063-01

1 礦井排水系統概述

礦井排水系統是保障礦井安全生產的重要裝置，必須確保排水系統安全、可靠的運行。同時，由于礦井排水系統的耗電量占礦井總耗電量的比重較大，所以也要確保排水系統運行的合理性和經濟性。根據排水方式的不同，可將礦井排水設備分為移動式排水設備和固定式排水設備。其中，移動式排水設備可隨著水位的下降而移動，主要用于淹沒坑道、掘進坑道的排水。固定式排水設備主要將設備固定安裝在泵房內，以服務范圍為劃分依據，又可將固定式排水設備分為以下三種：①負責將大部分礦水排至地面的主排水設備；②負責將區域水排至地面的區域排水設備；③負責將下一個開采水平的水排至主排水設備水倉的輔助排水設備。排水設備作為礦山大型運行設備，只有確保其運行的安全性、合理性、經濟性和可靠性，才能為保障礦井安全生產創造良好的條件。礦井排水系統如圖1所示。

2 PLC技術在礦井排水系統中的應用研究

2.1 自動控制系統硬件配置

本文所提出的系統以PLC控制器作為核心，采用當前最為流行的模塊化設計，其優點是現場安裝速度快、操作簡單、維護方便、技術先進、系統運行穩定、可靠性高，能夠實現對水泵房的地面遠程監控。PLC控制器和圖顯操作終端全部安裝在集中控制柜內，控制柜采用遠程I/O控制；集控柜監測系統中的各個傳感器主要負責實現真空度檢測、電機溫度檢測、水倉水位檢測、管道壓力檢測和水泵壓力檢測等功能。控制系統信息的顯示和操作全部在集控柜的顯示終端上完成，利用遠程I/O實現對控制柜的遠程控制。

2.2 自動控制系統的執行流程

本系統的執行流程共分為以下幾個部分：①檢測機構。該部分具體包括超聲水位計、閘門行程開關和電機溫度傳感器等設備，主要檢測的內容有水倉實際水位、水泵出水口壓力、電機溫度、排水管流量等。②執行機構。具體包括隔離開關、電動機保護器和接觸器等，該機構主要負責電動機的執行和保護。③控制和顯示機構。具體包括PLC、圖形顯示器、變送器和繼電器等，主要是對各種控制信號進行變換、放大和運算處理。

2.3 自動控制系統的功能

水泵監控子系統利用超聲波水位檢測儀對水倉水位進行實時檢測，控制器在接收到超聲波水位檢測儀輸出的信號后進行運算判斷，在此基礎上發出自動啟動或停止水泵的指令。在水倉水位正常的情況下，水泵可根據既定的運行時間實施自動輪換；在水倉水位非正常的情況下，可自動投入相應臺數的水泵，并對水泵管路上的閥門進行自動控制。自動控制系統根據水倉水位的變化，結合避峰填谷和分時計費的實施方案，對啟停水泵的時間進行自動化控制，從而達到節能、降耗的目的。自動控制系統的軟、硬件必須具備高擴展性、高可用性和高可靠性的特點，為建設數字智能化的中央泵房提供技術保障。自動化監控系統可與任何通訊設備進行互聯互通，擁有良好的兼容性。為了適應礦井整體監測監控系統的運行需求，水泵監控子系統要設置多種通訊接口，實現與礦井整體監測監控系統的聯網，以便將井下水泵房的信息利用以太網傳輸到礦井監控系統的主干網絡中，使管理人員可以實時掌握井下水泵房監控設備的運行狀況。

2.4 系統主要控制方式

礦井排水自動化控制系統有就地控制和集中控制兩種控制方式。其中，集中控制方式又可細分為遠程、自動和手動控制。遠程控制主要是借助上位機對礦井排水系統進行集中控制。自動控制則是由超聲液位傳感器負責實現，對水倉水位進行連續不間斷的檢測，并按照水倉、吸水井水位和其他相關因素，對水泵啟停和閘門開關進行合理調度。當水倉水位處于正常狀態時，各個水泵能夠自動輪換工作；當水位處于危險狀態時，可自動投入數量足夠的水泵。在這種控制方式下，可以實現無人值守。手動控制主要是指現場操作人員按照水倉的水位情況，通過手動的方式控制水泵的啟停和投入數量，而電動機和閘門的啟停則由PLC進行自動控制。

2.5 系統的應用優勢

本文所提出的PLC全自動控制系統，能夠對礦井排水泵的運行和參數檢測進行自動控制，并實時顯示排水系統的實際工況；同時，還能將獲取的數據信息傳遞給地面工作站。該自動控制系統最為顯著的特點是運行穩定可靠、操作簡單方便、自動化程度高。

3 結束語

總而言之，在礦井生產中，排水系統是不可或缺的設施之一，它能否穩定運行關系重大。為了確保礦井排水系統穩定、可靠的運行，可將PLC技術應用到排水系統中，對排水系統進行有效控制。這樣不僅能夠提高排水系統的運行效率，還能預防各類安全事故的發生，對于確保礦井安全生產具有非常重要的現實意義。

參考文獻

[1]康富平.煤礦自動排水系統中基于PLC和模糊控制技術應用探討[J].內蒙古煤炭經濟，2013（03）.

〔編輯：李玨〕