应用研究
浅谈自动排水系统在数字化矿山中的应用
都东肖
(冀中能源峰峰集团万年矿河北邯邦056302)
摘要：本文设计了矿并自动排水系统，通过PLC根据时间、水位等参数自动开启、停止水泵的运转，并能实现系阅的联锁启动，对运行中的各种参数进行实时监控。文中介绍矿并排水系统的重要性，说明了自动排水系统的构成和工作原理，热后介绍整个承统能够实现的功能和特点，自动排水系统达到“无人值守”要求，报大的提高了效益和安全保障。
关键调：自动排水数字宇化
中图分类号：TD743 1、前言
文献标识码：A
文章编号：1007-9416(2012)03-0091-0)
在泵的运转过程中各种传感器将现场监测数据传送至PLC柜，从而对水泵的运行工况进行监控。如果发现水泵运转异常(水泵轴
受工作条件限制，在地下开采煤炭的过程中，会有大量地下水涌出，包括地下水，南水和江河中水的渗透等，发生突水事故，涌水量会突然增加。排水系统各种设备能否安全，可靠、有效的运行，影响矿并的安全生产与人员安全。面传统的矿并排水方式普邀使用人工手动控制，存在能耗大、效率低、生产成本高的缺点，建设自动排
水系统是安全高效生产的要求。 2、自动排水系统组成
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图1自动排水系统原理框图
自动排水系统主要由PLC控制柜、现场各种液位计、压力表等
监测仪表、上位机、通信线路等组成。 3、自动排水系统工作原理
自动排水系统通过PLC控制器根据小并的水位的高低，以及涌水量的大小，通过操作电动阀，实现开启或关闭排水泵。
地面调度中心上位机主要用于监视水运行的各项参数，也可以对水泵的控制操作。监控面面采用Fix5.1组态软件进行组态显示，显示水泵的运行面面，能够显示历史曲线、报警记录、参数设置，状态查看、操作帮助信息、水泵运行时间等画面。
控制和信号采集由PLC柜子实现，PLC通过超声波水位计检测小井水位，将水位变化信号进行转换处理，通过计算水位的上升速率来判断矿并的涌水量，自动投人或退出水泵。在泵房内设台 PLC控制柜，控制柜PLC采用S7-300控制器，当水位上升时.超声波液位传感器将信号传至PLC柜，PLC控制柜通过通信网络将信号传送到地面调度中心，实时显示水位。同时PLC对水位做出判断，超过规定水位，PLC控制水泵启动柜先打开射流阀门，真空传感器将真空度传送至PLC柜，当真空度达到一定程度后，然后关闭射流阀门、启动主电机，完成一台水案的启动过程，同时PLC不停的检测水位信号，如果水位上升较快或水位达到另一规定的数值时，启动另台水泵，直到水位符合预设的要求。
万方数据
承、电机轴承、定子温度超过设定温度、管路出现漏水、过载等等）， PLC停止水运转，同时启动备用水票，设备发生故障时可以在现场控制中心的控制面板上直接手动操纵水泵的启停。
当水位降低到规定位置时，水位传感器将数据传至PLC柜， PLC柜控制水泵出口的电动阀门关闭，同时检测流量，当流量接近
为零时，然后控制关闭主电机，完成关闭过程。 4、自动排水系统实现功能
(1)在地面调度中心上位机显示现场设备运行状态、故障状态、传感器信号，包括小井水位、各个水泵电机电流、电机温度、水泵轴温、闸阀开度、出水口压力、水仓水位、主排水管流量、真空度、射流阅门等参数的实时监测。并将各种数据记录备查。
(2)具有远程控制、就地自动、就地手动三种操作方式。远程方式由地面调度中心监测水系运行参数和控制开停，就地自动方式则根据水仓水位情况自动控制水泵，电动闸阀运行，就地手动控制是通过现场排水控制装置，人工控制水泵、电动闸阀等设备。
(3)当故障发生时，能提醒操作人员根据故障类型进行处理，并能根据故障类型判断是否停泵。当设备出现故障时，能够及时报警提醒操作人员及时处理，
(4)在正常水位时，各台泵能自动轮换工作，在危险水位时，自动投人必要数量的水泵运行，并自动控制相应管路上的阀门。系统以水仓水位为主，结合分时计费和"移峰填谷”原则，确定开停水泵时间，从而达到节能、节耗目的。
(5)在地面地面调度中心自动统计每台水系的运行电耗，工作时间，及时掌握每台水泵的工况，并对水泵的效率、电耗、工况点等
进行分析，保证每台水票合理运行。 5、结语
自动排水系统通过在传统排水系统基础上进行自动化改造后，可以保证设备在无人值守的情况下自动运行，减少了操作人员。通过PLC自动对设备的运行状态，运行过程进行自动检测：自动控制，保证水泵在最佳工况运行，不但有效地节约能源，取得较好的经济效益，而且降低劳动强度、降低运行成本和延长设备使用寿命。参考文献
[1]霍福义，彭永臻，南军等编著.给排水工程与控制.徐州：中国建筑工业出版社,2006.
[2]廖长初编著.S7-300/400PLC应用技术.北京：机械工业出版社，
2011. 作者简介
郏东肖（1985一），男，河北武安人，助理工程师，2007 年毕业于中国矿业大学，电气工程与自动化专业，冀中能源峰峰集团万年矿从事电气管理工作。
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