矿井排水系统中全自动控制对PLC技术的应用

郭传奇

摘 要：对矿井排水系统进行概述，并在此基础上对PLC技术在矿井排水系统全自动控制中的具体应用进行研究，期望能够对提高矿井排水系统的运行稳定性有所帮助。

关键词：矿井；排水系统；PLC技术；控制

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）11-0063-01

1 矿井排水系统概述

矿井排水系统是保障矿井安全生产的重要装置，必须确保排水系统安全、可靠的运行。同时，由于矿井排水系统的耗电量占矿井总耗电量的比重较大，所以也要确保排水系统运行的合理性和经济性。根据排水方式的不同，可将矿井排水设备分为移动式排水设备和固定式排水设备。其中，移动式排水设备可随着水位的下降而移动，主要用于淹没坑道、掘进坑道的排水。固定式排水设备主要将设备固定安装在泵房内，以服务范围为划分依据，又可将固定式排水设备分为以下三种：①负责将大部分矿水排至地面的主排水设备；②负责将区域水排至地面的区域排水设备；③负责将下一个开采水平的水排至主排水设备水仓的辅助排水设备。排水设备作为矿山大型运行设备，只有确保其运行的安全性、合理性、经济性和可靠性，才能为保障矿井安全生产创造良好的条件。矿井排水系统如图1所示。

2 PLC技术在矿井排水系统中的应用研究

2.1 自动控制系统硬件配置

本文所提出的系统以PLC控制器作为核心，采用当前最为流行的模块化设计，其优点是现场安装速度快、操作简单、维护方便、技术先进、系统运行稳定、可靠性高，能够实现对水泵房的地面远程监控。PLC控制器和图显操作终端全部安装在集中控制柜内，控制柜采用远程I/O控制；集控柜监测系统中的各个传感器主要负责实现真空度检测、电机温度检测、水仓水位检测、管道压力检测和水泵压力检测等功能。控制系统信息的显示和操作全部在集控柜的显示终端上完成，利用远程I/O实现对控制柜的远程控制。

2.2 自动控制系统的执行流程

本系统的执行流程共分为以下几个部分：①检测机构。该部分具体包括超声水位计、闸门行程开关和电机温度传感器等设备，主要检测的内容有水仓实际水位、水泵出水口压力、电机温度、排水管流量等。②执行机构。具体包括隔离开关、电动机保护器和接触器等，该机构主要负责电动机的执行和保护。③控制和显示机构。具体包括PLC、图形显示器、变送器和继电器等，主要是对各种控制信号进行变换、放大和运算处理。

2.3 自动控制系统的功能

水泵监控子系统利用超声波水位检测仪对水仓水位进行实时检测，控制器在接收到超声波水位检测仪输出的信号后进行运算判断，在此基础上发出自动启动或停止水泵的指令。在水仓水位正常的情况下，水泵可根据既定的运行时间实施自动轮换；在水仓水位非正常的情况下，可自动投入相应台数的水泵，并对水泵管路上的阀门进行自动控制。自动控制系统根据水仓水位的变化，结合避峰填谷和分时计费的实施方案，对启停水泵的时间进行自动化控制，从而达到节能、降耗的目的。自动控制系统的软、硬件必须具备高扩展性、高可用性和高可靠性的特点，为建设数字智能化的中央泵房提供技术保障。自动化监控系统可与任何通讯设备进行互联互通，拥有良好的兼容性。为了适应矿井整体监测监控系统的运行需求，水泵监控子系统要设置多种通讯接口，实现与矿井整体监测监控系统的联网，以便将井下水泵房的信息利用以太网传输到矿井监控系统的主干网络中，使管理人员可以实时掌握井下水泵房监控设备的运行状况。

2.4 系统主要控制方式

矿井排水自动化控制系统有就地控制和集中控制两种控制方式。其中，集中控制方式又可细分为远程、自动和手动控制。远程控制主要是借助上位机对矿井排水系统进行集中控制。自动控制则是由超声液位传感器负责实现，对水仓水位进行连续不间断的检测，并按照水仓、吸水井水位和其他相关因素，对水泵启停和闸门开关进行合理调度。当水仓水位处于正常状态时，各个水泵能够自动轮换工作；当水位处于危险状态时，可自动投入数量足够的水泵。在这种控制方式下，可以实现无人值守。手动控制主要是指现场操作人员按照水仓的水位情况，通过手动的方式控制水泵的启停和投入数量，而电动机和闸门的启停则由PLC进行自动控制。

2.5 系统的应用优势

本文所提出的PLC全自动控制系统，能够对矿井排水泵的运行和参数检测进行自动控制，并实时显示排水系统的实际工况；同时，还能将获取的数据信息传递给地面工作站。该自动控制系统最为显著的特点是运行稳定可靠、操作简单方便、自动化程度高。

3 结束语

总而言之，在矿井生产中，排水系统是不可或缺的设施之一，它能否稳定运行关系重大。为了确保矿井排水系统稳定、可靠的运行，可将PLC技术应用到排水系统中，对排水系统进行有效控制。这样不仅能够提高排水系统的运行效率，还能预防各类安全事故的发生，对于确保矿井安全生产具有非常重要的现实意义。

参考文献

[1]康富平.煤矿自动排水系统中基于PLC和模糊控制技术应用探讨[J].内蒙古煤炭经济，2013（03）.

〔编辑：李珏〕

摘 要：对矿井排水系统进行概述，并在此基础上对PLC技术在矿井排水系统全自动控制中的具体应用进行研究，期望能够对提高矿井排水系统的运行稳定性有所帮助。

关键词：矿井；排水系统；PLC技术；控制

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）11-0063-01

1 矿井排水系统概述

矿井排水系统是保障矿井安全生产的重要装置，必须确保排水系统安全、可靠的运行。同时，由于矿井排水系统的耗电量占矿井总耗电量的比重较大，所以也要确保排水系统运行的合理性和经济性。根据排水方式的不同，可将矿井排水设备分为移动式排水设备和固定式排水设备。其中，移动式排水设备可随着水位的下降而移动，主要用于淹没坑道、掘进坑道的排水。固定式排水设备主要将设备固定安装在泵房内，以服务范围为划分依据，又可将固定式排水设备分为以下三种：①负责将大部分矿水排至地面的主排水设备；②负责将区域水排至地面的区域排水设备；③负责将下一个开采水平的水排至主排水设备水仓的辅助排水设备。排水设备作为矿山大型运行设备，只有确保其运行的安全性、合理性、经济性和可靠性，才能为保障矿井安全生产创造良好的条件。矿井排水系统如图1所示。

2 PLC技术在矿井排水系统中的应用研究

2.1 自动控制系统硬件配置

本文所提出的系统以PLC控制器作为核心，采用当前最为流行的模块化设计，其优点是现场安装速度快、操作简单、维护方便、技术先进、系统运行稳定、可靠性高，能够实现对水泵房的地面远程监控。PLC控制器和图显操作终端全部安装在集中控制柜内，控制柜采用远程I/O控制；集控柜监测系统中的各个传感器主要负责实现真空度检测、电机温度检测、水仓水位检测、管道压力检测和水泵压力检测等功能。控制系统信息的显示和操作全部在集控柜的显示终端上完成，利用远程I/O实现对控制柜的远程控制。

2.2 自动控制系统的执行流程

本系统的执行流程共分为以下几个部分：①检测机构。该部分具体包括超声水位计、闸门行程开关和电机温度传感器等设备，主要检测的内容有水仓实际水位、水泵出水口压力、电机温度、排水管流量等。②执行机构。具体包括隔离开关、电动机保护器和接触器等，该机构主要负责电动机的执行和保护。③控制和显示机构。具体包括PLC、图形显示器、变送器和继电器等，主要是对各种控制信号进行变换、放大和运算处理。

2.3 自动控制系统的功能

水泵监控子系统利用超声波水位检测仪对水仓水位进行实时检测，控制器在接收到超声波水位检测仪输出的信号后进行运算判断，在此基础上发出自动启动或停止水泵的指令。在水仓水位正常的情况下，水泵可根据既定的运行时间实施自动轮换；在水仓水位非正常的情况下，可自动投入相应台数的水泵，并对水泵管路上的阀门进行自动控制。自动控制系统根据水仓水位的变化，结合避峰填谷和分时计费的实施方案，对启停水泵的时间进行自动化控制，从而达到节能、降耗的目的。自动控制系统的软、硬件必须具备高扩展性、高可用性和高可靠性的特点，为建设数字智能化的中央泵房提供技术保障。自动化监控系统可与任何通讯设备进行互联互通，拥有良好的兼容性。为了适应矿井整体监测监控系统的运行需求，水泵监控子系统要设置多种通讯接口，实现与矿井整体监测监控系统的联网，以便将井下水泵房的信息利用以太网传输到矿井监控系统的主干网络中，使管理人员可以实时掌握井下水泵房监控设备的运行状况。

2.4 系统主要控制方式

矿井排水自动化控制系统有就地控制和集中控制两种控制方式。其中，集中控制方式又可细分为远程、自动和手动控制。远程控制主要是借助上位机对矿井排水系统进行集中控制。自动控制则是由超声液位传感器负责实现，对水仓水位进行连续不间断的检测，并按照水仓、吸水井水位和其他相关因素，对水泵启停和闸门开关进行合理调度。当水仓水位处于正常状态时，各个水泵能够自动轮换工作；当水位处于危险状态时，可自动投入数量足够的水泵。在这种控制方式下，可以实现无人值守。手动控制主要是指现场操作人员按照水仓的水位情况，通过手动的方式控制水泵的启停和投入数量，而电动机和闸门的启停则由PLC进行自动控制。

2.5 系统的应用优势

本文所提出的PLC全自动控制系统，能够对矿井排水泵的运行和参数检测进行自动控制，并实时显示排水系统的实际工况；同时，还能将获取的数据信息传递给地面工作站。该自动控制系统最为显著的特点是运行稳定可靠、操作简单方便、自动化程度高。

3 结束语

总而言之，在矿井生产中，排水系统是不可或缺的设施之一，它能否稳定运行关系重大。为了确保矿井排水系统稳定、可靠的运行，可将PLC技术应用到排水系统中，对排水系统进行有效控制。这样不仅能够提高排水系统的运行效率，还能预防各类安全事故的发生，对于确保矿井安全生产具有非常重要的现实意义。

参考文献

[1]康富平.煤矿自动排水系统中基于PLC和模糊控制技术应用探讨[J].内蒙古煤炭经济，2013（03）.

〔编辑：李珏〕

摘 要：对矿井排水系统进行概述，并在此基础上对PLC技术在矿井排水系统全自动控制中的具体应用进行研究，期望能够对提高矿井排水系统的运行稳定性有所帮助。

关键词：矿井；排水系统；PLC技术；控制

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）11-0063-01

1 矿井排水系统概述

矿井排水系统是保障矿井安全生产的重要装置，必须确保排水系统安全、可靠的运行。同时，由于矿井排水系统的耗电量占矿井总耗电量的比重较大，所以也要确保排水系统运行的合理性和经济性。根据排水方式的不同，可将矿井排水设备分为移动式排水设备和固定式排水设备。其中，移动式排水设备可随着水位的下降而移动，主要用于淹没坑道、掘进坑道的排水。固定式排水设备主要将设备固定安装在泵房内，以服务范围为划分依据，又可将固定式排水设备分为以下三种：①负责将大部分矿水排至地面的主排水设备；②负责将区域水排至地面的区域排水设备；③负责将下一个开采水平的水排至主排水设备水仓的辅助排水设备。排水设备作为矿山大型运行设备，只有确保其运行的安全性、合理性、经济性和可靠性，才能为保障矿井安全生产创造良好的条件。矿井排水系统如图1所示。

2 PLC技术在矿井排水系统中的应用研究

2.1 自动控制系统硬件配置

本文所提出的系统以PLC控制器作为核心，采用当前最为流行的模块化设计，其优点是现场安装速度快、操作简单、维护方便、技术先进、系统运行稳定、可靠性高，能够实现对水泵房的地面远程监控。PLC控制器和图显操作终端全部安装在集中控制柜内，控制柜采用远程I/O控制；集控柜监测系统中的各个传感器主要负责实现真空度检测、电机温度检测、水仓水位检测、管道压力检测和水泵压力检测等功能。控制系统信息的显示和操作全部在集控柜的显示终端上完成，利用远程I/O实现对控制柜的远程控制。

2.2 自动控制系统的执行流程

本系统的执行流程共分为以下几个部分：①检测机构。该部分具体包括超声水位计、闸门行程开关和电机温度传感器等设备，主要检测的内容有水仓实际水位、水泵出水口压力、电机温度、排水管流量等。②执行机构。具体包括隔离开关、电动机保护器和接触器等，该机构主要负责电动机的执行和保护。③控制和显示机构。具体包括PLC、图形显示器、变送器和继电器等，主要是对各种控制信号进行变换、放大和运算处理。

2.3 自动控制系统的功能

水泵监控子系统利用超声波水位检测仪对水仓水位进行实时检测，控制器在接收到超声波水位检测仪输出的信号后进行运算判断，在此基础上发出自动启动或停止水泵的指令。在水仓水位正常的情况下，水泵可根据既定的运行时间实施自动轮换；在水仓水位非正常的情况下，可自动投入相应台数的水泵，并对水泵管路上的阀门进行自动控制。自动控制系统根据水仓水位的变化，结合避峰填谷和分时计费的实施方案，对启停水泵的时间进行自动化控制，从而达到节能、降耗的目的。自动控制系统的软、硬件必须具备高扩展性、高可用性和高可靠性的特点，为建设数字智能化的中央泵房提供技术保障。自动化监控系统可与任何通讯设备进行互联互通，拥有良好的兼容性。为了适应矿井整体监测监控系统的运行需求，水泵监控子系统要设置多种通讯接口，实现与矿井整体监测监控系统的联网，以便将井下水泵房的信息利用以太网传输到矿井监控系统的主干网络中，使管理人员可以实时掌握井下水泵房监控设备的运行状况。

2.4 系统主要控制方式

矿井排水自动化控制系统有就地控制和集中控制两种控制方式。其中，集中控制方式又可细分为远程、自动和手动控制。远程控制主要是借助上位机对矿井排水系统进行集中控制。自动控制则是由超声液位传感器负责实现，对水仓水位进行连续不间断的检测，并按照水仓、吸水井水位和其他相关因素，对水泵启停和闸门开关进行合理调度。当水仓水位处于正常状态时，各个水泵能够自动轮换工作；当水位处于危险状态时，可自动投入数量足够的水泵。在这种控制方式下，可以实现无人值守。手动控制主要是指现场操作人员按照水仓的水位情况，通过手动的方式控制水泵的启停和投入数量，而电动机和闸门的启停则由PLC进行自动控制。

2.5 系统的应用优势

本文所提出的PLC全自动控制系统，能够对矿井排水泵的运行和参数检测进行自动控制，并实时显示排水系统的实际工况；同时，还能将获取的数据信息传递给地面工作站。该自动控制系统最为显著的特点是运行稳定可靠、操作简单方便、自动化程度高。

3 结束语

总而言之，在矿井生产中，排水系统是不可或缺的设施之一，它能否稳定运行关系重大。为了确保矿井排水系统稳定、可靠的运行，可将PLC技术应用到排水系统中，对排水系统进行有效控制。这样不仅能够提高排水系统的运行效率，还能预防各类安全事故的发生，对于确保矿井安全生产具有非常重要的现实意义。

参考文献

[1]康富平.煤矿自动排水系统中基于PLC和模糊控制技术应用探讨[J].内蒙古煤炭经济，2013（03）.

〔编辑：李珏〕