改造井下主排水泵电气自动控制系统

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井下排水泵自动化系统设计分析

井下排水泵自动化系统设计分析摘要：地下涌水是矿井生产过程中时常发生的现象之一，通过有效的排水系统及时排出涌水是保障全矿井生产高效、安全开展的关键所在。

针对煤矿井下排水泵自动化系统的设计开展分析，希望能够为其他矿井排水系统的自动化建设提供借鉴与参考。

关键词：煤矿；排水泵；自动化；系统设计1 引言煤矿开采过程中，利用井下排水系统能够及时、高效的将地下涌水排出井外，防止发生水害事故，确保矿井生产的安全，在井下排水系统之中，水泵是极为关键的设备，如果在排水系统之中水泵出现故障，不仅会导致煤矿无法正常生产，甚至会出现淹井安全事故，严重的威胁到井下作业人员生命安全。

所以，井下排水系统对于保证矿井生产的安全与稳定极为重要，开发水泵自动化系统，自动控制井下排水工作，对于确保煤矿安全生产意义重大。

2 水泵自动化监控体系2.1 设备、结构组成水泵的监控处理包括外围传感器、就地控制箱、PLC柜、低压柜等。

其中PLC柜包括中间继电器、指示平面、信号处理器等，借助运算控制可完成信号处理，从而提高水泵运行稳定性；低压开关柜包括继电器、接触器导等，起到对电磁阀的控制管理作用；就地接线箱包括I/O模块、指示装置等；传感器包括流量传感装置、闸门转矩行程开关等。

2.2 系统功能监控系统借助水位计便可实现水量监控，及时将相关数据传送至对应设备。

水位正常状况下，为了避免水泵负荷过高，可让水泵轮换运转工作，一旦水位发生异常问题，相应信号便可进行阀门控制管理，需引起重视的是必须及时向水泵中添加一定量的水，这是确保水泵正常运行的关键，尽量避开高峰用水时间，合理控制水泵开关对水泵监控、节能控制等均具有积极影响。

从提高设备实用性出发，需要在设计中留出对应接口，这对水泵数据的采集、传递而言是基础环节，然后借助互联网可将相关数据传递到对应人员，该方法实用价值较高。

2.3 操作方式分析系统监控可实现检修、半自动、全自动控制处理。

其中全自动借助传感器进行水位监测，还可根据人工设定、水位等进行泵设备运行状况的分析，从而实现水量调整、阀门控制处理，该方法对设备全自动运转具有保障作用，此外还需要及时进行系统防护处理，避免意外事故的发生；半自动处理、水位调整中一般需要人工手动处理，系统仅自动进行水位采集处理，该方法是当下较为常用的方法，具有安全性高的特点；检修状态下，系统设备处于半停滞状态，相关作业人员需要在短时间内完成检修处理，专业技术要求高。

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是开采和生产重要矿产资源的地方，但在矿山生产中，排水问题一直是一个重要的环境和安全挑战。

为了解决这一问题，矿山排水泵PLC自动控制系统被设计和应用。

本文将介绍矿山排水泵PLC自动控制系统设计的原理、功能和优势。

一、系统设计原理矿山排水泵PLC自动控制系统是利用PLC控制器与各个排水泵进行连接，通过传感器采集水位和压力等信息，实现对排水泵的自动监测和控制。

系统设计原理包括以下几个方面：1. 传感器采集数据：系统中设置水位和压力传感器，用于实时采集井下水位和管道压力等数据，将数据传输到PLC控制器。

2. PLC控制器：PLC控制器是系统的核心部分，负责接收传感器采集的数据，根据预设的控制逻辑进行数据处理和决策，并控制排水泵的启停和运行状态。

3. 排水泵控制：通过PLC控制器，可以实现对排水泵的启停、调速和自动切换等控制，根据实时水位和压力变化进行智能调节。

4. 监控和报警：系统还具有监控和报警功能，对排水泵的运行状态进行实时监测，一旦出现异常情况，系统会自动发出警报并采取相应的措施。

二、系统功能1. 智能控制：系统能够根据实时的水位和压力数据，实现对排水泵的智能控制，确保排水泵的运行状态始终处于最佳状态，实现节能和高效。

2. 自动调节：系统能够根据矿井内部水位和压力的变化，自动进行排水泵的调节，保证矿井排水系统稳定运行，避免因水位变化而带来的问题。

3. 远程监控：系统还支持远程监控功能，通过互联网连接，可以实现对矿山排水泵的远程监控和管理，方便实时了解设备运行状态。

4. 故障诊断：系统还具有故障诊断功能，能够实时监测设备的运行状态，对设备故障进行及时诊断和报警，为设备的维护和保养提供便利。

三、系统优势1. 提高工作效率：矿山排水泵PLC自动控制系统能够实现智能化的排水泵控制和运行，自动调节和监控排水泵的运行状态，提高了排水系统的工作效率和稳定性。

2. 减少人工操作：系统实现了对排水泵的自动控制，减少了人工操作的频率，降低了人工成本，同时也减少了人为操作带来的安全隐患。

矿井主排水泵电控盘改造

矿井主排水泵电控盘改造摘要：本文分析介绍了对矿井主排水电控盘进行技术改造，以及新式水电阻启动盘的工作原理、先进特点，电控系统和实践情况。

显示出了该系统的先进性，实用性，经济性。

关键词：矿井排水电控盘水电阻启动1 主排水泵电控盘改造的原因及背景：同煤集团四老沟矿南羊路水泵房共有三台水泵（型号：200D—65×8）担负着整个矿井的主要井下排水任务，每天向地面排水量为4300t，系1992年8月安装使用，该水泵配用的电控盘型号为QZ0—6S，主开关为油开关，电阻为金属电阻，启动时间短，电流大，属淘汰产品，配件购买困难，故障频发，已严重影响到矿井主排水的安全，故对其进行电控运行软启动改造。

2 GSDQ水电阻起动装置结构特征与工作原理：2.1 结构特征水电阻起动柜由水电阻箱、定极板、动极板、电阻液、传动结构、动极板伺服电机、短接开关、电气控制器件及柜体等组成（见图1）。

水电阻由水箱、定极板、动极板、电阻液组成。

影响电阻值变化的三大因素是：①水电阻电解质浓度②水电阻液温度③水电阻定、动极板间的距离。

水电阻电解质浓度，在首次调配以后，浓度基本保持不变；温度对电阻值的影响，灵敏度主要在低温段，负温度特性，且变化范围不大；因此，水电阻阻值的变化，主要靠改变定、动极板间距来完成，并且跟极板间距成正比。

2.2 工作原理高压开关柜、水电阻启动柜、主电动机顺序电连接。

二次控制联锁、连接，操作控制在高压开关柜上完成。

高压开关柜合闸后，水电阻起动器接受到其辅助常开接点闭合的信号（称起动指令），经逻辑判断后，起动器接程序运行。

这时，伺服电动机带动传动机构向下移动，动极板也一起向下移动，与定极板的距离逐渐减小，主电动机逐渐加速，当动极板运动到最下端时，短接真空开关工作，使主电动机全压运行。

整个过程由PCL控制，精确度、故障率低，调整方便。

工作原理图见图2。

3 技术性能及特点：3.1 主要性能：①工作电压等级：6kV；②介电强度：1min工频耐压18kV；③起动电流倍数（起动电流/额定电流）：2.5～4；④起动时间：10～120s范围内可调整；⑤水电阻液正常工作温度：0℃～70℃；⑥跳闸保护措施：a）超流；b）欠压；c）起动超时；d）电阻液温度超85℃。

顾桥矿中央区主排水泵自动控制系统改造

顾桥矿中央区主排水泵自动控制系统改造摘要井下涌水是危及矿井安全的重要因素。

井下水泵房排水系统担负着整个矿井积水排除的任务，其安全可靠性直接影响矿井生产的效率和安全。

根据顾桥矿排水系统的现状，提出了解决方案，经过实践，系统可靠运行，效果良好。

关键词中央水泵房；触摸屏；PLC；系统监控0 引言目前，顾桥煤矿中央区中央水泵房安装7台MDS420—96×10型多级离心式水泵，拖动电机为1 800kW、10kV，直接起动；2个水仓，水仓深度为5m，设有4台配水用液控闸阀；目前引水方式采用真空泵抽真空方式，即泵房设有2台真空泵（一用一备），真空泵抽真空管路1趟，电机为11kW、660V；泵房排水设有4趟排水管路，排水管路直径为DN300，每台泵设4台液控闸阀，分别对应4趟排水管路，即井下主排水泵房共设有28台液控闸阀。

泵房设有2组液压站，各由2台油泵组成（一用一备），所配电机为5.5kW、660V。

集中控制系统配置为1套现场控制站+触摸屏显示。

存在问题：1）控制站故障时（硬件和通信故障），水泵房无法实现排水功能；2）水泵时常出现不合理运行情况，如有的长期使用，有的长期不使用；3）无法满足开启多台水泵、管路自动选择以及实现2台泵同时进1趟排水管路等各种要求；4）无法实现对液压闸阀自动控制；5）不能检测水泵轴承温度。

为解决上述问题，对顾桥矿中央区主排水泵控制系统进行了改造，设计了主排水泵自动控制系统。

1 系统设计方案1）7台泵由2个控制站进行控制，即其中一个控制站控制4台泵，另一个控制站控制剩下3台泵。

每台泵增加就地控制箱，控制站用S7—300系列。

在真空泵附近安装1台本安控制箱，控制2台真空泵的起停和抽真空闸阀、补水闸阀的打开或关闭，这样避免了其中1个控制站或2个控制站同时出现故障导致泵房不能排水问题；2）完善的控制操作程序，采集各个阀的开、关到位信号，以满足开启多台水泵以及管路自动选择和液压阀控制等各种要求，能够实现2台泵同时进1趟排水管路，同时可以在触摸显示屏上显示泵的工作时间；3）在真空泵抽真空的基础上，增加一套水射流系统，以真空度控制器为主，真空压力变送器为辅的原则，在每一台泵抽真空管上均安装一只真空度控制器和一只真空压力变送器；4）增加温度传感器，实时检测水泵轴承温度，并在显示屏上显示。

井下排水系统水泵自动化控制系统设计

2021年第2期2021年2月在煤矿生产作业中，井下水害作为不可避免的生产灾害，长期以来一直是威胁矿井生产安全的主要因素之一，严重的甚至还会造成人员伤亡[1]。

因此，加强对矿井水害问题的探究，在井下构建安全高效的排水系统，实现对井下水害的有效防治意义重大。

鉴于此，本次研究针对井下排水系统水泵自动化控制系统设计开展研究。

1井下排水系统模型分析图1为井下排水系统模型示意图。

图1中，H 2和H 1分别为井下储水仓高水位、低水位，m ；n 为水泵总数量；u (k )为水泵作业的决策向量；q (k )为涌水量同储水仓水位间的函数关系。

图1井下排水系统模型示意图u (k )表达式为：u (k )={u 1(k )，u 2(k )，u 3(k )，…，u n (k )}，(1)式(1)中，u 1(k )，u 2(k )，u 3(k )，…，u n (k )为第1，2，3，…，n 台水泵在k 时刻的状态。

u n (k )∈{0，1}，其中0代表水泵停止，1代表水泵启动。

q (k )表达式为：q (k )=KH (k )，(2)式(2)中，K 为常数；H (k )为储水仓水位，m 。

对于排水系统而言，其作业的目标就是将q (k )始终保持在H 1耀H 2区间内，而最佳状态则是q (k )无限接近低水位H 1，而控制的方法便是通过对u (k )进行调控，即对井下n 台作业水泵的启停进行操控。

而为了确保控制作业的精准性和最优化，除去在储水仓内设置最高和最低水位，还可进一步划分出极限水位、警戒水位。

2井下排水系统水泵自动化控制系统硬件设计2.1硬件构成图2为排水系统水泵自动化控制系统硬件构成示意图。

整个系统构成组件大体分为4个模块，分别是PLC CPU 模块、开关量处理模块、模拟量处理模块和通讯模块[2-3]。

其中，PLC CPU 控制模块由PLC 和多种拓展模块共同构成。

作业时，PLC 在收集到水泵控制所需的各个参数后，依照预设的水泵启停控制流程针对排水水泵进行逻辑控制，并同步将水泵运行系统信息、参数信息等汇总后通过以太网上传至人机界面或井下环网。

煤矿井下主排水系统工艺流程及其自动控制系统设计_李亚哲

第5期　2011年5月工矿自动化Industry and M ine A uto matio nNo .5　M ay 2011　文章编号:1671-251X (2011)05-0015-04 DOI :CNKI :32-1627/TP .20110428.1723.004煤矿井下主排水系统工艺流程及其自动控制系统设计李亚哲(中煤科工集团常州自动化研究院,江苏常州　213015) 摘要:介绍了煤矿井下主排水系统的相关工艺流程,总结了煤矿井下主排水系统的特点,设计了一套煤矿井下主排水自动控制系统,详细介绍了该系统的组成和软件控制策略。

该系统通过井下控制主站的决策控制对排水设备的运行过程和运行状态进行自动控制与监测,使排水设备达到最佳工作状态;同时可根据峰谷分时电价、水仓水位及涌水量情况控制水泵的启停,从而达到有效节约能源、降低劳动强度、延长设备使用寿命的目的。

关键词:矿井排水;水泵;工艺流程;自动控制;传感器中图分类号:TD636 文献标识码:B 网络出版时间:2011-04-2817:23 网络出版地址:http ://w w w .cnki .ne t /kcm s /detail /32.1627.TP .20110428.1723.004.htm lTechnical Process of Coal Mine M ain Drainage System and Desig n ofIts Automatic Control Sy stemLI Ya -zhe(Changzhou A utom ation Re sea rch Institute of China Coal Technolog y and EngineeringG roup Co rpo ration ,Changzhou 213015,China ) A bstract :The paper intro duced related technical pro cess o f coal mine main drainage system ,summarized characteristics o f coal mine main drainage sy stem ,designed autom atic control sy stem of coal mine main drainage ,and introduced composition and softw are contro l strategy of the sy stem in details .The system can control and m onito r operation pro cess and state of drainage devices autom atically w ith decisio n -making o f m ain contro l station to m ake drainage devices achieve the best w o rking condition .Meanw hile ,the sy stem can co ntrol start and sto p of w ater pump acco rding to TOU tariff ,w ater level of w ater sump and w ater inflo w condition to save energy effectively ,reduce labo r intensity and ex tend service life o f drainage devices .Key words :mine drainage ,w ater pum p ,technical pro cess ,automatic control ,senso r 收稿日期:2011-01-12基金项目:科技部科研院所技术开发研究专项资金项目(2008EG122185)作者简介:李亚哲(1980-),男,陕西渭南人,工程师,现主要从事煤矿自动化产品的研制工作,已发表文章2篇。

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。

试论煤矿井下主排水自动控制系统的实现

试论煤矿井下主排水自动控制系统的实现【摘要】煤矿井下排水系统可以确保煤矿在生产过程中的安全性，能够将井下涌出来的水全部排出去。

到目前为止还有很多煤矿井下排水系统仍然采用传统的人工控制形式，基于此，本文主要结合实例对煤矿井下主排水自动控制系统的实现进行了探讨。

【关键词】煤矿；井下主排水；自动控制系统煤矿井下主排水自动控制系统指的是通过自动的对水仓中的水位以及其他相关的参数等进行检测，实现自动控制水泵的开启时间以及停止时间，在合理范围内调度具体的轮换工作，最终达到主排水泵自动化控制的目的。

1.实例概况某煤矿中三号井的年产量能够达到85万吨，是一座现代化的矿井，在主排水泵房当中安装了4台型号为MD155－67*9主排水泵，与主排水泵配套的电机功率达到了450kW，电机的电压等级达到了10kV。

另外，采用型号为QJG1－200/10的高压磁力启动器，然后通过PLC控制技术能够自动对水仓的具体水位进行监测，自动控制水泵的开启时间和停止时间，并且在合理的范围内调度具体的轮换工作，最终实现了主排水泵自动化控制。

2.主排水泵自动控制系统的基本特点（1）安装的PLC控制器比较先进，而且还配备了以太网通讯模块，具有较好的实时性，处理数据的速度非常快；（2）可以自动监测水仓的具体水位，自动调度轮换工作并控制开启时间，均匀分布各个水泵以及相应管路的具体使用率，有效的降低了设备出现故障的概率；（3）采取了多重可靠性处理措施，系统在出现故障的时候能够自动联锁并指定应急预案，大大减少了设备维护工作量，最终实现了无人值守的目标；（4）具有较强的扩展性，能够随时增加相应的节点。

3.主排水泵自动控制系统的组成煤矿井下主排水自动控制系统主要由水泵电机、真空泵、矿用隔爆兼本安型PLC控制箱、压力传感器、流量传感器等组成。

4.监控信号的采集（1）开关量输入信号:水泵的开启和停止状态、出现故障时的状态、远程控制设备状态；每个阀的开状态、关状态、过扭矩、故障状态、远控状态；真空泵的运行状态、故障状态;操作人员的控制指令、检修指令、测量液位的报警状态。

井下排水自动控制系统的设计与应用

该排水自动控制系统设计科学合理，行安全可靠。运关键词：水系统；排自动控制；泵水
中图分类号：Ｐ７Ｔ２１
文献标识码：Ｂ
文章编号：０３—００（０００一０６— ２１０５６２１）ｌ０１０
２１年第１００期
中州煤炭
总第１９６
井下排水自动控制系统的设计与应用
张红亚，吴鹏，王宏耀
（煤集团公司裴沟煤矿，南新密郑河４２８５３５）
摘要：沟煤矿的大部分工作面位于一２０ｍ水平以下，作面涌水以顶板淋水为主。目前矿井涌水量逐步裴０工
平由＋０ｍ水平逐步向深部延伸，于２０５并０４年２
月形成一３０ｍ水平。目前，沟矿主力生产采区０裴
２方案设计
针对上述情况，据裴沟矿的技术现状，虑在根考
为３２采区和３４采区，在开发３采区和４正１２采区，矿井生产工作面大部分位于一２０ｍ水平以下，０工
裴沟煤矿是郑煤集团的骨干矿井之一，０７年２０矿井核定生产能力为２０万ｔａ０／。矿井原生产水平
智能分析后自动控制水泵的启动和停止，而减轻从
现场司泵人员的劳动强度，确保矿井的安全生产。

井下排水泵自动控制方式的改进

井下排水泵自动控制方式的改进摘要：针对深井排水泵自动控制系统在应用中出现的问题，对电动闸阀的控制方式进行研究和改进。

应用结果表明，该改进方式能提高启泵的成功率，保证系统稳定运行。

关键词：矿井排水系统水泵控制电动闸阀随着采掘工艺和水平的提高，矿井深度不断增加，出现了越来越多的千米矿井。

这些矿井有的采用多级泵房分成多个水平的方式进行排水，有的使用大功率电机直接将水排到地面。

淮沪煤电丁集煤矿井深900 m，采用一级排水将水排到地面。

在排水泵自动控制过程中存在一些问题。

该文对排水泵自动控制系统的电动闸阀控制方式进行了改进，取得了良好的应用效果。

1 排水系统概况丁集煤矿泵房位于-890 m水平，内设5台矿用多级离心泵，担负全矿的主要排水任务。

单台水泵排水流量为400 m3/h，电机功率为1980 kW，在没有较大水情时一般在凌晨用电低谷时段排水，白天停泵。

由于矿井井深大，水压高，排水管路上的逆止阀不能严格地密闭，在白天停泵后管路中的水会逐渐泄漏，到下次启泵时逆止阀上方基本上是一段空管路。

在电机启动开启电动闸阀时，出水口压力会发生巨大的跳变，严重时排水管路会抖动，不能正常排水。

排水泵自动控制系统采用CAN总线通讯方式，主要包括1台KJD30Z矿用嵌入式本安型工业控制计算机、多台KDK8矿用多功能控制驱动器、多台KCC2智能I/O接口及各种本安传感器、地面监控计算机等，如图1所示。

井下KJD30Z本安型监控站安装在泵房控制室内，完成控制现场各传感器信息的采集与处理任务，通过高性能控制软件设定的自动控制流程实现自动控制功能。

KDK8多功能控制驱动器串接在一根总线上与KJD30Z本安监控站通讯，可实现单台水泵的控制，在自动方式下接收KJD30Z本安监控站下发的控制命令实现多台水泵的自动控制。

KCC2本安型智能I/O接口挂接在总线上，将现场的各种模拟量信号或开关量信号转换为总线信号发送给KJD30本安监控站。

2系统控制方式的改进2.1人工控制经验改进系统控制方式时首先借鉴人工控制经验。

煤矿井下主排水泵自动控制系统的应用与研究

煤矿井下主排水泵自动控制系统的应用与研究
赵利起
（山西省晋城媒业集团，山西晋城０８０４０６）
摘要：煤矿井下主排水泵自动控制系统是通过自动检测水仓水位及相关参数，能够自动控制水泵适时启动、
现了水位的自动监测。
系统的基本特点如下：① 选用先进的ＰＣ控制Ｌ器，并配以以太网通讯模块，实时性好，数据处理速
度快；② 能够通过检测水仓水位和其他工况设置，自动控制水泵轮换工作与适时启动备用泵，使各水泵及其管路的使用率分布均匀，减少了故障率；③具有多
２３系统的基本特点．
（）通过自动检测水仓水位及相关参数，达到１了自动控制水泵适时启动、合理调度轮换工作、及时
报警的目的。
（）采用超声波水位仪和投人式水位传感器两２
套设备同时工作、互为参考，编制逻辑选择程序，避免水位传感器故障造成的严重后果，并实时报警，实
上位机
泵适时启动、停止，合理调度轮换工作，实现了水泵的自动控制。
２系统组成
２１系统网络结构图．
高压开关
工业以太网Ｔ／ＣＰＩＰ
主排水泵自动控制系统网络结构图见图１。

矿井主排水自动控制系统研究与应用

矿井主排水自动控制系统研究与应用摘要：自动化排水集控系统采用高性能西门子S7系列PLC控制器，根据排水控制的要求、水仓水位、供电峰谷区段时间、矿井涌水量和煤矿用电负荷情况，控制在用电低峰和一天中电价最低时开启水泵，用电高峰和电价高时停止水泵运行，以达到避峰填谷及节能的目的。

关键词：PLC 排水系统自动控制1、引言井下排水系统是煤矿生产中四大系统之一，担负着井下积水排除的重要任务。

如果不能及时地将这些积水排送到井上，井下的生产就可能受到阻碍，井下的安全就会得不到保障，严重者会造成重大事故。

给人民的生命、国家的财产都带来了极大的威胁。

因此，井下排水就显得尤为重要。

2、矿井排水系统的组成部分井下排水系统一般采用离心式水泵，一些小型煤矿或浅水井临时排水系统也采用潜水泵。

离心式水泵排水系统主要由离心式水泵、电动机、起动设备、仪表、管路及管路附件等组成。

3、控制系统总体结构系统采用现场层（远程IO），控制层（PLC）和管理层（工业计算机）组成的三级控制系统来实现排水系统的自动控制。

工业计算机利用友好人机界面实现人机对话和远程监控功能，PLC作为控制器完成逻辑处理和控制任务，远程IO 实现现场数据的采集和上传。

4、基于PLC的矿井主排水控制系统设计系统由PLC（可编程逻辑控制器）、触摸屏、检测部分（模拟量和开关量采集）和执行部分等组成。

5、PLC的软件设计西门子的S7-300系列PLC所用的编程语言是西门子开发的STEP7，这是一种可运行于通用微机中，在WINDOWS环境下进行编程的语言。

将它通过计算机的串行口和一根PC/MPI转接电缆与PLC的MPI口相连，即可进行相互间的通信。

通过STEP7编程软件，不仅可以非常方便地使用梯形图和语句表等形式进行离线编程，经过编译后通过转接电缆直接送入PLC的内存中执行，而且在调试运行时，还可以在线监视程序中各个输入输出或状态点的通断状况，甚至可以在线修改程序中变量的值，给调试工作也带来极大的方便。

煤矿井下水泵自动控制系统

1.概述
煤矿井下水泵自动控制系统可对矿井排水系统进行集中监测和监控，并能接入全矿井综合自动化系统。

通过各种先进可靠的传感器、保护装置、电动执行器等监测煤矿井下排水系统各种设备的工作状态，实现井下水泵排水系统的自动控制，使水泵排水系统安全可靠、节能高效、经济合理的运行，从而实现减人提效、安全生产的目的。

2.主要技术特点
（1）多种控制方式可供选择，设有远程控制、无人值守、就地自动、就地检修（调试）四种工作方式。

（2）每台水泵可选择运行、备用、检修等运行模式，从而提升泵房整体运行的可靠性和运行效率。

（3）系统具有多种保护及语音报警功能，当出现开关故障、泵体过热、轴承过热、电机过热、压力下降、流量下降、阀门故障等情况时系统将自动停止运行，并语音报警。

（4）系统检测功能齐全，可实时检测流量、水仓水位、出水压力、真空度、电机温度、泵体温度、电流、电压、闸阀状态等一系列参数。

（5）配置视频图像监视装置，可实时监视现场设备的工作状态。

（6）工业控制计算机采用12.1”大屏幕TFT彩色液晶显示器，可以动画、图形、汉字等方式直观显示工艺设备的运行状态、生产工况参数、设备故障等。

（7）井下控制机具有菜单式操作界面，所有保护值可以通过光标、键盘设置，用户还可以根据现场情况屏蔽不需要的保护功能。

（8）具有历史数据、历史曲线查询、显示统计功能。

（9）接口类型丰富，配置有以太网、CAN及RS485接口，易于电力监测系统、全矿井自动化系统等联网。

对煤矿井下排水系统自动化改造及控制思路分析

对煤矿井下排水系统自动化改造及控制思路分析发布时间：2021-03-25T05:46:57.924Z 来源：《河南电力》2020年9期作者：伍超[导读] 在煤炭的地下开采过程中，在巷道里和工作面上都会有一些地下水，这些地下水通过煤层渗透，经过逐渐积累就形成了矿井水。

（南京双京电器集团有限公司）摘要：本文主要分析了煤矿的井下排水系统，重点提出了关于排水系统的自动化改造策略，这既能大幅度地提升水泵的排水效率，又能起到节约能源的效果。

通过对自动化排水系统的改造以及控制策略的分析，旨在更好地实现对水泵运行状态以及运行过程中的自动化监测与控制，真正地实现减员增效。

关键词：排水系统；自动化改造；控制策略在煤炭的地下开采过程中，在巷道里和工作面上都会有一些地下水，这些地下水通过煤层渗透，经过逐渐积累就形成了矿井水。

而井下排水系统主要就是负责将这些矿井水排到地面上，为煤矿施工的安全提供保障。

实现井下排水系统的自动化，顺应煤炭业的发展，也将满足煤炭产量增加的需要。

1煤矿井下排水系统概述1.1煤矿井下排水系统介绍煤矿井下排水就是要求将矿井涌水及时地排送到地面，为井下创造良好的工作环境，确保安全生产。

具体来讲，就是通过水泵和管路把水从涌水点排到盘区水仓，再通过盘曲水仓的固定排水设备把排到主水仓，最后由主水仓排水设备将水排到地面。

煤矿井下排水系统可以分为两大类型，分别是单水平开采的排水系统和多水平同时开采的排水系统，其具体的分类如图1所示。

煤矿地下排水系统主要是由水仓、水泵房以及主排水设备组成的，其中水仓就是专门用来储存矿水的巷道，在集中储存矿水的同时，也能起到沉淀矿水中悬浮物的作用；水泵房是安装水泵、电机等设备的硐室，使矿水能够沿排水沟流向水仓；排水设备主要包括水泵、电动机、启动设备以及管路和仪表等。

1.2自动化排水系统的介绍目前，煤矿井下自动化排水的方式主要有三种，分别是手动模式、半自动模式以及全自动模式，手动模式是利用人工操作的方式来人为地控制按钮的开启和关闭，在实际情况下适用于就地控制和远程控制，在一些特殊情况下，如需要对水泵进行检修时，就应采取手动模式，半自动模式是现场人员根据水仓的实际水位情况来手工地操作触摸屏，实现对各台水泵的开启和关闭，从而确定投入工作的数量。

井下水泵自动控制系统的应用和管理

井下水泵自动控制系统的应用和管理【摘要】随着煤矿生产控制工作由最初的安全监控转向多元化的井下全面监控，井下管理工作对生产设备工作效率和稳定性及工况监控系统工作水平提出了更高的要求。

井下水泵自动控制系统的引进与利用是实现煤矿井下水泵自动化管理控制的关键途径，对井下水泵自动控制系统的有效利用和管理十分重要，也是实现系统指令与工况反馈的关键所在。

【关键词】井下水泵；自动控制系统；应用与管理1.自动控制系统应用及管理特点1.1系统管理与应用概况当前的井下水泵自动控制系统很多特点与优势都是相对于传统的人工监控工作管理模式而言的，相对于传统的人工管理模式管理效率低下、人工耗用过高、能源利用率低、总体管理水平不高的问题而言，井下水泵自动控制系统是煤矿井下作业设备管理及工矿反馈自动化、高效化、精准化的主要载体。

现以某煤矿井下作业管理为例，矿井中央有主、副水仓各一个，水仓容积之和为3450m3，矿井下的中央泵房使用6台PJ200×6型排水泵，泵流量400m3/h，扬程700m。

主排水泵自动控制系统采用PLC控制系统负责井下设备与作业的自动化控制管理。

1.2系统管理与应用基础井下水泵自动控制系统的管理与应用操作在系统的设备与构成的基础上进行，系统的构造主要分为外围传感器、就地控制箱、LED模拟显示屏、井底集中操作台、PLC隔爆控制箱以及地面上位工控机这五个方面，其中的地面上位工控机根据矿井实际生产和工作状况选择配置或不配置。

2.自动控制系统应用2.1排真空环节系统应用排真空环节应注重水泵叶轮与水位状况的控制，查看叶轮是否完全浸在水中，确保水泵之内没有空气存在，从而避免水泵出现不上水问题或烧坏部件。

在排真空环节的实际应用操作中，应采用射流阀等工具保证足够的真空度，并采用高精度的传感器及压力检测法检查水泵工作环境中的真空度。

2.2闸阀操纵应用在井下水泵闸阀操纵环节的应用中，应尽量降低闸阀的启动功率，注意水泵的工作性质对启动功率的影响，若为离心式水泵，则应在确认关闭闸阀后在启动水泵。

集水井排水泵自动控制回路改造

集水井排水泵自动控制回路改造摘要：本文介绍集水井排水泵新自动控制回路，新集水井排水泵自动控制回路有针对性地选择使用元器件，使旧集水井久而未决的问题得到解决。

关键词：水位传感器，监控系统，流程图，WP-80液位控制仪1 引言集水井位于大坝底层尾水位以下，是搜集水轮机顶盖漏水、水轮机层消费或生活漏水、尾水人孔漏水、大坝渗漏水等，然后通过高扬程排水泵将集水井搜集的水排到尾水下游。

集水井排水泵的自动控制回路是水电厂众多自动控制中的重要控制回路之一，它的平安可靠运行是水电厂平安运行的重要一环。

2 集水井排水泵旧自动控制回路存在问题集水井排水泵旧自动控制回路主要由水位电极、水位继电器、交流接触器、中间继电器、盘面指示灯、冲击继电器、电铃等组成。

工作原理是水位继电器将交流220V降压整流成直流50V电源接到水位电极的两极，当水将自动电极浸没时，水将电极导通，水位继电器动作，接通水泵交流接触器控制回路，水泵运转抽水，当水位降落到返回电极以下时，返回水位继电器失电复归，切断水泵交流接触器控制回路，停顿水泵。

由于这些元器件的运行环境、特性等，在运行过程中存在以下问题：〔一〕因为水位电极一直带电，所以集水井也是带电的；〔二〕水位电极通过水道通，这样会发生电解化学反响，腐蚀电极和连接电极的导线，导线经常被腐蚀断，造成误动或不动；〔三〕水位继电器内部接点容量缺乏，接点粘连时有发生，造成水泵抽水不会停，或频繁启动水泵；〔四〕报警采用信号灯和冲击继电器、电铃，因为离中控室较远，信号不容易被发现，虽然经改造将信号引至监控系统，但信号不全，不能满足平安和少人值守的要求；〔五〕中间继电器使用380V电源，通如今采用弱电控制的开展趋势不符，也不平安；〔六〕由于以上问题，维护人员的维护工作量增大。

曾经有一次，连接水位电极的公共线被腐蚀断，因为没有公共线，造成水泵不会自动启动，信号也没有反映出电极的公共线断了。

幸亏巡检人员发现及时，马上手动启动水泵抽水，才防止了水淹厂房事故。

矿井主排水泵自动化控制系统的研究与应用

矿井主排水泵自动化控制系统的研究与应用任永忠，刘哲，史好好（山东省岱庄生建煤矿，山东微山277606）摘要岱庄生建煤矿根据矿井的实际情况，对原来的主排水泵以人工管理为主的控制管理体系进行自动化改造，使设备实现自动运行和自我诊断，实现了全自动和远程开泵，大大降低了水害带来的威胁。

通过“一键式”开泵，也降低了水泵司机的劳动强度，杜绝了操作失误而带来的安全隐患，进一步提高了矿井排水的安全保障能力。

关键词主排水泵自动化控制研究与应用中图分类号TD63+6文献标识码B1国内相关产品与技术发展水平、现状煤矿井下主排水泵房传统的以人工管理为主的控制管理体系存在人力消耗大、单位人员费效比低、设备管理维护水平低、能源利用率不高、长期存在浪费等一系列问题。

为有效地克服这些缺陷，提高企业的综合管理水平，国家相关部门组织科研小组，在现代计算机网络技术、现场总线及数据库技术基础之上专门针对煤炭行业的特点开发出基于PLC和组态监控软件的矿井水泵自动化监控系统。

监控系统根据矿井的实际情况，在原来的设施基础上进行自动化改造，使设备实现自动运行和自我诊断。

在确保可靠性、安全性的基础上，采用可编程控制器，传感器、电动闸阀、工业控制计算机等主要设备，对井下主排水泵控制系统进行全新的改造。

2立项必要性项目开发人员通过考察和探讨，决定采用一种性能更为可靠的多节点光纤通讯产品———双环自愈光端机。

在多节点的网络中，每台光端机电接口挂一个RS －232或者RS－485/422设备，而双环的概念就是通过光端机上的2个独立光口串接成2个光纤环路，环路自诊自愈，当一个环路故障时自动切除，另一环路可即时替换，各从站故障、掉电、断纤时自动切除，故障恢复后自动投入，这就大大提高了监控系统通讯的可靠性能。

基于以太网、数字化矿山信息化矿井的井下泵房自动化监控系统，具有先进的设计理念，拥有流量、真空和电路等多重保护信号，并通过网络实现了系统的远程控制功能；同时，系统的自动运行方式使井下的排*收稿日期：2012－03－15作者简介：任永忠，男，工程师，1989年毕业于徐州煤炭学校，现任山东省岱庄生建煤矿机电监区生产监区长。