井下排水远程集控自动化系统的应用

2017年4月

HenanScienceandTechnology

矿业与水利

井下排水远程集控自动化系统的应用

孔少华

（河南地方煤炭集团有限公司，河南

郑州450002）

摘要：井下排水自动化系统起着非常重要的作用，可以第一时间发现水泵运行系统存在的不安全因素，自

动监控水泵，并且对泵房每一个水仓的水位与出水管道流量进行实时监控，能够将泵的实时状态提供给煤矿各级领导与职能管理部门，还能够对泵启停进行远程集中控制，自动对井下泵房实行值守，较好地确保井下排水系统的运行更稳定、更可靠。关键词：排水；自动化；远程集控中图分类号：TD744

文献标识码：A

文章编号：1003-5168（2017）04-0114-02

ApplicationofRemoteControlSystemShaohua

forUndergroundDrainage

（HenanLocalCoalGroupKongCo.,Ltd.，ZhengzhouHenan450002）

Abstract:ineachoperationThesystemundergroundofwaterdrainagepumpforautomationthefirsttime,systemautomaticallyplaysaverymonitorimportanttherole,pump,whichandcanthefindflowtheofunsafefactorspumpwatertrol,automaticallytothechamberleaderscarryandandfunctionaltheoutletoutdutyondepartmentspipecanbetheundergroundofreal-timethepumpcoalmine,monitoring,beabletoprovidethereal-timewaterstatepumpoftheofmorestableandreliable.

station,buttoalsobetterbeableensuretopumptheundergroundtheremotecentralizeddrainagesystemcon⁃Keywords:drainage；automation；remotecentralizedcontrol矿井排水是井下泵房的第一要务，关系着矿井的安表1泵房控制系统监测参数

全生产。井下排水自动化系统能够迅速发现泵房容水状序号参数

况、泵所处状态，同时还能够进行远程监控。自动化控制电机运行参数：电机前后轴承温度、电机运行电流、电机运

很好地改变了传统模式启泵时间过长、操作复杂等不足，1行电压一共四路模拟量参数有效确保了井下生产的安全进行［1］。当前，河南地方煤水泵运行参数：水泵的真空度、水泵出口压力一共两路模

炭集团叁伟煤业有限公司每一个泵房已经引入了井下排2拟量参数

水远程集控自动化系统。本文主要阐述该系统的基本情3内外水仓实时水位况，希望能和同仁互相探讨，为有效发挥井下排水远程集4排水管道流量控自动化系统作用贡献一己之力。

5水泵的运行状态监测1泵房控制系统说明6运行时间运行故障的查询

水泵的操控方式

1.1监测参数7

据、水泵工作状态进行实时记录并显示；③对水泵启动前系统的监测参数如表1所示。的抽真空进行自动控制；④对每一个水泵的启停进行远1.2

组成

程控制；⑤有操作者的登录管理和权限管理功能，避免误操作、非法操作；⑥对每一水泵的控制模式实时显示；⑦能电源1.2.1

UPS等构成，地面监控计算机站。由打印机、功能如下：①与煤矿井下中央泵房工控机、后备

PLC够对设备的动态运行数据进行查询，还能够记录与查询其实时通讯，对检测参数进行采集；②对井下泵房运行数

运行时间与故障；⑧实时记录水泵的启停控制，为查询管

收稿日期：2017-03-20

作者简介：孔少华（1990-），男，本科，助理工程师，研究方向：矿山机电。

第4期

井下排水远程集控自动化系统的应用

·115·

理设备的操作提供依据；⑨具有实时动作状态变化报警提轴承温度超过准许值时，在这种情况下，利用相应的温保示；⑩对排水系统的工艺画面进行实时模拟显示；⑪可以护装置与PLC来进行报警，严重时还会自动停机。

显示主要运行参数的趋势曲线；PLC情况，1.5.3

如果发生故障，电动闸阀故障。实时监控阀门的开关到位等

此时这一台泵将会退出自动工作方式，然后进行报警。

具有控制系统和地面计算机，1.2.2通信网络。这部分主要负责连接中央泵房的⑫能够打印运行数据。

RJ45接口，利用光缆向地面传输。向地面计算机传井下矿用一般型控制柜中表2系统的主要工作方式

输泵房控制系统的实时数据，并且还会把前者的控制命令向后者传递。

工作方式

类型

工作方式简述

当选择系统在就地手动运行方式时，每个水泵的启停控制都控制阀、1.2.3就地操作触摸屏和隔爆型电动闸阀、泵房矿用一般型PLC控制柜。由流量计和液位PLC、抽真空就地手动

是由就地开关柜人工操作按钮进行，不能通过PLC控制柜启

计等构成，功能如下：①连锁自动监控中央泵房的各个设动水泵，只保留在触摸屏控制水泵外围设备（电磁阀、真空泵

等）开启、关闭的按钮备；②对水泵吸水口的真空度进行实时采集，依此为依据决定是否进行电机启动；③对泵的出水口压力进行实时采集，操作者通过观察触摸屏上的水位等一系列参数，来人工选择

水泵开启和数量，通过相应的按钮就可以完成一台或者是多

判断设备运行正常与否；④对高压开关的电压、电流运行参集中控制台水泵的开启或停止工作。当某一按钮按下时，系统能够自

动判断且执行相应的动作（如判断水位、真空度、闸阀状态

数、故障保护信号进行实时采集；⑤对水泵电机的轴承温度等），防止水泵空转，完成水泵一键开启或停止

实时采集，以此来判断电机运行正常与否；⑥对出水管路的出水流量进行实时采集制；⑦对水仓水位进行实时监控，据远程控制

有关管理部门在地面计算机监控画面上，在有一定的授权权限时，通过水仓水位，以计算机鼠标来控制相应水泵的启停

此来对电机的自动运行进行控制，水位超过临界值自动启在选定模式下通过水仓水位情况自动开启，在水位继续上升

动水泵进行排水；⑧操作有密码保护功能，能够避免各种非水位控制时判定且开启第2台，在水位下降到一定条件时关闭一台，直

到进入低水位时，所有水泵停止法操作与误操作；⑨配置了液晶触摸屏，负责对运行的数据有故障时，上述功能不可完成，为避免该情况出现，使各设备

进行实时显示；⑩自动运行模式下，各个水泵都能够设置为检修运行

正常运行，按下PLC控制柜的检修按钮，按钮自锁，恢复没有

投入或切除工作系统数；⑪设置水泵的运行参数与保护报方式

安装该监控系统之前的操作方式，即PLC控制柜的所有控制

输出屏蔽，只保留显示功能，各水泵及其外围设备的操作均

警参数；⑫将模糊控制技术引入水泵自动轮换之中，使得排脱离PLC控制柜

水与节能变得更加可靠，为水泵工作的时间等提供了保障，对水泵的维修非常有帮助；⑬故障连锁与水位自动控制功监控，1.5.4在此基础上按照设定值，电动机故障。对每个运行电机的实时参数进行对各种电气故障保护报警［3］

。

能，改善了排水的可靠性；⑭按照水位控制原则，对水泵的轮换工作进行自动化控制；⑮当地面监控计算机失灵时，其2

关键技术与创新点

默认为自动，在这种情况下，中央泵房泵站依旧能够独立运

这一系统包括诸多类型的技术，如计算机、信息、机械行，对各个水泵轮换运行进行自动切换［2］

1.3。

及自动化控制技术等。如想要实现所有技术要求，一定要妥善处理以下问题：①务必选用满足矿井要求的设备与传感器型号，首先需满足矿用一般型或防潮、防爆等相关条水、闸阀操作、1.3.1工作原理

水泵控制要求。其控制过程主要涉及自动注水位自动监控、参数传示、故障保护与电动件；②通常泵房与地面之间距离相对偏远，因此一定要选机的联锁自动控制6个环节。

用合适通信介质与接口设备，来充分确保信息传递的可靠性与准确性；③排水泵的自动控制应当选用连锁控制技各项运行参数，1.3.2工作方式。设定工作模式下，然后向上位工控机传输，以方便地面使PLC实时检测术；④动态抽真空系统设计；⑤当地面监控计算机失电时用。其工作方式如表2所示。正常运行时，无论系统通或地面系统因病毒瘫痪、通信线路中断（光缆被砸断）时，过哪一种方式工作，都能够利用通信网络实时把泵房相井下PLC控制柜默认为自动，在这种情况下，中央泵房泵关参数、1.4设备状态传输至地面监控计算机。

站依旧能够独立运行，对各个泵轮换运行进行自动切换。

这部分一定要稳定可靠，动态抽真空系统

原来的水射流抽真空系统参考文献：

是备用设备，主要包括2台真空泵和电磁阀、液位计、PLC［1］卞绍顺，干玲，李倩倩.煤矿井下多水平排水自动化控来进行动态设定，1.5保护功能

以确保其稳定性与可靠性。

制系统的设计和应用［J］.可编程控制器与工厂自动化，2011（6）：36-38，82.

［2］甘松柏.井下主排水系统远程自动控制技术的应用［J］.是流量无法到达正常值，1.5.1流量保护。当水泵启动后或正常运行时，在这种情况下，系统将会自动启要山西焦煤科技，2011（S1）：40-41，44.

动声光报警。

［3］王霞.煤矿井下供电远程自动监测集控系统的应用［J］.1.5.2

超温保护。水泵长时间工作，当定子或电机

中国高新技术企业，2011（19）：111-112.