矿井排水系统中全自动控制对PLC技术的应用.pdf

2 01 4年 第 1 1期 矿井 排水 系 S c ie n c e a n d T e c h n o l o g y ＆ I n n o v a t i o n I 科技与创新 统中全 自动控 制对 P L C技术的应用 郭传奇 烟台市联通人力资源服务有限公司，山东 烟台 2 6 4 0 0 0 摘要对矿井排水系统进行概述，并在此基础上对P L C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 ；P L C技术 ；控制 中图分类号T P 2 7 3 文献标识码A 文章编号2 0 9 5 --6 8 3 5 2 0 1 41 1 0 0 6 3 0 l 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同定式排水设备。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 P L C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 水仓；2 一离心泵；3 一闸阀；4 一止回阔 5 一球阀；6 ～管道 ；7 一开关柜 ； 8 一矿用防爆电动机 ；9 一射流泵 图 1 矿井排水系统结构示意图 本文所提出的系统以 P L C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。P L C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 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 P L C、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 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 P L C进行自动控制。 2 ． 5 系统的应用优势 本文所提出的P L C全自动控制系统， 能够对矿井排水泵的运行 和参堂 险测进行自动控制， 并实时显示排水系统的实际丁况； 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 著的牛 寺 电是运行稳定可靠、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 P L C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 l 1] 康 富平． 煤矿 自动排 水 系统 中基 于 P L C 和模糊控制技 术应 用探讨 I J 1 ． 内蒙古煤炭 经济 ，2 0 1 3 0 3 ． [ 编辑 李珏 ] M i ne Dr a i na g e Sy s t e m PLC Au t o ma t i c Co nt r o l Te c h no l o g y f o r Ap pl i c a t i o ns Gu o Ch u a n qi Abs t r a c t Th e m i n e d r a i n a g e s y s t e m o v e r v i e w,a n d o n t h e b a s i s o f r e s e a r c h o n t h e s p e c i fi c a p p l i c a t i o n o f P LC t e c h n o l o g y i n a u t o ma t i c c o n t r o l o f mi n e d r a i n a g e s y s t e ms ， a n d e x p e c t t o b e a b l e t o i mp r o v e t h e o p e r a t i o n a l s t a b i l i t y o f t h e m i n e d r a i n a g e s y s t e m h e l p． Ke y wo r d s mi n e ； d r a i n a g e s y s t e m； P LC t e c h n o l o g y ； c o n t r o l 63