PLC矿井智能化主排水泵的分析

PLC矿井智能化主排水泵的分析该文简单介绍了矿井智能化主排水泵的工作原理。矿井智能化主排水泵可以实现智能化控制水泵的开启和停止、远程实时监控主排水泵的工作状况，并且可以根据水位自动确定需同时运行的主排水泵的台数，从而实现主排水泵高效经济的运行。

国内煤矿约90%都是地下开采，煤矿生产过程中会产生废水，包括井下自然涌水、生产废水等。为保证矿井的安全生产，必须将井下的废水排到地面，即矿井废水的安全排放是保证矿井安全生产的必要条件。一个简单的排水系统必须包括污水水源、水泵、排水管路和排放地点。就煤矿而言，水从井下中央水泵房经过主排水泵，从主排水管道排到地面沟渠中。1、自动控制

自动控制是指完全以PLC设定程序自动执行一系列操作，完成排水工作，不需要人为干预，通过检测水仓水位、电力波峰段和其它参数，时启动水泵，合理调度水泵运行的台数，从而提高水泵的工作效率和安全性。下面以水仓水位为例来说明水泵自动控制的全过程。

假设，原矿井每小时排出废水的流量为Q1，中央水泵房的水位为H1，由于矿井正常生产，矿井水位在Q1的排放流量下，水位变成了H2，此时通过水位监测传感器，将实时水位H2传输给PLC控制台，因为PLC控制台设有程序，该程序内设有选择语句，设有m个临界值，分别为m1、m2…mm，此时可以通过程序控制，当H2<m1时，PLC会控制关闭所有排水泵，当H2在m1和m2之间时，PLC控制开启1台水泵，当H2在mk和mn之间时，PLC会控制a台排水泵开启开展排水，这些数据根据每个矿井废水水位和涌入量的不同可以自己设定。这样可以实时自动控制，既节省人力又经济高效。其控制流程图如图1所示。

图1水位控制水泵台数工作原理示意图2、远程监控

所谓远程监控，就是在地面上就可以对主排水泵开展性能监测和控制。通过光缆以及相应信号交换设备，将井下PLC与井上的计算机相连，采用WINCC自动化监控软件建立综合自动化网络平台，可实现远程自动、半自动控制，实时显示、记录各泵组运行情况和相关参数，支持历史数据查询。同时，井下装设防爆型网络摄像机，通过光纤将图像传送到地面系统，地面调度中心通过硬盘录像机将画面发送到地面工业电视上。主排水泵控制系统如图2所示。

图2主排水泵控制系统3、实施维护

3.1、水泵轮换工作

水泵轮换是排水设备综合自动化控制系统的中心环节。它由PLC、中间继电器、接触器等组成，以上环节最终都要与本环节配合，根据水位情况自动开停水泵。为了防止因备用泵长期不用而使电机受潮或有其它故障而未被发现，当紧急情况需要投入而不能投入以至影响矿井安全，系统根据水泵的开启次数自动按一定顺序轮换开启水泵。当某台或其所属阀门故障或检修时，该泵退出轮换，其余各泵仍按轮换工作制运行。

3.2、障碍报修

不管是原始的手动控制，还是采用PLC实现的智能控制，都无法防止主排水泵出现，如主排水泵发生汽蚀损伤、主排水泵平衡盘异常磨损、主排水泵叶轮空蚀磨损、电动机短路等。这些问题都会导致主排水泵工作异常。这些异常可以通过相应的传感器，将数据传输给PLC控制台，然后PLC控制台对数据开展分析处理，将有问题的主排水泵组传输给地面计算机，由计算机发出报警信号。这样检修人员可以及时的采取措施。

3.3、管路监测

因为矿井废水的排放，主要通过管路由主排水泵排至地面，所以管路出现问题也会引起排水系统的崩溃，因为排水管路较长，不可能每处都设监测站，所以，矿井一般都有备用管路，当一个管路出现问题，PLC控制台会发出命令，自动切换到另一条管路，不用停机切换。4、结语

(1)本文通过介绍水泵的工作原理，对水泵开展了分类，并对单级、单吸离心式水泵具体工作原理做了说明。

(2)针对矿井开采这一行业的特殊性，描述了矿井主排水系统，并绘制了矿井主排水系统示意图。

(3)阐述了以PLC为核心的水泵自动控制系统，通过合理的程序设计，实现了根据水仓水位的高度自动启动水泵开展排水，减轻工人劳动强度