基于模块控制的煤矿井下自动排水监控系统设计.doc

基于模块控制的煤矿井下自动排水监控系统设计.doc基于模块控制的煤矿井下自动排水监控系统设计
摘要：从我国煤矿生产实际出发，结合现代工业控制及监测技术， 介绍了一种井下自动排水的监控系统，该监控系统基于模块化设计，主要 由水位与系统相关参数监测模块、PLC控制模块和联网通讯模块组成。由 于其模块化设计，系统易于扩展和维护，为今后矿井排水系统的进一步自 动化提供了重要的参考依据。
关键词：井下排水系统模块化设计监控系统PLC自动化
1概述
矿井排水系统负责排出煤矿井下积水、涌水，保证煤矿生产的安全， 是煤矿生产中的四大系统之一。井下排水系统的一个核心部分即是监控系 统。矿井排水系统是一个系统化很强的系统工程，在排水过程中不仅要考 虑积水、涌水的多少，还耍考虑能耗及矿井内的各种因素的影响，自动化 很难，因此，在很长一段时间排水系统主要靠人为控制操作，通过人工观 察矿井下水位情况，根据以往经验，决定开启和关闭水泵的数目。但这种 人工控制方法会增强工人的劳动强度，并且整个操作过程易受人为因素影 响，安全系数较低。
随着社会及科学技术的发展，逐渐出现了煤矿井下的自动排水系统，
目前应用较多的是通过PLC控制排水系统，从而实现系统的自动检测和工
作。本文正是在此基础之上应用模块化方法对井下自动排水的监控系统进 行了设计，对排水系统的安全运行、实时监测和有效管理具有十分重要的 忌乂。
2矿井自动排水监控系统的性能要求
2. 1防爆性能
煤矿生产以安全为主，特别是在井下特殊的环境下安全生产显得更重 要。因而排水系统整体来说属于电控系统，因此防爆性能一定要达到煤安 标准。

自动排水系统的主要目的是适时排出井下积水，所以其主要监测对象 是水位情况，积水量一有变化监测系统应马上给出反应，以便于系统及时 有效的排水。另外水泵内的压力、真空度等启动用参数和电机温度、系统 电流、管路流量等系统安全运行的保障参数也需要进行实时监测，如果有 关参数超出正常范围，要发出警报信号，以保障系统正常工作。

根据井下排水的特殊环境，耍求水泵起停平稳，特别需耍达到缓慢开 启和闭合的要求。在启动的过程中，如果各参数不能达到要求，整个排水 系统就不能进入止常的运行状态。

水泵组运行优化控制是可靠性和经济性的系统工程。依据井下积水的 多少，自动控制水泵运行的数目，既不浪费能源乂能达到排水耍求，防止 水难的发生。还要做到用电的“避峰就谷”，但在积水过多时优先选择排 水。另外，为了避免水泵的长时间不停工作和长期闲置，需要合理安排水 泵进行轮班工作。

井下口动排水系统是煤矿生产的重要组成部分，但并不是孤立的一个 系统，需要配合其他的生产部门进行工作。所以，排水系统需要拥有通讯 能力以便及时的将排水系统的有关情况传送给全矿生产监控部门，以使管 理人员能够及时了解井下排水系统的工作状态和做出合理的决策。
3矿井自动排水监控系统的基本结构
矿井口动排水监控系统主要由水位与系统相关参数监测模块、PLC控 制模块和联网通讯模块组成。然后用可控闸阀和电磁接触器等作为执行元 件，完成対排水系统的控制。其监控系统的基本结构如图1所示。
■
图1监控系统基本结构图
4矿井自动排水监控系统的模块化设计
4