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一、系統(tǒng)概述
井下水泵房承擔(dān)著礦井的排水任務(wù)，對(duì)煤礦的安全生產(chǎn)起著舉足輕重的作用。水泵控制系統(tǒng)對(duì)各水泵房排水泵實(shí)行全方位自動(dòng)監(jiān)控，及時(shí)掌握其礦井涌水情況，以便及時(shí)完成排水任務(wù)，并掌握水泵的實(shí)時(shí)工作狀態(tài)，記錄水泵運(yùn)行參數(shù)，保證水泵工作在完好的狀態(tài)。該系統(tǒng)對(duì)煤礦安全生產(chǎn)具有較大的現(xiàn)實(shí)意義。
二、 設(shè)計(jì)方案
水泵自動(dòng)控制系統(tǒng)由地面自動(dòng)化監(jiān)控中心站、井下控制主站兩部分組成。主站控制器的核心部分選用西門(mén)子S7-300系列PLC，上位機(jī)選用力控組態(tài)軟件ForceControl，實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)，控制水泵啟停，以實(shí)時(shí)圖形、圖像、數(shù)據(jù)、文字等方式，直觀(guān)、形象、實(shí)時(shí)地反映系統(tǒng)工作狀態(tài)。其中現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)有：
�。�1）輸入信號(hào)：各水泵開(kāi)停及故障信號(hào)、電動(dòng)球閥狀態(tài)信號(hào)、水泵真空度、水泵電機(jī)狀態(tài)信號(hào)、水泵出口壓力、水倉(cāng)水位、電機(jī)軸承溫度、電機(jī)外殼溫度、水泵外殼溫度、電機(jī)和水泵連接軸溫度。并且可實(shí)現(xiàn)紅外檢測(cè)各主管道流量。
（2）輸出信號(hào)：水泵電機(jī)啟/�？刂�、射流裝置球閥開(kāi)/關(guān)控制、電動(dòng)閘閥開(kāi)/關(guān)控制。
圖1泵房系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖
三、系統(tǒng)功能
井下主排水監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)水泵運(yùn)行自動(dòng)化，保證水泵安全穩(wěn)定運(yùn)行，該系統(tǒng)主要具備以下5部分功能。
（1）數(shù)據(jù)采集分析及保護(hù)：系統(tǒng)可采集與監(jiān)測(cè)水泵、電機(jī)、各個(gè)排水管、閥門(mén)、水倉(cāng)等所有現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并且可以實(shí)時(shí)顯示各個(gè)設(shè)備的工作狀態(tài)，通過(guò)預(yù)先設(shè)定好的控制策略可對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行聯(lián)鎖保護(hù)控制。
（2）通訊：PLC控制器配備以太網(wǎng)通訊模塊，可把PLC接入井下工業(yè)網(wǎng)，中央泵房PLC接入井下中央變電所環(huán)網(wǎng)交換機(jī)，經(jīng)井上井下環(huán)網(wǎng)將水泵機(jī)組實(shí)時(shí)的運(yùn)行信息傳到地面監(jiān)控系統(tǒng)。支持標(biāo)準(zhǔn)OPC接口實(shí)現(xiàn)無(wú)縫交互功能。
（3）顯示功能：系統(tǒng)可實(shí)時(shí)顯示現(xiàn)場(chǎng)排水工藝流程，通過(guò)圖形動(dòng)態(tài)顯示水泵、閥門(mén)、運(yùn)行狀態(tài)，直觀(guān)地顯示水泵的工作狀態(tài)和電動(dòng)閥的開(kāi)閉位置，實(shí)時(shí)顯示水泵抽真空情況和出水口壓力、流量等實(shí)時(shí)值。
（4）報(bào)警功能：系統(tǒng)通過(guò)高度模擬現(xiàn)場(chǎng)排水工藝流程，采用改變圖形顏色和閃爍方式進(jìn)行事故報(bào)警，直觀(guān)地顯示水泵及相關(guān)設(shè)備的工作狀態(tài)。如水位、壓力、電機(jī)軸溫、水泵外殼溫度等的超限報(bào)警，自動(dòng)記錄報(bào)警信息以便工程師分析故障信息。
（5）數(shù)據(jù)記錄和存儲(chǔ)功能：地面監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集重要參量并進(jìn)行定期存儲(chǔ)，操作員可查詢(xún)存儲(chǔ)到歷史數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)，以報(bào)表和曲線(xiàn)的形式展示，并支持打印功能，為技術(shù)員分析系統(tǒng)運(yùn)行狀況提供科學(xué)的依據(jù)。
圖2 中央水泵房系統(tǒng)示意圖
四、結(jié)語(yǔ)
綜上所述，本系統(tǒng)結(jié)合先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)，借助力控ForceControl軟件平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了煤礦主排水系統(tǒng)的自動(dòng)化與智能化。
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