煤礦主排水自動化系統控制強排水泵的實踐嘗試

1、    煤礦主排水自動化系統控制強排水泵的實踐嘗試    摘 要：礦井主排水自動化控制系統已得到廣泛應用，提高了礦井安全及自動化水平。目前，煤礦正越來越多地投入強排水泵的使用，以提高礦井防災抗變能力。通常情況下，礦井強排水系統與主排水系統相互獨立，且主排水自動化控制系統也不對強排水系統進行控制?，F在嘗試把強排水系統納入主排水自動化控制系統中，實現在地面和井下現場對強排水泵的自動控制，以提高工作效率及安全水平。關鍵詞：煤礦主排水系統；強排系統；自動化控制；試驗前言目前，煤礦主水泵房已普遍使用主排水自動化系統，極大提高了主排水泵房的管理及運行水平。目前，一些

2、礦井逐步上馬強排水系統，其啟動裝置與啟閉閥門位于地面，通過地面開關柜起動，一般不納入主排水自動化控制系統，形成了與主排水系統相互獨立的局面（強排水管路與正常排水管互相獨立、互不聯通）。現嘗試將強排水系統納入主水泵自動化控制系統，利用井下水泵房控制中心、地面自動化控制中心控制地面強排水泵開關柜、井口位置的電動閥門（手自一體），完成對強排水系統的自動控制。1 主排水泵房自動化排水系統構成（1）井下水泵房控制中心。水泵房控制中心采用礦用plc可編程控制箱，plc根據相關原則自動控制投入運行的水泵臺數。在完成對主水泵自動控制的前提下，現對該控制中心進行擴充編程、制作控制頁面，通過礦井以太環(huán)網，完成對強

3、排水泵的運行控制。（2）地面自動化控制中心。地面監(jiān)控站設置在地面調度室內，通過工控機對水泵房的狀態(tài)進行監(jiān)控，水泵房內所有的信息都可以在地面的工控機上進行顯示，并可在地面控制各個水泵運行。通過編程，同時實現在地面控制強排水泵的運行，包括地面集中自動控制和現場手動兩種方式。本文主要討論集中自動控制。2 設計選用的強排水泵系統簡介（1）經計算，我礦突發(fā)最大涌水量為800m3/h，設計選擇bq550-230/6-560w-s礦用潛水電泵兩臺，配套10kv，560kw電動機。礦用潛水泵技術參數：額定流量q=550m3/h，揚程h=230m，級數6級，泵額定效率=80%。實際運行工況點：q=520m3/h

4、，h=206m，=78%。兩臺泵全部工作小時排水量：1040m3/h>800m3/h。（2）供配電系統：強排水泵電源由礦井地面35/10kv變電所提供，采用myjv22-8.7/103*70型電纜，兩路，長度：各2000m。地面采用10kv開關柜+強排水泵電機方式，水泵起停由地面變電所控制。（3）管路系統：沿井筒敷設325×8無縫鋼管兩趟，遇有突發(fā)水情況時，兩臺泵及管路全部投入工作。3 主排水自動化系統組態(tài)軟件滿足強排水泵自動控制條件（1）需要豐富的圖形處理。通過相關軟件功能，可以對強排水泵自動控制做到有力的擴充，確保功能的完整性，利用組態(tài)軟件提供的開放環(huán)境，可以更加直觀的提供

5、大量可導入設置和等值化工具，對數據進行變量處置，做到數據庫、i/o設備、對象數據、圖庫等的復用，大大提升了組態(tài)效率，擴展了強排水泵自動控制功能。（2）需要對強排水泵運行狀態(tài)動態(tài)監(jiān)測。組態(tài)軟件具備一定的報警功能，具體內容是變量報警事件、操作事件、用戶登錄事件和工作站事件四項。報警和事件能夠更加直觀的進行監(jiān)測，隨時可以查閱系統報警、操作和工作站的運行情況，如果發(fā)現問題，能夠把事件及時反映到緩沖區(qū)，當這一區(qū)域到一定區(qū)間，就會生成自動數據，對相關事件做到真實、詳細的記錄，做到定時定點報警，重要文件可以通過傳輸渠道，把自動將報警和事件信息寫到報警存儲文件中，并根據要求指令做好打印，按照相應的過濾條件可以

6、實現對強排水泵運行狀態(tài)進行動態(tài)性監(jiān)測，確保運行安全。4 實現強排水泵自動控制的系統功能強排水泵自動控制要有完善的系統功能，數據自動采集能夠實現泵閥自動控制，同時也能對啟動柜實現自動化的整體控制。（1）數據自動采集與檢測功能。充分利用plc模擬量、數字量模塊對相應數據進行讀取，確保及時快速響應，使數據準確度進一步提升。plc系統的應用，大大提高了系統功能，監(jiān)測水泵、電機運行等情況能夠一目了然，通過系統處理，對運行提供依據和條件，對水泵啟停做到良好保護，使水泵和電機運行更加安全可靠。通過系統控制，能夠全面確保水倉水位平衡，使水泵房各臺泵運行得到控制，緊急情況下保持正常運轉排水。（2）系統通訊接口。

7、網絡主要是通過與工業(yè)自動化領域開放式技術結合，實現了系統范圍內的廣泛通訊，支持工廠范圍內相關的工程組態(tài)，現場級均支持it的整體標準，plc系統預留一個有通信功能的延展模塊，有利于和智能供電設備及現場其他設備進行通信信息的有效連接，確保獲取的數據能夠及時讀取。（3）系統各保護功能。對系統保護功能不斷增強，一是超溫保護。當監(jiān)測到水泵、電機軸承及定子溫度超過了預設的警戒值時，能夠對異常情況快速報警；二是電機保護。通過對電機電流、電壓、水倉缺水等情況的監(jiān)測，形成一定的數據參數參，并加以運行保護，保證整體安全可靠；三是電動閥門保護：能夠實時檢測電動閥門故障，對出現的異常信號進行報警，同時可以參與水泵聯鎖

8、，做到整體上的控制與保護。（4）泵閥控制。閥門的開關也能實現自動化控制，通過plc控制箱、水泵綜合自動控制箱做好監(jiān)控。強排水泵開關時，需要把管路閥門打開，通過系統控制，自動起動水泵電機，操持水倉水位到達預設高度，如果出現異常，則會強行停止，保證水泵電機安全。（5）動態(tài)顯示與畫面監(jiān)控。通過顯示功能的實現，能夠顯示出強排水泵、電機、電動閘閥等運行時的功能狀態(tài)，根據不同故障而不斷改變圖形顏色，外部閃爍則表明故障事故位置，形成一定的報警功能，有效避免水泵和電機運行時出現損壞。強排水泵的運行畫面如下圖所示：5 運行結論主排水自動化系統實現了煤礦主排水系統的自動控制，但對強排水泵的控制還是一個全新課題。解決強排水泵的自動控制問題，使得現場溝通更加容易、快捷，防止突發(fā)情況下強排水泵不能順利啟動，做到了井下、地面均能啟動強排水泵。在異常涌水量不大、但又需要啟動強排水泵的情況下可以在現場快速啟動。利用現有的排水自動化系統并接入礦井環(huán)網系統，實現了在調度室、井下現場顯示強排水泵各類狀態(tài)參數，并實現了對強排水泵的自動控制。通過實踐運行，運用主排水自動化系統控制強排水泵，其主電機及各個閥門動作準確、靈活。較