一、 系統(tǒng)概述
礦井下的涌水由井下各個巖層滲出水組成，涌水沿各巷道排水溝流入水倉積存。井下水泵房排水系統(tǒng)是煤炭礦井的關鍵系統(tǒng)之一。本方案從實際出發(fā)，在井下泵房配備一套適合于煤礦井下環(huán)境的自動控制系統(tǒng)（簡稱系統(tǒng)），以實現排水自動化控制，實現對排水泵房的集中控制。
隨著計算機控制技術及以微處理器為核心的可編程序控制器的普遍應用，結合礦井排水系統(tǒng)的特點，在確保性與可靠性的基礎上，采用礦用隔爆兼本安PLC控制器龐大的軟硬件資源，通過各種可靠的傳感器、保護裝置、電動閘閥、電動球閥等設備組成礦井主排水自動控制系統(tǒng)。該自動控制系統(tǒng)達到準確及時的掌握各種設備的工作狀態(tài)、減少排水系統(tǒng)操作人員工作量，降低勞動強度，結合水倉水位變化充分提高煤礦井下主排水系統(tǒng)效率，使水泵排水系統(tǒng)能夠安全可靠、節(jié)能高效、經濟合理的優(yōu)化運行。對于進一步實現全礦井生產系統(tǒng)的自動化、科學化、網絡化管理具有十分重要的意義。
為了降低礦井泵站運行費用，提高礦井泵站的自動化程度，采用可編程控制器（PLC）進行控制，可自動監(jiān)控水倉水位，水泵參數和其他參數，并且通過圖形、圖像、曲線、數據、文字等方式，直觀、形象、實時準確的反映系統(tǒng)工作狀態(tài)以及水倉水位、電機工作電流、電機溫度、軸承溫度、排水管流量水泵狀態(tài)等參數。
根據水倉水位的高低、礦井用電信息等因素，建立數學模型，控制水泵輪流工作與延時啟動備用水泵，合理調度多臺水泵運行，可以達到避峰填谷和節(jié)能的目的；同時，系統(tǒng)通過雙絞線或光纜傳輸設備聯網，可以實現多泵站無人值守泵站群控運行，大大降低礦井泵站運行人工費用，更有效提高泵站設備完好率和可用保證率使水泵控制系統(tǒng)可靠的工作。通過設定運行程序對整座泵站進行運行和監(jiān)控，實現半無人值守或無人值守。
附件、系統(tǒng)結構圖示
二、 實現目標
實現井下排水系統(tǒng)的自動化控制：
、可依據水倉水位起停水泵，提高水泵有效利用率，降低成本，節(jié)能增效。
第二、可減少看護人員，并可充實設備維護檢修隊伍，提高維護質量，減少事故發(fā)生，變發(fā)生事故后的被動檢修為主動的定期檢修，提高設備的使用率，實現減人增效。
第三、可以保證煤礦的安全生產，改善工作環(huán)境，提高勞動生產率。
第四、可有效的保護水泵電機等設備，延長使用壽命，減少事故停機時間，提高排水能力。
第五、可有效的提高突、透水事故的應急處理能力，防止災害的發(fā)生。
三、 系統(tǒng)組成
1、總體構成
系統(tǒng)主要由：上位機、組態(tài)編程軟件、工業(yè)交換機、PLC控制器、傳感器、阻燃通信電纜、阻燃通信光纜、雙絞線、分線盒等設備組成。
.2、傳感器部分
傳感器含：水位傳感器、超聲流量傳感器、正/負壓力傳感器、溫度檢測裝置等。
3、控制系統(tǒng)部分
采用可編程控制器（PLC）的控制
特點：1）現場可編程，可以根據不同的控制對象靈活編程。
2）產品貨源豐富。
3）邏輯控制能力強，可滿足不同的控制對象。
4）組網方便，選擇不同的通訊模塊可組成各種網絡結構。
PLC控制器主要由：主控模塊、電源、穩(wěn)壓器模塊、開關量輸入模塊、開關量輸出模塊、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊及其它配套設備組成。
控制系統(tǒng)結構
【地面上位機部分】
上位機部分由：工控機及工業(yè)組態(tài)軟件構成，用以實現水泵控制系統(tǒng)的地面監(jiān)控與數據上傳功能。
【井下泵房監(jiān)控站部分】
采用1臺主PLC控制器和3臺子控制器及各種傳感器等設備組成； PLC控制器實現現場監(jiān)控站的功能，實現單臺/多臺水泵的手動/自動控制功能，同時具備完善的水位、壓力、流量、溫度等的監(jiān)控保護和報警功能。
PLC控制器（簡稱監(jiān)控站）經光信號接口或RJ45接口接入現場工業(yè)交換機將信息上傳至地面上位機，同時接收上位機的控制信息，實現地面遙控井下水泵系統(tǒng)。
.4、系統(tǒng)總體結構
上位機系統(tǒng)安裝于地面集控室；如基于工業(yè)以太網通訊：向上通過環(huán)網及組態(tài)軟件自帶的OPC Server軟件接口向綜合自動化平臺提供實時數據，向下通過環(huán)網及OPC Client或光端機（光纖）與井下監(jiān)控站進行實時通訊。
系統(tǒng)如果處于獨立模式通訊運行：向上以線纜（電纜/光纜）為介質提供實時數據，向下可由線纜與井下監(jiān)控站進行實時通訊。
井下礦用隔爆兼本安PLC控制器監(jiān)控站安裝在泵房控制室內，完成控制現場各傳感器信息的采集與處理，通過高性能控制軟件設定的自動控制流程實現自動控制功能。
礦用隔爆兼本安PLC控制器具有手動/自動功能，手動方式下通過其自身的轉換開關實現單臺水泵的起/?？刂?，每臺子站可實現單臺水泵的手動控制，自動方式下接收主礦用隔爆兼本安PLC控制器監(jiān)控站下發(fā)的控制命令實現多臺水泵的自動控制?，F場的各種返回信號（高爆開關、電動閘閥等返回點）接入KXJ127型礦用隔爆兼本安PLC控制器。
