PLC礦井智能化主排水泵的分析

PLC礦井智能化主排水泵的分析該文簡單介紹了礦井智能化主排水泵的工作原理。礦井智能化主排水泵可以實(shí)現(xiàn)智能化控制水泵的開啟和停止、遠(yuǎn)程實(shí)時監(jiān)控主排水泵的工作狀況，并且可以根據(jù)水位自動確定需同時運(yùn)行的主排水泵的臺數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)主排水泵高效經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行。

國內(nèi)煤礦約90%都是地下開采，煤礦生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生廢水，包括井下自然涌水、生產(chǎn)廢水等。為保證礦井的安全生產(chǎn)，必須將井下的廢水排到地面，即礦井廢水的安全排放是保證礦井安全生產(chǎn)的必要條件。一個簡單的排水系統(tǒng)必須包括污水水源、水泵、排水管路和排放地點(diǎn)。就煤礦而言，水從井下中央水泵房經(jīng)過主排水泵，從主排水管道排到地面溝渠中。1、自動控制

自動控制是指完全以PLC設(shè)定程序自動執(zhí)行一系列操作，完成排水工作，不需要人為干預(yù)，通過檢測水倉水位、電力波峰段和其它參數(shù)，時啟動水泵，合理調(diào)度水泵運(yùn)行的臺數(shù)，從而提高水泵的工作效率和安全性。下面以水倉水位為例來說明水泵自動控制的全過程。

假設(shè)，原礦井每小時排出廢水的流量為Q1，中央水泵房的水位為H1，由于礦井正常生產(chǎn)，礦井水位在Q1的排放流量下，水位變成了H2，此時通過水位監(jiān)測傳感器，將實(shí)時水位H2傳輸給PLC控制臺，因?yàn)镻LC控制臺設(shè)有程序，該程序內(nèi)設(shè)有選擇語句，設(shè)有m個臨界值，分別為m1、m2…mm，此時可以通過程序控制，當(dāng)H2<m1時，PLC會控制關(guān)閉所有排水泵，當(dāng)H2在m1和m2之間時，PLC控制開啟1臺水泵，當(dāng)H2在mk和mn之間時，PLC會控制a臺排水泵開啟開展排水，這些數(shù)據(jù)根據(jù)每個礦井廢水水位和涌入量的不同可以自己設(shè)定。這樣可以實(shí)時自動控制，既節(jié)省人力又經(jīng)濟(jì)高效。其控制流程圖如圖1所示。

圖1水位控制水泵臺數(shù)工作原理示意圖2、遠(yuǎn)程監(jiān)控

所謂遠(yuǎn)程監(jiān)控，就是在地面上就可以對主排水泵開展性能監(jiān)測和控制。通過光纜以及相應(yīng)信號交換設(shè)備，將井下PLC與井上的計(jì)算機(jī)相連，采用WINCC自動化監(jiān)控軟件建立綜合自動化網(wǎng)絡(luò)平臺，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動、半自動控制，實(shí)時顯示、記錄各泵組運(yùn)行情況和相關(guān)參數(shù)，支持歷史數(shù)據(jù)查詢。同時，井下裝設(shè)防爆型網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，通過光纖將圖像傳送到地面系統(tǒng)，地面調(diào)度中心通過硬盤錄像機(jī)將畫面發(fā)送到地面工業(yè)電視上。主排水泵控制系統(tǒng)如圖2所示。

圖2主排水泵控制系統(tǒng)3、實(shí)施維護(hù)

3.1、水泵輪換工作

水泵輪換是排水設(shè)備綜合自動化控制系統(tǒng)的中心環(huán)節(jié)。它由PLC、中間繼電器、接觸器等組成，以上環(huán)節(jié)最終都要與本環(huán)節(jié)配合，根據(jù)水位情況自動開停水泵。為了防止因備用泵長期不用而使電機(jī)受潮或有其它故障而未被發(fā)現(xiàn)，當(dāng)緊急情況需要投入而不能投入以至影響礦井安全，系統(tǒng)根據(jù)水泵的開啟次數(shù)自動按一定順序輪換開啟水泵。當(dāng)某臺或其所屬閥門故障或檢修時，該泵退出輪換，其余各泵仍按輪換工作制運(yùn)行。

3.2、障礙報修

不管是原始的手動控制，還是采用PLC實(shí)現(xiàn)的智能控制，都無法防止主排水泵出現(xiàn)，如主排水泵發(fā)生汽蝕損傷、主排水泵平衡盤異常磨損、主排水泵葉輪空蝕磨損、電動機(jī)短路等。這些問題都會導(dǎo)致主排水泵工作異常。這些異?？梢酝ㄟ^相應(yīng)的傳感器，將數(shù)據(jù)傳輸給PLC控制臺，然后PLC控制臺對數(shù)據(jù)開展分析處理，將有問題的主排水泵組傳輸給地面計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)發(fā)出報警信號。這樣檢修人員可以及時的采取措施。

3.3、管路監(jiān)測

因?yàn)榈V井廢水的排放，主要通過管路由主排水泵排至地面，所以管路出現(xiàn)問題也會引起排水系統(tǒng)的崩潰，因?yàn)榕潘苈份^長，不可能每處都設(shè)監(jiān)測站，所以，礦井一般都有備用管路，當(dāng)一個管路出現(xiàn)問題，PLC控制臺會發(fā)出命令，自動切換到另一條管路，不用停機(jī)切換。4、結(jié)語

(1)本文通過介紹水泵的工作原理，對水泵開展了分類，并對單級、單吸離心式水泵具體工作原理做了說明。

(2)針對礦井開采這一行業(yè)的特殊性，描述了礦井主排水系統(tǒng)，并繪制了礦井主排水系統(tǒng)示意圖。

(3)闡述了以PLC為核心的水泵自動控制系統(tǒng)，通過合理的程序設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了根據(jù)水倉水位的高度自動啟動水泵開展排水，減輕工人勞動強(qiáng)度