神东煤炭集团公司锦界煤矿管理处 陕西省榆林市 719000
摘要：本文在笔者神东煤炭集团公司锦界煤矿管理处多年技术管理工作经验指引下针对强排水系统独立运行现状，尝试将自动化系统进行升级改造，通过远程控制实现地面地下的多方位强排水泵开关控制。完善煤矿生产安全结构，为同行提供建设性意见。
关键词：煤矿；主排水；自动化；水泵
1引言
随着社会的进步与工业文明的进展。以煤矿突发性涌水强排智能化系统构建为研究对象的技术领域安全保障措施正在逐步投入生产实践。以PLC控制的主排水自动化系统普遍装备于煤矿水泵房当中。当前在建的一些小型煤矿强排水系统设计上还不完善。相关控制阀门和操作台位于地面某处，不利于紧急情况下的操控。在设备设施维护归属上也不将其归入主排水自动化控制系统。在管理上相对独立，容易形成检查死角。基于此行业存在现象，本文在笔者神东煤炭集团公司锦界煤矿管理处多年技术管理工作经验指引下针对强排水系统独立运行现状，尝试将自动化系统进行升级改造，通过远程控制实现地面地下的多方位强排水泵开关控制。完善煤矿生产安全结构，为同行提供建设性意见。
2意义与必要性
随着煤矿安全事故依然严峻的现实，煤矿企业必须在全面保障职工生命财产的前提下展开相关工作。而自动化排水系统的运用能在安全和管理上得到双重效益，全面优化煤矿人力资源结构，确保水灾预警的及时性和应急处理的时效性，综合提高煤矿开采过程中数字化和智能化。给予企业正面的社会形象。本研究所在某矿排水泵房正常涌水量4000m3/h，但是具备最大涌水量能达到8000m3/h甚至更多现配备有安装280离心泵和160KW的强排泵，据核算该设备消耗电量占企业原煤成本的6%，极具节能改造空间。
3主排水泵房自动化排水系统构成
主排水泵房自动化排水系统结构紧凑，投入适中，其主要构成如下：
（1）以自动化为范本的系统设计主要是为实现水泵、电动阀组、注水流量计及其附属仪器仪表的协同化智能控制。以在预设的水箱不同水位上下线基础上进行流量的动态控制。同时要考虑到电机负荷，在水泵进出口压力、泵效等工艺参数稳定的前提下开展相关设备设施的远程监控与操作。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆根据现场情况实现远程定点开泵，并结合智能化电网设备躲峰填谷达到分时段用电，节能减排的目的。
（2）基于工业电视的图像化信息设备完成视频监控与远程巡检。确保各类传感器的信息采集畅通，无卡顿。而相应的计算机建模数据块也能实现人工智能式的大图像异常预警。及时发现异常情况。最终达到井下中央泵房无人值守的目标。
（3）需要进行数据远程上传的同时确保系统的组成灵活，以实现本矿安全监测网的数据直接接入和井下自动化排水监控系统的独立型运作。
4主排水自动化系统组态软件满足强排水泵自动控制条件
系统设计遵循软件工程基础构想，将粉尘传感器空间浓度检测阀值进行预设。根据不同行业标准下的现场工作环境要求进行上下限设定，并进行多区域的报警设定。全面保障各工区施工人员的安全性。为了方便数据抓取、监控与远程指挥，系统开创性设计有上位机软件，在物联网区块链技术下进行数据多维化和功能可视化监控和管理。该工作流程包括上位机软件的多重无线通讯模块防干扰式报警和系统参数的多维度收集、统计、预测。在工作流背景下进行及时命令的51单片机模块化命令下达，当所述下位机得令后可以根据实时数据进行一定区域内的粉尘浓度观测，并进行信息预判。并将数据同步发送给上位机。最终得到可视化操作界面提示。
STC89C52是系统的主控制器，用于控制整个电路的运行。通过液位传感器采集环境水位值，然后通过ADC0832转换器对模拟信号电压值进行数字转换，最后通过LCD1602显示流量数据，同时通过按键设置浓度阈值。当流量或者水位超标时，蜂鸣器会发出警报。因此，该系统能够准确地采集和测量机泵前后实时数据，并对测量数据进行监测和预警。
5实现强排水泵自动控制的系统功能
强排水泵的自动控制应具有完善的系统功能。自动数据采集可以实现泵阀的自动控制和启动箱的整体控制。
（1）自动数据采集和检测功能。充分利用PLC模拟量和数字量模块读取相应数据，保证响应及时、快速，进一步提高数据精度。PLC系统的应用大大提高了系统的功能。可对水泵、电机的运行情况一目了然。通过系统处理，为水泵的运行提供依据和条件，保护水泵井的启动和停止，使水泵和电动机的运行更加安全可靠。通过系统控制，可以充分保证水箱的水位平衡，控制水泵房各泵的运行，并在紧急情况下保持正常运行和排水。
（2）系统通信接口。网络主要是通过与工业自动化领域的开放技术相结合，实现系统范围内的广泛通信，支持工厂范围内的相关工程配置，支持现场层面的整体it标准。PLC系统预留了具有通信功能的扩展模块，有利于通信信息与智能供电设备等现场设备的有效连接，保证通信信息的获取。数据可以及时读取。
（3）系统的所有保护功能。系统的保护功能不断增强。第一是温度保护。当水泵、电机轴承、定子的温度超过预先设定的报警值时，能迅速报警异常情况;第二,电动机保护。通过对水箱内电机电流、电压、缺水等情况的监测，形成一定的数据参数并加以保护，保证了整体的安全可靠;三、电动阀门保护:实时检测电动阀门故障，对异常信号进行报警，参与水泵联锁，实现整体控制和保护。
（4）泵阀控制。阀门的开关也可以实现自动控制，由PLC控制箱和水泵综合自动控制箱监控。当强排水泵开启和关闭时，需打开管道阀门，通过系统控制自动启动泵电机，使水箱水位达到预定高度。如有异常，将强制停机，以确保泵电机的安全。
（5）动态显示和屏幕监控。通过显示功能的实现，可以显示强排水泵、电机、电动闸阀等运行时的功能状态。根据不同的故障，它们不断地改变图形的颜色。外闪显示故障事故的位置，形成一定的报警功能，有效避免水泵、电机在运行时的损坏。
6结论
综上所述，基于技术构架与安全构架的主排水自动化系统全面实现了水泵的智能化控制，在多维传感器的帮助下解决了强排水的抽空、烧泵难题。在现场运用中能达到井上、井下的多维一体控制。方便快捷的帮助相关技术人员进行调度。杜绝了突发事件下因为应急处理手段不当造成的安全事故和生产损失。
参考文献
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论文作者:刘强
论文发表刊物:《科技新时代》2019年10期
论文发表时间:2019/12/6
标签：水泵论文; 系统论文; 煤矿论文; 数据论文; 多维论文; 功能论文; 电机论文; 《科技新时代》2019年10期论文;