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主排水泵房无人值守系统已成为数字化矿井的重要组成，对煤矿的排水自动化、排水系统的精益化管理及矿井的提质增效等具有十分重要的意义，对矿井实现安全生产、辅助指挥决策有实际意义。
1 系统组成
主排水泵房无人值守系统主要由PLC控制柜、GUC8矿用本安型超声波物位传感器、KGY8矿用压力传感器、LCZ8矿用超声波流量计、执行机构、摄像仪、地面监控计算机、工业监视器等构成，实现了井下排水泵的自动和手动控制。
2 控制系统的工作原理
2.1主排水泵的启动
水泵在接受到开泵命令后，判断此时是否满足开泵条件；当满足开泵条件时，系统十秒预警后打开真空电磁阀，真空阀开到位后再打开射流阀进入抽真空过程。当水泵的真空值达到设定值并稳定一段时间后，启动电机并监测出水口的出口压力；出口压力达到设定值并稳定一定时间后，再开启电动阀门，电动阀门开到位后水泵启动过程结束。
2.2主排水泵的停运
当水泵收到停泵命令或运行过程中出现故障，为了避免水锤的发生，系统先关闭出水电动阀门，电动阀门关到位后，系统关闭电机，停泵过程结束。系统要求急停的情况下，同时关闭电机和出水闸门。
远程控制系统
主排水泵远程控制系统操作界面
3无人值守的实现
系统能够根据水仓水位，合理安排主排水泵的运行，实现主排水泵的自动控制。在地面调度室，通过上位机的人机界面实现主排水泵的启动、停止。??
监测主排水泵运行的相关数据，通过实现数据的就地显示，通过人机界面实现数据的远程显示：主排水泵的出口压力、负压、轴承温度、主电机的电压与电流、定子、轴承的温度、主闸阀的开到位与关到位信号等位置信号。
系统收集现场相关数据，并通过现场实际设定保护值，当现场检测数据超过或低于设定值时，系统将报警，在就地操作箱及界面上显示，并提供简要的故障信息，以便维护人员解决系统故障。
4系统保护功能
主排水泵房的无人值守系统担负着井下矿井水的排放任务，系统要具备完备安全性及可靠性。
温度保护：主排水泵多为离心式，其配套主电机的功率较大，运行时将产生很多的热量，电机的定子温度、轴承温度以及主排水泵的轴承温度都应进行实时监测，当温度超过设定值时，控制系统给出报警信号。
电流保护：系统将采集电机的电流信号，根据电机运行电流的经验值设置下限，低于下限时，主排水泵有不上水的或者其他问题，系统将停运主排水泵；同时设置上限值，低于电机的额定电流。在主排水泵启动的瞬间（一般在12秒以内），电流保护处于短接状态，避免系统误报警，保证主排水泵的正常开启。
流量及出口压力保护：主排水泵正常运行的关键数据就是其出口压力及流量，主排水泵开启或运行期间，其出口压力或流量达不到正常值，系统要将主排水泵停运。
水仓水位保护：主排水泵房的水仓水位应设置两路水位监测，在水仓水位低于下限时，防止主排水泵无水空转及水仓水位超过上限时，系统应报警，提示开启主排水泵进行关停或排水。
5经济效益
系统通过监测水仓水位，自动控制开、停主排水泵，实现了煤矿井下排水系统的自动化控制，由于控制水平的提高，水泵房可实现无人值守，减少人为操作失误，同时可减少操作人员4人，只需要保证在现场附近有巡检人员即可；系统减少了由于人工操作所存在的各类事故隐患，提高了主排水系统的运行安全；系统改善了工人的劳动环境，减轻了工人的劳动强度；自动化控制的应用，提高了水泵工作的可靠性和稳定性，延长了水泵的使用寿命；系统监测手段完善，保护功能齐全，及时对设备故障进行报警并停泵，减少了排水事故的发生；系统可通过上位机接入矿局域网，管理人员可通过矿局域网了解井下主排水设备的运行参数和工作状态，在地面控制室还可进行遥控开、停泵，提高了矿井的现代化管理水平。
6结语
系统采用了S7-300?PLC机相结合的先进技术，具有完美的人机界面。通过组态画面完成系统的参数设置及设备的状态指示以及对系统故障信息查询等功能。系统根据工况设定，自动开启、停止水泵的运转，并能实现泵阀的联锁启动，对运行中的各种参数进行实时监控，并通过数据接口向上传送数据，实现井下主排水系统的远程监控。对中央泵房各排水泵实行全方位自动监控，及时掌握其泵房容水情况，以便及时完成排水任务，对矿井的安全生产有重要意义。
该项目具有较大的实用性，并且在行业内技术领先，它为下一步的中央泵房无人值守打下了坚实的基础。
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论文作者:冯志平
论文发表刊物:《科技新时代》2019年9期
论文发表时间:2019/11/20
标签：系统论文; 排水泵论文; 泵房论文; 井下论文; 水泵论文; 水位论文; 电机论文; 《科技新时代》2019年9期论文;