摘要：随着社会的发展，煤矿建设越来越受到重视。煤矿的安全运行非常关键的部分是使用先进的机电设备，目前煤矿机电设备也逐渐的朝向智能化、自动化的方向发展，进一步加强对其的研究非常有必要。在实际应用中需要不断提高自动化水平，并加强科技设备的投入，不断的引进人才，使用先进技术，优化自动化设计，从而能够更好的促进煤矿企业的建设发展。基于此本文分析了煤矿排水泵房的自动化设计。
关键词：煤矿；排水泵房；自动化设计
1、煤矿排水泵房自动化集控系统概述
就目前的情况来看，煤矿水泵房自动排水系统的控制会受到多个系统进行控制，目前应用最多的使用PLC技术，结合计算机技术将煤矿水位参数作为基础，从而进行智能化控制。控制系统主要包括了以下几个部分，即收集系统、设备监控系统、自动保护系统、数据处理系统等。根据功能进行划分主要分为了控制部分、监控部分、自动报警等，功能模块主要是多个设备结合组成的，煤矿水泵房自动排水系统很多情况下会选择使用西门子PLC中的S7-300系列。PLC控制之前需要做好相应的准备工作，即检查相关故障，如果能正常进行工作，再开始进行设备的排查工作，如果有故障，需要有效的进行故障排除。系统正常运行需要选择合理的方法进行操作，目前主要是自动、半自动、手动三种模式，一般情况下会选择自动控制模式，因为使用该种方式只需要值班人员值班，剩下的使用自动化进行操作，这样做能够取得非常好的效果，实现“减员增效”。
在实际应用过程中需要结合实际需求建立水泵房自动排水系统，从而实现以下内容：（1）系统可自动控制排水过程能够有效的应对自发状况。（2）控制中心设置于地面，通过地面控制能够进行实时监控整个排水过程，同时能够进行相关参数的调整，进行远程的控制。（3）实时控制主要是通过地面控制中心对工作部分进行开展，实现无人远程控制，同时也能够有效的确保矿井排水安全性。在整个过程中如果LC自动控制系统出现故障就需要手动进行操作，从而降低安全事故的发生率。（4）为了更好的确保系统的正常运行，在PLC自动控制和地面远程控制基础上还应保留现场手动控制功能，并且准备一些备用案件，从而确保排水系统的正常运行。
2、煤矿排水泵房的自动化设计
以某公司某潜没式水泵房为例，其主要参数如表1所列。
表1某潜没式水泵房主要参数
图1
2.1、系统设计
根据工艺的要求进行系统分析，主要分为了3层结构模式，包括现场层、控制层和监控层。系统硬件主要使用的是西门子S7-226CNPLC，将其作为主控制器，其具有很多优点，包括可靠性、抗干扰能力等，适用于中小型控制系统，用于排水设备的启停、联锁控制，信号接收、发送及处理。系统的软件主要是使用610H型工控机作为载体，安装有北京三维力控ForceControl6.1组态软件，从而能够进行排水系统的操作。
图2 PLC系统控制原理
2.2、系统硬件和软件配置
（1）硬件配置
采用西门子S7-200CN系列PLC，选用CPU226、2块EM223开关量模块、3块EM231模拟量模块、1块CP243-1通信模块作为扩展模块。PLC系统硬件原理框图如图1所示。
（1）PLC及扩展模块。这部分是系统的主要部分，主要是进行泵房设备参数的监测、分析和处理工作，同时根据检测的结果进行启停控制。(2)EM223开关量模块。接入PLC在开关量信号，从而进行监测控制。(3)EM231模拟量模块。输入PLC在水仓水位、电动机电流和压力等模拟信号，进行泵房设备的数据监测，确保设备的正常启动。(4)CP243-1通信模块。也将其进行远程通信使用，通过CP243-1通信模块和光纤收发器、光纤等设备，然后进行各个信号的传输，进行地表的监控，方便各个设备的使用。(5)控制器编程软件。主要是使用西门子STEP7MicroWINV4.0SP6，进行各个程序的开展，同时做好联锁控制及信号处理程序，能够方便进行数据的采集和整理，确保后续工作的开展。PLC系统控制原理如图2所示。（6）软件配置。地表监控室主要使用2台研华610H型工控机，安装有北京三维力控ForceControl6.1组态软件，主要使用的是全中文界面，通信支持RS232、RS485和TCP/IP通信协议。同时设置1台工程师站，进行系统组态和调试等工作。1台监控站主要的作用是进行排水系统的监控、操作以及数据的记录等。
2.3、系统通信设计
如果通信环境比较复杂，会选择使用通信采用光缆、光纤收发器、CP243-1通信模块和网络交换机等设备，采用TCP/IP网络协议通信，从而能够进行地表设备的监控，方便进行排水网络控制。
3、煤矿排水泵房的自动化优化
3.1、加大科技装备投入，不断提高矿井的自动化控制水平
随着社会的发展，机械化采煤工艺得到进一步发展，促进了煤矿自动化控制水平，在很多方面具有很好的发展前景，进一步加强对其的研究非常有必要。在应用中需要加强科技装备投入，不断提高自动化水平，从而能够及时的掌握工作环境和设备的安全情况，并采取有效的措施进行控制，从而提供很好的工作环境。在应用过程中使用先进的自动化控制设备，从而能够降低人员的操作，提高工作效率，保障煤矿排水系统的正常运行。
3.2、重视人才培养，掌握自动化控制系统核心技术
现阶段，煤矿的自动化控制系统还仅仅停留在系统的使用和维护上面，系统的设计与安装投入费用还比较大。该系统的核心技术主要是PLC控制程序和工控软件的开发，若能自己设计、安装排水泵房的自动化集控系统，特别是在当前严峻的煤炭市场行情下，可节约一笔不小的开支，也便于进行自动化集控系统的维护和管理。所以，要重视此类人才的培养，采取相应的激励政策，提供有利条件，激发相关技术人员学习、科研的积极性。可组织高校毕业生组成专业技术团队，学习、钻研相关专业知识，掌握煤矿自动化控制系统的核心技术，负责煤矿自动化控制系统的管理、维护与研发。
3.3、积极开展业务技术培训，提高职工业务技术水平
社会的快速发展，对于工作人员的要求不断提高，目前工作人员所掌握的专业知识已经不能满足生产的需求，尤其是自动化集控系统在使用后只有少量的技术人员能够基本适应其日常维护与管理工作，从而使得系统在出现故障的时候不能正常的运行，因此需要加强工作人员的培训工作，提高他们的排水泵房自动化系统掌握情况，提高专业素质，从而能够应对相关状况，确保系统的正常运行。
总之，在煤矿生产过程中，排水系统安全高效运行对矿井正常生产具有十分重要的意义，结合水泵房自动化排水系统设计研究具有非常重要意义，需要进一步加强对其的研究。本文分析了煤矿排水泵房的自动化设计，以期提供一些借鉴。
参考文献
[1]王健，石允乐，王勇，孙光伟.煤矿排水泵房自动化集控系统的应用与维护[J].能源技术与管理，2016，41(01):153-154.
[2]李伟峰.煤矿中央水泵房自动化排水系统优化[J].现代矿业，2016，32(02):183-185.
论文作者:张洪伟
论文发表刊物:《基层建设》2017年第27期
论文发表时间:2018/1/10
标签：煤矿论文; 泵房论文; 系统论文; 设备论文; 模块论文; 通信论文; 水泵论文; 《基层建设》2017年第27期论文;