關于PLC聯(lián)網的礦井主排水泵控制系統(tǒng)研究

王澤兵

（廣州市昕恒泵業(yè)制造有限公司，510000）

關于PLC聯(lián)網的礦井主排水泵控制系統(tǒng)研究

王澤兵

（廣州市昕恒泵業(yè)制造有限公司，510000）

目前，我國的礦井主排水泵控制系統(tǒng)基本都是通過相關操作人員進行控制，缺乏自動化管理，這也是相關控制系統(tǒng)容易產生故障的主要原因。通過研發(fā)設計的PLC聯(lián)網對其進行控制，實現(xiàn)礦井主排水泵控制系統(tǒng)自動化管理，能夠有效的減免故障發(fā)生。文章針對PLC聯(lián)網的礦井主排水泵控制系統(tǒng)研究。

PLC聯(lián)網；礦井主排水泵；控制系統(tǒng)

1　排水系統(tǒng)設計原理

一般礦井的排水泵體統(tǒng)中需要使用多臺水泵，才能夠防止礦井巷道發(fā)生水災，然而如果水泵數(shù)量過多的話，則會導致管道損失。通常礦井排水過程中，會首先使用一臺排水泵來進行巷道排水工作，當一臺排水泵的排水量小于礦井巷道整體的進水量時，選擇兩排排水泵共同工作，另外在選擇一臺備用以防特殊情況的發(fā)生，共三臺排水泵系統(tǒng)，每臺排水泵都由離心式排水設備和電控系統(tǒng)構成。

1.1離心式排水設備系統(tǒng)組成

離心式排水設備系統(tǒng)由水泵、電動機、儀表以及其他相關設施構成。具體如圖1所示：

圖一 離心式排水示意圖

2　排水系統(tǒng)有關檢測裝置

在礦井的排水系統(tǒng)中所包含的主要檢測裝置有水位檢測裝置、超聲波流量檢測裝置、穩(wěn)定檢測裝置以及壓力檢測裝置等。

2.1水位檢測裝置。檢測裝置系統(tǒng)當中所采用的水位檢測裝置，主要是多功能超聲波檢測裝置以及本安數(shù)字方式水位開關。在超聲波檢測裝置當中，主要是通過反射與折射以實現(xiàn)檢測。探頭通過一定的頻度傳達超聲波以及接收回波。因為在空氣當中超聲波的傳遞速度會被減慢，探頭在發(fā)送與接收超聲波時記錄下間隔的時間，從而就可以得到探頭與水位兩者間的具體高度。本數(shù)字方式水位開關運用的是礦井水的導電性能，假如將其放置在本安電路當中，從而能夠實時的監(jiān)控水位的變動狀況。超聲波檢測裝置運用新型的超聲波技術，為兩線制檢測裝置，并且安置在輸水倉當中，用作檢查吸水井內部的水位變化情況。本安數(shù)字式水位開關應用的是觸碰式監(jiān)測，安置在吸水井當中，當作超聲波檢測裝置臨時發(fā)生故障的備用水位檢測設施，從而防范水位超出標準限值。

2.2超聲波流量檢測裝置。超聲波流量檢測裝置主要針對礦井巷道內部的相關涌水點水位，以及水流實行自動檢測與記錄，結合計算機網絡技術的自動化監(jiān)測設施。超聲波流量檢測裝置主要用作礦井內部水量進行自動檢測以及傳遞和記錄。超聲波液位計體積較小、封閉性良好、安置以及維持、保護較為便利等，可以使煤礦等設施的本安防爆特征得到較好的保障，并且總體設備電路簡易牢靠、發(fā)生問題的幾率較低、準確性較高等，從而能夠較好的應對礦井內部各種環(huán)境因素的影響。

2.3溫度檢測裝置。礦井巷道內的排水泵系統(tǒng)，在溫度方面具有較高的要求，穩(wěn)定排水泵的內部溫度能有有利排水系統(tǒng)的正常運行。當電動機的轉軸溫度持續(xù)增高時會導致整個排水系統(tǒng)失效。目前在礦井排水系統(tǒng)中使用較多是之中無源接觸式檢測裝置，這種檢測裝置所采用的溫感元件所一種較為穩(wěn)定的鉑熱電阻。溫度檢測裝置的工作原理是利用溫感電阻隨外界環(huán)境溫度的影響而變化，再轉化為電阻。這種溫度檢測裝置檢測準確性通常高于一般溫度檢測裝置，適用范圍在中低溫的企業(yè)運用中。

2.4壓力檢測裝置。當水壓在超過水泵結構最大承受限度時，會導致輸水管爆裂。通過壓力檢測裝置能夠把水泵內部的受水壓程度反映出來，以便能夠便于PLC能夠對排水泵電動閥自動控制。壓力檢測裝置可裝放在管網上，其中壓力檢測裝置以及電接點壓力表，可分別裝放在水泵排水口處和吸水管口處。

3　運用PCR軟件設計的排水泵

3.1系統(tǒng)的功能設計要求。在運用PCR軟件設計排水泵時，其功能的要求主要有以下幾點：一，要提前預留好備用軟件以及自動停止運行的功能。在使用計算機操作時，需留出一臺計算機用作備用設備，以防其他幾臺設備發(fā)生故障時，能啟用備用設備來進行操作；二，要增設手動操作的功能。因為如果所處環(huán)境不適合采用自動操作系統(tǒng)，則可以使用手動操作；三，增加升降壓式啟動器。排水泵的驅動裝置在使用時，需要通過升降氣壓來進行調節(jié)，所以增設啟動器有助于調控其順序以及時間長短；四，增加順序啟動功能。排水泵在進行自動實施運行時，需要有裝置來對其的啟動與關閉的時間進行針對性的控制，從而達到有目的的控制；五，該系統(tǒng)的自動調控裝置要有可以雙向控制的軟件。例如，在機器進行使用時，如果沒有出現(xiàn)其他什么問題，那么軟件正方向旋轉可以打開供水系統(tǒng)，而方向旋轉則可以將其關閉。

3.2排水泵的全自動操控。排水泵的全自動操控指的是：把排水泵的實施運行全部交由PCR來操作，而工作人員只需進行監(jiān)督工作，排水泵的排水測量以及水位控制都能自行控制。首先，在使用PCR操作系統(tǒng)時，要先檢驗PCR系統(tǒng)，確保它能準確運營，如若其運行不夠準確，則采用手動操作。在采用手動操作之后，若沒有問題出現(xiàn)，則可以進行下一步。目前，操作方式有三種，分別是全智能，半智能以及手動操作。如若環(huán)境滿足全智能操作系統(tǒng)，則可以采用全智能，進行自動化操作。如若不滿足該條件，則分析其滿足半智能操作還是手動操作，再采用對應的操作方式。

當系統(tǒng)啟用之后，要先與高壓啟動柜連接，進而制造出通訊設備。隨后再進行模擬操作，從而確定系統(tǒng)是否有問題存在。接著根據全智能，半智能以及手動操作的要求來確定操作方式。如若確定采用PCR全智能操作系統(tǒng)，則根據其流程來進行操作，從而完成排水泵的自動控制。

4　結語

綜上所述，通過研發(fā)設計的PLC聯(lián)網對其進行控制，實現(xiàn)礦井主排水泵控制系統(tǒng)自動化管理，能夠有效的減免故障發(fā)生。PLC與網絡技術相結合的一種控制系統(tǒng)，能夠有效提高礦井排水系統(tǒng)的排水效率，提高整個采礦過程的穩(wěn)定性，值得廣泛使用。

王澤兵、1981年9月、性別（男）、民族（漢），籍貫（四川省眉山市東坡區(qū)）、郵編（510530）、現(xiàn)供職單位全稱（廣州市昕恒泵業(yè)制造有限公司）、職稱（無）、研究方向（機電一體化控制）。

Study on the control system of mine main drainage pump in PLC network

Wang Zebing
（Guangzhou City Xin Heng Pump Manufacturing Co.，Ltd.510000）

At present，the main drainage pump control system in our country is mainly controlled by the relevant operating personnel，lack of automation management，which is the main reason for the related control system is prone to failure.Through the research and development design of the PLC network to control，to achieve the mine main drainage pump control system automation management，can effectively reduce the occurrence of the fault.Study on the control system of mine main drainage pump in PLC network.

PLC network；mine main drainage pump；control system

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