煤矿井下排水自动控制系统关键技术分析

水 水 排 序 的存 储器 ， 内部存贮执行 逻辑运 算 、 序控 制 、 其 顺 定时 、 计 号 包 括 水 仓 水 位 ， 泵 入 水 口真 空 度 ， 泵 出 水 口 压 力 ， 水 管流量 ， 水泵 轴温 ， 电机温度 ； 它的 数 字量输 人 信号 包括 数 和 算 术 运 算 等 操 作 指 令 ， 通 过 数 字 的 、 拟 的 输 入 和 输 并 模 排 出 ， 制 各 种 类 型 的 机 械 或 生 产 过 程 。可 编 程 序 控 制 器 及 水 泵 电 机 的 开 关 状 态 反 馈 信 号 ， 水 管 电 动 阀 的 开 关 状 态 控
宋正昶 ， 吕巧玲等． 井排水污泥处置技 术的研究［］ 洁 矿 Ｊ． 水 ， 不 至 于 排 水 中 断 。五 台 排 水 泵 两 台工 作 ， 台 备 用 ， Ｅ３刘振 荣， 而 两 １ 净 煤技 术 ， ０ ９ （ １ ． ２０ ，０ ） 台检 修 ， 而 三 条 排 水 管 路 有 两 条 工 作 ， 条 备 用 或 检 因 一
中 图分 类 号 ： Ｄ Ｔ
文献标识码 ： Ａ
文 章 编 号 ：６２３ ９ （ ００ ０—３ ８０ １ ７ —１８ ２ １） ３０ １ —１ 电 动 阀 连 接 ， 以方 便 的 用 Ｐ Ｃ选 择 其 中 一 条 管 路 。每 ＿ 可 Ｌ 一
１ 可编 程控 制器技 术概况
鉴 可 编 程 控 制 器 （ ｒｇ ａ Ｐ ｏ ｒｍｍａ ｌ Ｌ ｇｃＣ ｎｒｌ ｒ 简 称 个排 水管通路上都有 两个 排 水 电动 阀， 于 离心 式水 泵独 ｂｅ ｏ ｉ ｏ ｔｏｌ ， ｅ 它们 的打开和关 闭是有 先后顺序 的。 Ｐ Ｃ）是 一种 数 字 运 算 操 作 的 电 子 系统 ， 在 世 纪 年 代 末 面 有 的启闭特性 ， Ｌ ， 是 在 该 系 统 中 ， 用 作 为 中 心 控 制 器 ， 的模 拟 量 输 入 信 选 它 向工业 环境 由美 国科 学家首先 研制成功 的 。它采 用 可编程
Ｎ Ｏ． ２ ０ ３， ０１
现代商贸工业 Ｍ ｏ ｅｎＢ ｓ ｅｓ ａ ｅ ｎ ｕｔ ｄｒ ｕｉ ｓ Ｔｒｄ ｄ ｓ ｙ ｎ Ｉ ｒ
２１ 第 ３ ０ ０年 期
煤矿井下排水 自动控制 系统关键技术分析
李 宁 魏 传 勇
（ ． 汶矿业集 团安全监 察局 ， Ｉ新 山东 泰 安 ２ １３ ； ． ７ ２ ３ ２ 华新 建筑工程集团公司 ， 山东 泰安 ２ ｌ３ ） ７ ２ ３
一
修 。每一个 排水 泵和与它相连 的两个 排水管路 之 问都要 用
Ｅ ３吴 兴 华． 矿 井 下排 水 监 控 系 统设 计 Ｅ３ ａ 煤 Ｊ ．中 国煤 炭 ，０８ （ １． ２ ０ ， １）
不仅 是替代传统 的继 电器逻辑 。Ｐ Ｉ Ｃ系统 一般 由以 下基本 ４ 可 编 程 控 制 器 模 块 选 型 功 能构成 ： 多种 控 制 功 能 ； 据 采 集 、 储 与 处 理 功 能 ； 信 数 存 通 本系统选用三菱的 Ｆ Ｎ系列 可编 程控 制器作 为中心 Ｘ２
联 网 功 能 ； 入 ／ 出 接 口 调 理 功 能 ； 机 界 面 功 能 ； 程 、 控 制 器 ， 列 是 模 块 化 结 构 设 计 ， 种 单 独 模 块 之 问 可 以 进 输 输 人 编 系 各 调试 功能 。 行 广 泛组 合 和 扩 展 。其 主 要 组 成 部 分 有 导 轨 、 Ｌ 中心 模 ＰＣ
人 式 。 为 了 减 小 井 水 吸人 阻 力 ， 高 泵 站 运 行 效 率 ， 提 吸水 管 ５ 系统 前端检测 元件 ． 路不宜设 置底 阀 。无 底 阀吸入 式灌 水 ， 要采 用专 门的引 水 ５ １ 水 仓 水 位 的 测 量
设备 ， 对水泵排 水腔和吸水管路 进行抽 真空 ， 使水 泵运行 前 水仓 水位 的测量 采用 感应 式数 字水 位 传感 器 ， 由若 干 充满水 。引水设备一般 为真空泵 或射流 泵 。真空 泵运行 效 个 感 应 元 电 路 ， 样 、 换 电 路 ， 准 电 压 源 电 路 ， 流 源 电 取 转 基 恒 率 高 ， 泵 启 动 快 ， 需 要 提 供 专 门 的 驱 动 设 备 射 流 泵 结 路 ， 压 电路 ， 水 但 恒 步进 式 供 电 电路 ， 应 触 发 开 关 数 字 电路 集 感 构简单 ， 操作方 便 ， 据矿井 的地 下 环境 和条 件 ， 流泵 的 成 固化 的 ， 型 光 滑 无 缝 的 棒 式 固体 传 感 器 。 它 采 取 的 感 根 射 外 应用更 为普 遍 。其结构包 括喷 嘴、 吸入 室 、 混合 管、 散管 。 应式取样 电路是 以一个 极 板 电容器 接受 水 中 电波 ， 扩 用二 极 射流泵 的工作原理是 水射 流时 的“ 吸现象” 虹 。射 流泵工 作 管和 电容构成 检波 电路 取得水位信 号 。采 取 的步进式悬 浮 时 要 有 高 压 水 源 ， 喷 嘴 处 产 生 高 速 水 流 ， 过 虹 吸 现 象 使 供 电电路 ， 由与测 点数 相 同的若 干个 由集 成 电路 构成 的 使 通 是
吸入室 产生真空 ， 低处的水 吸入水 泵 内， 将 再启 动水 泵。射 触 发 器 所 组 成 ， 水 没 有 淹 到 的 传 感 器 部 位 ， 应 位 置 的 触 对 相 流泵应连接 于水 泵 的最 高处 。在 开 启射 流泵 前 ， 把水 泵 发 器 没 有 得 到 信 号 。 要
各 急 故 抗 干扰 能力强 ， 编程简单 、 用方便 ， 使 以及控 制系统 的设 计 、 输 入 信 号 ， 台水 泵 的禁 止 启 动 开 关 信 号 ， 停 ， 障 复 位 ； 它 的 数 字 量 输 出 信 号 包 括 各 台 水 泵 电 机 的 开 关 信 号 ， 流 射 安 装 、 试 和维 修 方 便 等 的 主要 特 点 。Ｐ 调 Ｉ Ｃ是 应 用 面 很 广 ， 排 警 发 展 非 常 迅 速 的 工 业 自动 化 装 置 ， 工 厂 自动 化 和 计 算 机 泵 电 磁 阀 的 开 关 信 号 ， 水 管 电 动 阀 的 开 关 信 号 ， 铃 开 关 在 集 成 制 造 系 统 （ Ｉ ） 占 重要 地 位 。 今 天 的 Ｐ Ｃ功 能 ， Ｃ ＭＳ 内 Ｌ 远 信 号 。
２ 离 心 式 水 泵 排 水 系统 工 作 原 理
离 心 式 水 泵 排 水 系统 主 要 由离 心 式 水 泵 、 动 机 、 动 电 起
块 、 拟 量 模 块 、 展 模 块 、 信 模 块 等 。它 可 以 通 过 通 信 模 扩 通
模 块 与 计算 机 进 行 通 讯 ， 加 上 其 全 面 的 诊 断 功 能 和 完 善 再 的 自我保 护技 术 ， 使其具有极 高的可靠 性 ， 极其适 合本 系统 设备 、 仪表 、 管路及管路 附件等组 成 。水泵 房排水设 备一 般 的需 求 。 安 置在 水 井 液 面 以 上 ， 以 水 泵 启 动 前 的 灌 水 一 般 采 用 吸 所
摘 要 ： 为 煤 矿 生产 中的 主 要 工作 系统 之 一 的煤 矿 井 下 排 水 系 统 在 煤 矿 安 全 问 题 中十 分 重 要 。 对 煤 矿 井 下 排 水 自 作
动 控 制 系统 关 键 技 术进 行 相 关 分 析 。 关 键 词 ： 井 ； Ｌ 排 水 系统 ； 矿 Ｐ Ｃ； 系统 控 制
计 由电磁 流量 转换 器和电磁流量 传感器 组成 。电磁 流量转 换器是 为电磁 流量传 感器 提供 电源 ， 将其 测 量 回的流 量 并
３ 煤矿 井下排 水 系统 的总体 方案设计
～２ ｍＡ 电流等其他形 式的信号 。 本 系 统 中设 计 有 五 台离 心 式 排 水 泵 和 三 条 排 水 管 路 进 信号整定成 为标 准的 ４ ０ 行排水 ， 且每一个 排水 泵都和两 个排水 管路 相连接 ， 是 参 考 文 献 并 这 为 了当其 中一个管 路故 障 时 ， 以继 续用 另 外一 个 管路 排 可
排水管上 的闸阀关闭 射 流泵具有 结构简单 、 占地少 、 装 ５ ２ 流 量 测 量 安 ．
容易 、 工作可靠 、 维护方便 等优点 ， 是一种 常用 的引 水设备 ，
适合井 下排水设备使 用。
本 系 统选 用 电 磁 流 量 计 作 为 流 量 测 量 元 件 。馈信 号， 控 其 有 关 设 备 ， 是 按 易 于 与 工 业 控 制 系 统 形 成 一 体 、 于 扩 和过 转矩 反馈信号 ， 都 易 半 充 其 功 能 的 原 则 设 计 的 。Ｐ Ｉ Ｃ具 有 灵 活 、 用 ， 靠 性 高 、 制方 式选择开关信号 ， 自动方式 下 各 台水 泵 的 开关 按钮 通 可