井下主排水监控系统

一、系统概述 　　井下水泵房承担着矿井的排水任务，对煤矿的安全生产起着举足轻重的作用。水泵控制系统对各水泵房排水泵实行全方位自动监控，及时掌握其矿井涌水情况，以便及时完成排水任务，并掌握水泵的实时工作状态，记录水泵运行参数，保证水泵工作在完好的状态。该系统对煤矿安全生产具有较大的现实意义。 二、 设计方案 　　水泵自动控制系统由地面自动化监控中心站、井下控制主站两部分组成。主站控制器的核心部分选用西门子S7-300系列PLC，上位机选用力控组态软件ForceControl，实时采集数据，控制水泵启停，以实时图形、图像、数据、文字等方式，直观、形象、实时地反映系统工作状态。其中现场信号有： 　　（1）输入信号：各水泵开停及故障信号、电动球阀状态信号、水泵真空度、水泵电机状态信号、水泵出口压力、水仓水位、电机轴承温度、电机外壳温度、水泵外壳温度、电机和水泵连接轴温度。并且可实现红外检测各主管道流量。 　　（2）输出信号：水泵电机启/停控制、射流装置球阀开/关控制、电动闸阀开/关控制。

图1泵房系统拓扑结构图

三、系统功能 　　井下主排水监控系统实现水泵运行自动化，保证水泵安全稳定运行，该系统主要具备以下5部分功能。 　　（1）数据采集分析及保护：系统可采集与监测水泵、电机、各个排水管、阀门、水仓等所有现场设备的实时数据，并且可以实时显示各个设备的工作状态，通过预先设定好的控制策略可对现场设备进行联锁保护控制。 　　（2）通讯：PLC控制器配备以太网通讯模块，可把PLC接入井下工业网，中央泵房PLC接入井下中央变电所环网交换机，经井上井下环网将水泵机组实时的运行信息传到地面监控系统。支持标准OPC接口实现无缝交互功能。 　　（3）显示功能：系统可实时显示现场排水工艺流程，通过图形动态显示水泵、阀门、运行状态，直观地显示水泵的工作状态和电动阀的开闭位置，实时显示水泵抽真空情况和出水口压力、流量等实时值。 　　（4）报警功能：系统通过高度模拟现场排水工艺流程，采用改变图形颜色和闪烁方式进行事故报警，直观地显示水泵及相关设备的工作状态。如水位、压力、电机轴温、水泵外壳温度等的超限报警，自动记录报警信息以便工程师分析故障信息。 　　（5）数据记录和存储功能：地面监控系统实时采集重要参量并进行定期存储，操作员可查询存储到历史数据库的数据，以报表和曲线的形式展示，并支持打印功能，为技术员分析系统运行状况提供科学的依据。

图2 中央水泵房系统示意图

四、结语 　　综上所述，本系统结合先进的计算机技术、网络通信技术、自动控制技术，借助力控ForceControl软件平台，实现了煤矿主排水系统的自动化与智能化。