中央泵房自动化无人值守改造的研究

能臻境中央泵房自动化无值守改造的研究吴建宏(福煤(邵武)煤业有限公司福建邵武354001)摘要井下排水是伴随着采矿工程产生的一项系统工程．现阶段许多矿井水泵房仍然采用传统的人工操作排水系统，自动化程度低，不适应现代化矿井管理，影响了主排水泵房的管理水平和经济效益的提高。介绍自动化排水泵房的控制要求，并探讨煤矿井下中央泵房自动化无人值守改造的可行性关键词排水系统无人值守自动控制中图分类号：TD68文献标识码：A文章编号：1672—9064(2014)04—039—02井下排水系统是煤矿生产中4大系统之一．担负着井下积水排除的重要任务。在采用传统的人工操作方式的排水系统，存在如下问题：①效率低、可靠性差。这种排水系统的工作流程完全由手工完成，对排真空、涌水量大小等现场数据的判断依赖于工人的经验。作业过程中。要求工人具有很强的责任心，否则可能出现误操作。甚至发生大的事故。②工人劳动强度大。人工操作无法避免高强度的劳作。尤其是闸阀的操作，劳动量最大。而且，水泵房要时时有人值守，以便在发生异常情况时。及时报警检修。随着控制理论和现代检测技术的发展．自动排水系统的研究在理论和实践上都取得了一定进步。在矿井排水系统中．采用PLC自动监测排水系统的运行状况，自动进行数据采集、自动记录、故障报警、事故分析、多台水泵启动的自动切换等．所得到的动态资料准确性高，控制的可靠性强，对提高矿井排水的经济、安全效益，具有重要意义1自动化排水的控制要求系统由控制部分、检测部分、执行部分组成，控制部分和控制核心应选用高性能可编程控制器．它应既能适应井下排水点环境条件，又能满足复杂的控制要求从系统的控制功能上来说，应具备以下7大功能：(1)数据自动采集与检测数据自动采集与检测主要分为两类：模拟量数据和数字量数据模拟量检测的数据主要有：水仓水位、电机工作电流、水泵轴温、电机温度、水泵的流量、水泵吸水管真空度及水泵出水El压力：数字量检测的数据主要有：水泵高压启动柜真空断路器和电抗器柜真空接触器的状态、电动闸阀的工作状态与启闭位置、真空泵工作状态、电动球阀状态。(2)自动轮换工作。为了防止因备用泵及其电气设备或备用管路长期不用而使电机和电气设备受潮或其他故障未经及时发现，当工作泵出现紧急故障需投入备用泵时．而不能及时投入以至影响矿井安全．系统应能满足各水泵自动轮换工作控制．控制程序将水泵启停次数及运行时间和管路使用次数及流量等参数自动记录并累计．系统根据这些运行参数按一定顺序自动启停水泵和相应管路．使各水泵及其管路的使用率分布均匀，当某台泵或所属阀门故障、某趟管路漏水时．系统自动发出声光报警．并在触摸屏上动态闪烁显示，记录事故．同时将故障泵或管路自动退出轮换工作．其余各泵和管路继续按一定顺序自动轮换工作．以达到有故障早发现、早处理，以免影响矿井安全生产的目的。(3)“避峰填谷”。所谓“避峰填谷”．是指调度水泵在用电的“谷段”和“平段”时间段工作．尽量避免在“峰段”启动。要实现“避峰填谷”．需调度各水泵在用电的“谷段”和“平段”时间段．将水仓的水位排至设定的低位．以便水仓能够腾出尽可能大的容积．使其在“峰段”容纳更多的矿井涌水而不用启动水泵。(4)系统保护功能。超温保护：水泵长期运行。当轴承温度或定子温度超出允许值时．通过温度保护装置及PLC实现超限报警流量保护：当水泵启动后或正常运行时．如流量达不到正常值．通过流量保护装置使本台水泵停车．自动转换为启动另一台水泵；电动机故障：利用PLC及触摸屏监视水泵电机过电流、漏电、低电压等电气故障，并参与控制。电动闸阀故障：由电动机综保监视闸阀电机的过载、短路、漏电、断相等故障，并参与水泵的联锁控制。(5)动态显示。系统应有便于用户操作的友好的人机界面。用户可以通过人机界面随时了解、观察并掌握整个控系统的工作状态．必要时还可以通过人机界面向控制系统发出故障报警．进行人工干预(6)通讯接口。PLC通过通讯接口和通讯协议．与触摸屏进行全双工通讯．将水泵机组的工作状态与运行参数传至触摸屏，完成各数据的动态显示；同时，操作人员也可利用触摸屏将操作指令传至PLC．控制水泵运行(7)3种工作方式。系统控制具有自动、半自动和手动检修3种工作方式。自动时，由PLC检测水位、压力及有关信号，自动完成各泵组运行，不需人工参与：半自动工作方式时．由工作人员选择某台或几台泵组投人．PLC自动完成已选泵组的启停和监控工作：手动检修方式为故障检修和手动试车时使用．当某台水泵及其附属设备发生故障时．该泵组将自动退出运行．不影响其它泵组正常运PLC柜上设有该泵的禁止启动按钮，设备检修时，可防止其他人员误操作．以作者简介：吴建宏，机电助工，毕业于中国矿业大学电气工程及其自动化专业，主要从事机电技术管理，现为福煤(邵武)煤业有限公司晒口煤矿机电股副股长。2o14．