基于自愈环网的矿井排水控制鲁棒性设计

《自动化技术与应用2016年第35卷第1期行业应用与交流ndustrialApplicationsandCommunications基于自愈环网的矿井排水控制鲁棒性设计l、玉明，王琨(1．铜陵有色设计研究院，安徽铜陵244000；2．黑龙江省教育学院，黑龙江哈尔滨150080)摘要：井下主排水泵在矿山安全生产中占有重要地位，以沙溪铜矿井下排水泵系统为例，基于工业以太自愈环网技术，采用PACSystemsRX3i及先进的过程控制软件设计了矿山井下主排水监控系统，对井下排水设备自动控制和智能调度，该系统能够进一步提高系统的可靠性和鲁棒性，有效节约能源，降低工作人员劳动强度，促进矿山的生产自动化水平。关键词：自愈环网；主排水系统；鲁棒性设计中图分类号：TP29文献标识码：B文章编号：l003—7241(2016)0卜0132—04RobustnessDesignofMineDrainageControlBasedOnSelf-healingRingNetworkBUYu-ming，WANGKun(1．TonglingNonferrousDesignandResearchInstitute，Tongling244000China；2．HeilongjiangInstituteofEducation，Harbin150080China)Abstract：TheundergroundmaindrainagepumpplaysanimportantroleinminesafetyproductioninShaxicoppermine，takeundergrounddrainagepumpsystemasallexample，industrialEthemettechnologybasedonself-healingring，themaindrainagemonitoringsystemforundergroundminedesignusingPACSystemsRX3iandadvancedprocesscontrolsoftwarefortheundergrounddrainageequipment，automaticcontrolandintelligentscheduling．Thesystemfimherimprovesthereliabilityandrobustness，efectivelysavesenergy,reduceslaborintensityofworkers，andpromotestheautomaticlevelofproductionofmine．Keywords：self-healingringnetwork；maindrainagesystem；robustdesign1引言在矿山地下开采过程中，矿难事故时有发生，其中透水事故就是其中之一，矿山地下开采往往伴随着矿井不确定涌水，一旦涌水不能及时排除，就会影响矿山的正常开采，如果水量过大会有淹没矿井的危险，甚至会危及井下作业人员的生命安全。矿井井下泵房担负着排除矿山积水的重任，矿山井下主排水系统是综合自动化控制系统的子系统之一，承担井下全部涌水的排出任务，排水系统高效、可靠、节能、安全地运行对于矿井的安收稿日期：2015-02-28全生产意义重大。传统的控制系统采用人工操作、继电器控制方式，存在操作复杂、故障率高；而近年来开发使用的排水自动化控制系统，多为单PLC控制结构，为集中式控制方式，即使在多PLC的控制下，控制子系统和主系统之间的通讯方式多为总线式或星型结构，存在可靠性差的缺点，一旦正在工作的某一控制站掉电或通讯线路发生故障，数据可能出现阻塞现象，使系统运行参数和设备状态信息无法上传，控制命令无法下达，系统运行具有安全隐患。本文根据沙溪铜矿地下涌水量、排水主泵的供电方式、系统的节能要求以及全矿信息化建设实际情况，设行业应用与交流IndustrialApplicationsandCommunications自动化技术与应用》2016年第35卷第1期计了一套基于工业以太自愈环网的矿井主排水自动化系统，实现井下排水系统的无人化操作，使其操作控制系统能够根据水仓水位的变化、用电的峰谷状况、主水泵运行的时间进行实时监测、及时预报、自动启动运行、自动排水，让水仓水位始终处于安全水位及以下，防止井下积水过多，导致透水事件的发生。2井下主排水自控系统组成2．1硬件结构组成沙溪铜矿井下主排水系统由4台1400kW主排水泵、2台真空泵、电动闸阀、手动闸阀、电动球阀及排水管路等设备组成，其中4台1400kW主排水泵采用2用1备1检修的运行方式，为了提高运行的可靠性，4台主排水泵主回路采用二段母线供电【ll，每段母线分别对2台主水泵及其控制单元供电，当一段母线中段供电时，另