一、 系統(tǒng)概述
　　礦井下的涌水由井下各個(gè)巖層滲出水組成，涌水沿各巷道排水溝流入水倉(cāng)積存。井下水泵房排水系統(tǒng)是煤炭礦井的關(guān)鍵系統(tǒng)之一。本方案從實(shí)際出發(fā)，在井下泵房配備一套適合于煤礦井下環(huán)境的自動(dòng)控制系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱(chēng)系統(tǒng)），以實(shí)現(xiàn)排水自動(dòng)化控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)排水泵房的集中控制。
　　隨著計(jì)算機(jī)控制技術(shù)及以微處理器為核心的可編程序控制器的普遍應(yīng)用，結(jié)合礦井排水系統(tǒng)的特點(diǎn)，在確保性與可靠性的基礎(chǔ)上，采用礦用隔爆兼本安PLC控制器龐大的軟硬件資源，通過(guò)各種可靠的傳感器、保護(hù)裝置、電動(dòng)閘閥、電動(dòng)球閥等設(shè)備組成礦井主排水自動(dòng)控制系統(tǒng)。該自動(dòng)控制系統(tǒng)達(dá)到準(zhǔn)確及時(shí)的掌握各種設(shè)備的工作狀態(tài)、減少排水系統(tǒng)操作人員工作量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，結(jié)合水倉(cāng)水位變化充分提高煤礦井下主排水系統(tǒng)效率，使水泵排水系統(tǒng)能夠安全可靠、節(jié)能高效、經(jīng)濟(jì)合理的優(yōu)化運(yùn)行。對(duì)于進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)全礦井生產(chǎn)系統(tǒng)的自動(dòng)化、科學(xué)化、網(wǎng)絡(luò)化管理具有十分重要的意義。
　　為了降低礦井泵站運(yùn)行費(fèi)用，提高礦井泵站的自動(dòng)化程度，采用可編程控制器（PLC）進(jìn)行控制，可自動(dòng)監(jiān)控水倉(cāng)水位，水泵參數(shù)和其他參數(shù)，并且通過(guò)圖形、圖像、曲線(xiàn)、數(shù)據(jù)、文字等方式，直觀、形象、實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的反映系統(tǒng)工作狀態(tài)以及水倉(cāng)水位、電機(jī)工作電流、電機(jī)溫度、軸承溫度、排水管流量水泵狀態(tài)等參數(shù)。
　　根據(jù)水倉(cāng)水位的高低、礦井用電信息等因素，建立數(shù)學(xué)模型，控制水泵輪流工作與延時(shí)啟動(dòng)備用水泵，合理調(diào)度多臺(tái)水泵運(yùn)行，可以達(dá)到避峰填谷和節(jié)能的目的；同時(shí)，系統(tǒng)通過(guò)雙絞線(xiàn)或光纜傳輸設(shè)備聯(lián)網(wǎng)，可以實(shí)現(xiàn)多泵站無(wú)人值守泵站群控運(yùn)行，大大降低礦井泵站運(yùn)行人工費(fèi)用，更有效提高泵站設(shè)備完好率和可用保證率使水泵控制系統(tǒng)可靠的工作。通過(guò)設(shè)定運(yùn)行程序?qū)φ谜具M(jìn)行運(yùn)行和監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)半無(wú)人值守或無(wú)人值守。
　　附件、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖示

　　二、 實(shí)現(xiàn)目標(biāo)
　　實(shí)現(xiàn)井下排水系統(tǒng)的自動(dòng)化控制：
　　、可依據(jù)水倉(cāng)水位起停水泵，提高水泵有效利用率，降低成本，節(jié)能增效。
　　第二、可減少看護(hù)人員，并可充實(shí)設(shè)備維護(hù)檢修隊(duì)伍，提高維護(hù)質(zhì)量，減少事故發(fā)生，變發(fā)生事故后的被動(dòng)檢修為主動(dòng)的定期檢修，提高設(shè)備的使用率，實(shí)現(xiàn)減人增效。
　　第三、可以保證煤礦的安全生產(chǎn)，改善工作環(huán)境，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。
　　第四、可有效的保護(hù)水泵電機(jī)等設(shè)備，延長(zhǎng)使用壽命，減少事故停機(jī)時(shí)間，提高排水能力。
　　第五、可有效的提高突、透水事故的應(yīng)急處理能力，防止災(zāi)害的發(fā)生。
　　三、 系統(tǒng)組成
　　1、總體構(gòu)成
　　系統(tǒng)主要由：上位機(jī)、組態(tài)編程軟件、工業(yè)交換機(jī)、PLC控制器、傳感器、阻燃通信電纜、阻燃通信光纜、雙絞線(xiàn)、分線(xiàn)盒等設(shè)備組成。
　　.2、傳感器部分
　　傳感器含：水位傳感器、超聲流量傳感器、正/負(fù)壓力傳感器、溫度檢測(cè)裝置等。
　　3、控制系統(tǒng)部分
　　采用可編程控制器（PLC）的控制
　　特點(diǎn)：1）現(xiàn)場(chǎng)可編程，可以根據(jù)不同的控制對(duì)象靈活編程。
　　2）產(chǎn)品貨源豐富。
　　3）邏輯控制能力強(qiáng)，可滿(mǎn)足不同的控制對(duì)象。
　　4）組網(wǎng)方便，選擇不同的通訊模塊可組成各種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
　　PLC控制器主要由：主控模塊、電源、穩(wěn)壓器模塊、開(kāi)關(guān)量輸入模塊、開(kāi)關(guān)量輸出模塊、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊及其它配套設(shè)備組成。
　　控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
　　【地面上位機(jī)部分】
　　上位機(jī)部分由：工控機(jī)及工業(yè)組態(tài)軟件構(gòu)成，用以實(shí)現(xiàn)水泵控制系統(tǒng)的地面監(jiān)控與數(shù)據(jù)上傳功能。
　　【井下泵房監(jiān)控站部分】
　　采用1臺(tái)主PLC控制器和3臺(tái)子控制器及各種傳感器等設(shè)備組成； PLC控制器實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控站的功能，實(shí)現(xiàn)單臺(tái)/多臺(tái)水泵的手動(dòng)/自動(dòng)控制功能，同時(shí)具備完善的水位、壓力、流量、溫度等的監(jiān)控保護(hù)和報(bào)警功能。
　　PLC控制器（簡(jiǎn)稱(chēng)監(jiān)控站）經(jīng)光信號(hào)接口或RJ45接口接入現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)交換機(jī)將信息上傳至地面上位機(jī)，同時(shí)接收上位機(jī)的控制信息，實(shí)現(xiàn)地面遙控井下水泵系統(tǒng)。
　　.4、系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)
　　上位機(jī)系統(tǒng)安裝于地面集控室；如基于工業(yè)以太網(wǎng)通訊：向上通過(guò)環(huán)網(wǎng)及組態(tài)軟件自帶的OPC Server軟件接口向綜合自動(dòng)化平臺(tái)提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，向下通過(guò)環(huán)網(wǎng)及OPC Client或光端機(jī)（光纖）與井下監(jiān)控站進(jìn)行實(shí)時(shí)通訊。
　　系統(tǒng)如果處于獨(dú)立模式通訊運(yùn)行：向上以線(xiàn)纜（電纜/光纜）為介質(zhì)提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，向下可由線(xiàn)纜與井下監(jiān)控站進(jìn)行實(shí)時(shí)通訊。
　　井下礦用隔爆兼本安PLC控制器監(jiān)控站安裝在泵房控制室內(nèi)，完成控制現(xiàn)場(chǎng)各傳感器信息的采集與處理，通過(guò)高性能控制軟件設(shè)定的自動(dòng)控制流程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制功能。
　　礦用隔爆兼本安PLC控制器具有手動(dòng)/自動(dòng)功能，手動(dòng)方式下通過(guò)其自身的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)單臺(tái)水泵的起/停控制，每臺(tái)子站可實(shí)現(xiàn)單臺(tái)水泵的手動(dòng)控制，自動(dòng)方式下接收主礦用隔爆兼本安PLC控制器監(jiān)控站下發(fā)的控制命令實(shí)現(xiàn)多臺(tái)水泵的自動(dòng)控制。現(xiàn)場(chǎng)的各種返回信號(hào)（高爆開(kāi)關(guān)、電動(dòng)閘閥等返回點(diǎn)）接入KXJ127型礦用隔爆兼本安PLC控制器。