摘要：綜合監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)具有運(yùn)行可靠、操作方便、自動化程度高等特點(diǎn)，避免了因人為的失誤和巷道復(fù)雜多變的情況造成的不必要的人員傷害和經(jīng)濟(jì)損失，能提高排水系統(tǒng)的工作效率，加快排水進(jìn)度，建立了本質(zhì)安全型集中智能控制的斜巷追排水方法。

關(guān)鍵詞：監(jiān)測監(jiān)控 追排水 系統(tǒng) 設(shè)計(jì)

0 引言

本系統(tǒng)主要采用PLC控制系統(tǒng)、水泵起動控制系統(tǒng)、水位檢測控制系統(tǒng)、流量監(jiān)測系統(tǒng)、逆止閥控制系統(tǒng)及視頻監(jiān)控系統(tǒng)等組成。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)檢測：水流量大小、電機(jī)電流、供電電壓、水位等參數(shù)，通過主機(jī)能監(jiān)視水泵的運(yùn)行情況?？梢愿鶕?jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，做出報(bào)警提示，為設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了可靠的依據(jù)。根據(jù)監(jiān)測到的信號配合視頻監(jiān)控系統(tǒng)能夠知道水位變化情況，并能依此判斷出水泵的工作情況，故障時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警信號，并根據(jù)故障類型停泵，如有需要將啟動備用水泵繼續(xù)排水。

該系統(tǒng)具有運(yùn)行可靠、操作方便、自動化程度高等特點(diǎn)，避免了因人為的失誤和巷道復(fù)雜多變的情況造成的不必要的人員傷害和經(jīng)濟(jì)損失，能提高排水系統(tǒng)的工作效率，加快排水進(jìn)度，建立了本質(zhì)安全型集中智能控制的斜巷追排水方法。

1 智能型組合開關(guān)的改進(jìn)與擴(kuò)展應(yīng)用

水泵控制選用QJZ—4×315/1140（660）礦用隔爆兼本質(zhì)安全型智能組合磁力啟動器，起動開關(guān)保護(hù)與控制系統(tǒng)采用德國西門子 S7-200工業(yè)控制用可編程控制器（PLC），對系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測監(jiān)控，并具有漏電閉鎖、過載、短路、斷相、欠壓和過壓等保護(hù)功能。對水泵實(shí)時(shí)監(jiān)控保護(hù)，智能化程度高、性能穩(wěn)定、動作可靠。

為實(shí)現(xiàn)追排水過程的集中控制，利用開關(guān)內(nèi)S7-200的擴(kuò)展功能，對組合開關(guān)進(jìn)行改進(jìn)，將水位探測儀，和出水口處的流量檢測計(jì)的實(shí)時(shí)信息收集到PLC內(nèi)進(jìn)行處理，在水頭安裝一組水位探測儀與組合開關(guān)聯(lián)鎖，當(dāng)水位下降到下限水位時(shí)自動停泵、避免燒泵；當(dāng)水位到達(dá)上限時(shí)也動作，接通報(bào)警電路；當(dāng)水位在上下限之間時(shí)，自動開泵排水。組合開關(guān)同時(shí)加入加入風(fēng)電、瓦斯電閉鎖，當(dāng)通風(fēng)中斷或瓦斯?jié)舛瘸瑯?biāo)時(shí)組合開關(guān)立刻停掉水泵，并斷掉此區(qū)域范圍內(nèi)的電源；進(jìn)行聲光報(bào)警，提醒工人立即撤離；并且立刻通過控制站將信息傳到地面指揮中心，實(shí)施應(yīng)急救援方案。

并且，組合開關(guān)與排水管逆止閥控制系統(tǒng)相連，當(dāng)組合開關(guān)停水泵時(shí)，逆止閥立刻關(guān)閉，防止水倒流，沖毀葉輪；當(dāng)組合開關(guān)開啟水泵時(shí)，逆止閥立刻開啟，防止水排不出去，給葉輪增加壓力，同時(shí)也防止上水沖壞逆止閥。

2 自動控制系統(tǒng)的功能和原理

系統(tǒng)能夠自動采集流量、電機(jī)電流、母線電壓（采集點(diǎn)為組合開關(guān)）、水位、閘閥開關(guān)參數(shù)，并通過光纖傳到地面指揮中心，直觀的顯示出實(shí)際數(shù)值。可自動、手動控制水泵啟停和閘閥的開關(guān)。水泵自動控制方式如下圖1：

地面留有與全礦井自動化控制系統(tǒng)的以太網(wǎng)接口。有漢字顯示功能，可自動漢字顯示故障名稱和系統(tǒng)有關(guān)信息。泵的PLC控制系統(tǒng)以后可通過以太網(wǎng)與井上的PLC無縫連接具有抗干擾能力強(qiáng)傳輸速度快等特點(diǎn)。

安全的控制離不開齊全的監(jiān)測。自動控制系統(tǒng)監(jiān)測信號齊全為設(shè)備的控制提供了可靠的保障本控制系統(tǒng)在井下泵房集控室設(shè)PLC集中控制站，采集各種信號，按照工藝流程控制各臺水泵及相應(yīng)的電動閘閥，顯示各種工作狀態(tài)。

主要監(jiān)測的信號有被動反饋類及主動監(jiān)測類（傳感器監(jiān)測類），被動反饋類監(jiān)視信號有：由高壓開關(guān)提供的各主水泵開停信號及電抗器反饋信號；由高壓開關(guān)提供的電機(jī)電壓、電流信號各電動閘閥的開關(guān)位置和開關(guān)過位信號。

主動監(jiān)測類（傳感器監(jiān)測類）有：排水管路的流量采用獨(dú)立屏顯的隔爆超聲波流量傳感器監(jiān)測能隨時(shí)顯示水位的具體高度精確到10毫米傳送到PLC同時(shí)在顯示屏和地面上位機(jī)顯示。安裝了流量開關(guān)，流量開關(guān)的反饋為啟動水泵的重要依據(jù)。電機(jī)繞組溫度及電機(jī)軸承溫度，電機(jī)水泵PT100溫度傳感器數(shù)據(jù)將采集到PLC內(nèi)進(jìn)行溫度監(jiān)測并在上位機(jī)上顯示。

3 遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控水頭裝置的應(yīng)用

追水迎頭實(shí)現(xiàn)“無人則安”。追水迎頭安裝水位探測儀，及時(shí)探測水位變化，出水管串接流量檢測計(jì)檢測水泵上水情況。在水頭處安裝工業(yè)監(jiān)視器，將現(xiàn)場畫面上傳到斜巷口，實(shí)施遠(yuǎn)程監(jiān)控水泵工作情況及水位變化情況，礦用防爆顯示器上與水泵控制系統(tǒng)一起構(gòu)成遠(yuǎn)程集中控制綜合系統(tǒng)。同時(shí)遠(yuǎn)傳到地面搶險(xiǎn)指揮部，為決策提供依據(jù)。遠(yuǎn)距離監(jiān)視水位情況，避免了人員必須就近觀察水位變化時(shí)，避免人為的失誤、次生災(zāi)害造成的不必要的人員傷害和經(jīng)濟(jì)損失，保證工人的人身安全。

視頻錄像系統(tǒng)通過視頻攝像機(jī)實(shí)時(shí)觀察到現(xiàn)場畫面，監(jiān)視水倉水位及水泵運(yùn)行狀況。數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)、視頻數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集與壓縮、聯(lián)動報(bào)警等于一體。

4 結(jié)語

遠(yuǎn)程集中智能控制系統(tǒng)為一套遠(yuǎn)程自動化水泵監(jiān)控系統(tǒng)，可直接在地面以一鍵操作的控制方式實(shí)現(xiàn)自動排水和自動停止排水，操作安全、直觀、簡單。能與礦井監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，留有相應(yīng)的通訊接口，提供監(jiān)控軟件。視頻錄像系統(tǒng)通過視頻攝像機(jī)實(shí)時(shí)觀察到現(xiàn)場畫面，可取得如同工作人員親臨現(xiàn)場操作一樣的效果。

根據(jù)各種數(shù)據(jù)的采集，分析并得出泵各種狀態(tài)，決定是否對泵進(jìn)行檢修。實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測維修，可節(jié)約大量維修成本。通過組態(tài)軟件，利用一臺工控機(jī)，用PLC控制水泵的運(yùn)行程序，通過數(shù)字儀表、變送器、傳感器等信號輸送，給出了自動控制系統(tǒng)控制。對水泵運(yùn)行過程進(jìn)行實(shí)時(shí)集中監(jiān)視、操作、管理和分散控制，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制及無人值守。

系統(tǒng)保護(hù)更加完善，大大提高了水泵運(yùn)行的可靠性、安全性，提高了水泵的運(yùn)行效率，為礦節(jié)能工作打下良好的基礎(chǔ)。提高了安全管理水平。增強(qiáng)企業(yè)的核心競爭力；實(shí)現(xiàn)企業(yè)管控一體化。全面提高企業(yè)的管理水平，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)的多級監(jiān)管，保證礦井安全生產(chǎn)。以《煤礦安全規(guī)程》為基礎(chǔ)，并結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況；遵循“五高”建設(shè)方針，即高起點(diǎn)、高技術(shù)、高質(zhì)量、高效率、高效益，突出效益優(yōu)先；技術(shù)先進(jìn)，可靠性高，擴(kuò)展與升級容易，具有故障自診斷功能，做到夠用、適用、好用、易擴(kuò)展；充分利用現(xiàn)有資源，在技術(shù)先進(jìn)的基礎(chǔ)上，做到經(jīng)濟(jì)實(shí)用；網(wǎng)絡(luò)通訊功能強(qiáng)大，易于與其它系統(tǒng)集成。