【摘要】隨著煤礦生產(chǎn)控制工作由最初的安全監(jiān)控轉(zhuǎn)向多元化的井下全面監(jiān)控，井下管理工作對(duì)生產(chǎn)設(shè)備工作效率和穩(wěn)定性及工況監(jiān)控系統(tǒng)工作水平提出了更高的要求。井下水泵自動(dòng)控制系統(tǒng)的引進(jìn)與利用是實(shí)現(xiàn)煤礦井下水泵自動(dòng)化管理控制的關(guān)鍵途徑，對(duì)井下水泵自動(dòng)控制系統(tǒng)的有效利用和管理十分重要，也是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)指令與工況反饋的關(guān)鍵所在。

【關(guān)鍵詞】井下水泵；自動(dòng)控制系統(tǒng)；應(yīng)用與管理

1.自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)用及管理特點(diǎn)

1.1系統(tǒng)管理與應(yīng)用概況

當(dāng)前的井下水泵自動(dòng)控制系統(tǒng)很多特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)都是相對(duì)于傳統(tǒng)的人工監(jiān)控工作管理模式而言的，相對(duì)于傳統(tǒng)的人工管理模式管理效率低下、人工耗用過高、能源利用率低、總體管理水平不高的問題而言，井下水泵自動(dòng)控制系統(tǒng)是煤礦井下作業(yè)設(shè)備管理及工礦反饋?zhàn)詣?dòng)化、高效化、精準(zhǔn)化的主要載體。現(xiàn)以某煤礦井下作業(yè)管理為例，礦井中央有主、副水倉各一個(gè)，水倉容積之和為3450m3，礦井下的中央泵房使用6臺(tái)PJ200×6型排水泵，泵流量400m3/h，揚(yáng)程700m。主排水泵自動(dòng)控制系統(tǒng)采用PLC控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)井下設(shè)備與作業(yè)的自動(dòng)化控制管理。

1.2系統(tǒng)管理與應(yīng)用基礎(chǔ)

井下水泵自動(dòng)控制系統(tǒng)的管理與應(yīng)用操作在系統(tǒng)的設(shè)備與構(gòu)成的基礎(chǔ)上進(jìn)行，系統(tǒng)的構(gòu)造主要分為外圍傳感器、就地控制箱、LED模擬顯示屏、井底集中操作臺(tái)、PLC隔爆控制箱以及地面上位工控機(jī)這五個(gè)方面，其中的地面上位工控機(jī)根據(jù)礦井實(shí)際生產(chǎn)和工作狀況選擇配置或不配置。

2.自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)用

2.1排真空環(huán)節(jié)系統(tǒng)應(yīng)用

排真空環(huán)節(jié)應(yīng)注重水泵葉輪與水位狀況的控制，查看葉輪是否完全浸在水中，確保水泵之內(nèi)沒有空氣存在，從而避免水泵出現(xiàn)不上水問題或燒壞部件。在排真空環(huán)節(jié)的實(shí)際應(yīng)用操作中，應(yīng)采用射流閥等工具保證足夠的真空度，并采用高精度的傳感器及壓力檢測(cè)法檢查水泵工作環(huán)境中的真空度。

2.2閘閥操縱應(yīng)用

在井下水泵閘閥操縱環(huán)節(jié)的應(yīng)用中，應(yīng)盡量降低閘閥的啟動(dòng)功率，注意水泵的工作性質(zhì)對(duì)啟動(dòng)功率的影響，若為離心式水泵，則應(yīng)在確認(rèn)關(guān)閉閘閥后在啟動(dòng)水泵。另外，當(dāng)水泵停車之時(shí)，應(yīng)首先確保閘閥關(guān)閉，在逐漸減緩流速，直至水泵停車。

2.3水位自動(dòng)監(jiān)控環(huán)節(jié)應(yīng)用

水位自動(dòng)監(jiān)控環(huán)節(jié)的應(yīng)用中，應(yīng)著重檢測(cè)和控制水位高低，并根據(jù)水位的高低變化控制水泵的開關(guān)。當(dāng)水位處于水位2之時(shí)，水位傳感器根據(jù)當(dāng)時(shí)的計(jì)費(fèi)時(shí)段判斷啟動(dòng)與否，若當(dāng)時(shí)正處于高計(jì)費(fèi)段，則暫不啟動(dòng)；若處于低計(jì)費(fèi)段，則立即啟動(dòng)。水位處于水位3之時(shí)，水位傳感器立即發(fā)出啟動(dòng)指令。水位處于水位4之時(shí)，水位傳感器立即開啟另一臺(tái)水泵共同排水，以確保正常的排水速度，進(jìn)而將礦井內(nèi)部水位保持在一定的范圍之內(nèi)。另外，注意礦井水位在水位1之下時(shí)才可關(guān)閉水泵，不同水位的控制方式由PLC軟件決定。

2.4參數(shù)傳示環(huán)節(jié)應(yīng)用

參數(shù)傳示環(huán)節(jié)的應(yīng)用中，應(yīng)由其注意利用操作臺(tái)模擬屏對(duì)水倉的水位、泵機(jī)壓力與流量以及各種閘閥狀態(tài)發(fā)揮監(jiān)控作用。參數(shù)傳示中所有檢測(cè)到的狀態(tài)參數(shù)都有礦井PLC系統(tǒng)傳輸網(wǎng)絡(luò)傳輸至地面計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理分析，并進(jìn)一步傳出相應(yīng)的表格與圖像，輔助地面生產(chǎn)管理人員正確判斷、及時(shí)了解井下設(shè)備運(yùn)行狀況與實(shí)際工況，并更加準(zhǔn)確地制定并發(fā)出控制與調(diào)節(jié)指令。

3.自動(dòng)控制系統(tǒng)的管理工作

3.1系統(tǒng)自動(dòng)控制與手動(dòng)控制管理

在系統(tǒng)的自動(dòng)控制管理中，應(yīng)結(jié)合井下實(shí)際工況及設(shè)備運(yùn)行特點(diǎn)設(shè)定并調(diào)整水泵運(yùn)轉(zhuǎn)控制中水位、電負(fù)荷、計(jì)費(fèi)段等參數(shù)及指數(shù)；統(tǒng)計(jì)分析礦井平均電負(fù)荷與不同時(shí)段、不同生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的用電負(fù)荷狀況，將統(tǒng)計(jì)出的用電負(fù)荷變化周期及波動(dòng)實(shí)況傳輸至自動(dòng)控制系統(tǒng)傳輸至控制檢測(cè)總機(jī)；重點(diǎn)管理和控制系統(tǒng)對(duì)水位信號(hào)的檢測(cè)與設(shè)置，確保整個(gè)系統(tǒng)在合理、精確的水位標(biāo)準(zhǔn)中檢測(cè)水位與發(fā)出相應(yīng)的控制指令，設(shè)定不同水位下的水泵開啟數(shù)量與運(yùn)行功率，還應(yīng)設(shè)定和調(diào)整不同水位下的水泵檢修原則及備用規(guī)則。

3.2監(jiān)控與傳輸管理工作

應(yīng)根據(jù)礦井實(shí)際生產(chǎn)特點(diǎn)及整個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)及其他工作設(shè)備工作狀況合理進(jìn)行系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的監(jiān)控與傳輸?shù)墓芾砉ぷ?。例如，在水位監(jiān)控管理工作中，應(yīng)著重管理水位傳感器對(duì)不同水位的檢測(cè)與控制工作，設(shè)定并調(diào)整何種情況下水位傳感器根據(jù)當(dāng)時(shí)的計(jì)費(fèi)時(shí)段判斷啟動(dòng)與否，何種情況下，水位傳感器立即發(fā)出啟動(dòng)指令，以及啟動(dòng)水泵的臺(tái)數(shù)等等。

3.3手動(dòng)控制管理

在水泵自動(dòng)控制系統(tǒng)的手動(dòng)控制管理工作中，應(yīng)設(shè)定合理的自動(dòng)方式與手動(dòng)控制方式之間的切換方法，確保在井下實(shí)際生產(chǎn)作業(yè)中，操作人員與自動(dòng)控制裝置能夠?qū)崿F(xiàn)無縫銜接，順利達(dá)到自動(dòng)控制與手動(dòng)控制之間的轉(zhuǎn)換。

3.4單擊自動(dòng)控制管理

單擊自動(dòng)控制模式的實(shí)現(xiàn)主要由地面監(jiān)控主機(jī)控制，應(yīng)強(qiáng)化地面監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)工作模式的切換工作，以便工作模式切換至單擊自動(dòng)工作模式之時(shí)，仍然能夠保障主機(jī)單獨(dú)控制系統(tǒng)中各項(xiàng)子系統(tǒng)的正常工作。

4.系統(tǒng)管理與應(yīng)用效果總結(jié)

在井下水泵自動(dòng)控制系統(tǒng)管理工作中，應(yīng)首先明確控制系統(tǒng)整體構(gòu)架，在充分了解和研究控制系統(tǒng)外圍傳感器、就地控制箱、LED模擬顯示屏、井底集中操作臺(tái)、PLC隔爆控制箱以及地面上位工控機(jī)等基礎(chǔ)性的組織構(gòu)造的基礎(chǔ)上，還要根據(jù)不同的組織結(jié)構(gòu)的工作原理與工作性質(zhì)輔以高效的操作控制工具，如上述礦井在采用PLC井下水泵自動(dòng)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，還引入了科學(xué)性極強(qiáng)的操作平臺(tái)輔助日常控制工作。同時(shí)，將控制系統(tǒng)及控制平臺(tái)的操作盡量簡化，并拓展不同控制系統(tǒng)及平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)傳輸范圍。近年來，井下水泵自動(dòng)控制系統(tǒng)在礦井實(shí)際控制與運(yùn)轉(zhuǎn)中發(fā)揮了有效的控制管理工作，提供了良好的技術(shù)支持，系統(tǒng)總體使用效率和可靠性值得肯定。

【參考文獻(xiàn)】

[1]李明軍，章俊，趙玉珍，等.井下水泵自動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用和管理[J].煤礦機(jī)電，2010，（2）：75-77.

[2]孫中杰.單候礦井下排水自動(dòng)控制系統(tǒng)[C].//2010創(chuàng)新型煤炭企業(yè)發(fā)展與信息化高峰論壇論文集.2010：141-144.

[3]槐利，譚一川，徐育軍，等.煤礦井下主排水自動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用[J].工礦自動(dòng)化，2012，38（3）：63-65.DOI：32-1627/TP.20120307.1706.021.

[4]朱全印.礦井泵房節(jié)能型自動(dòng)控制系統(tǒng)的研制與應(yīng)用[J].煤炭工程，2009，（7）：115-116.