摘要：目前，我国煤矿井下排水设备的控制手段相对，单一，自动化程度较低，各排水系统之间相对独立，运行，无法实现设备联动，故障率高、反应速度差，，在生产过程中一旦发生矿井涌水事故，不仅会造成，煤矿停产，而且严重者将造成人员伤亡事故，因此，为了提高煤矿井下排水系统整体的可靠性与安全，性，提高煤矿井下排水系统的自动化、智能化程度，，在结合煤矿行业现有状况的基础上，提出了基于自，动化控制的集成控制系统，该系统可以实现对煤矿，井下各个排水控制系统的集成控制，大幅减少所需，地人员，同时极大地提高煤矿井下排水系统安全性，和可靠性。
关键词:井下；水泵；自动；控制
引言
目前大部分煤矿井下主排水系统仍多采用继电器控制，，水泵的开停及选择切换均由人工完成．还做不到根据水位，或其它参数自动开停水泵。所以，对井下排水系统状态进，行实时监控，并根据井下具体情况和要求，选择最佳运行，方案是保证煤矿水泵安全运行、节能降耗的一项重要措施。
1自动控制系统概述
在信息化和数字化技术的快速推动下，自动控制技术在近年来得到了快速发展。而数字化的矿山建设则需要在井下排水系统中应用自动控制技术，在矿山企业中矿井中央泵房是其重要场所，对矿山企业生产安全产生直接的影响，当前我国矿山企业中央泵房自动化水平不高，对矿山生产安全性及高效性产生了严重的影响，为了推动数字化矿山企业的发展，只需在矿井中央泵房中使用自动控制技术即可解决，在自动控制系统中，主要是由多个子系统所组成，如水泵控制系统，数据采集集中监控系统等，在确保排水系统运行正常，在地面调度室可以对排水系统进行操作，降低企业的生产成本，为工作人员自身的生命安全提供了切实的保障。如水位在警戒水位以下，则会根据用户设定的时间来进行自动排水，不仅可以有效节约能源，还能确保电力供应安全，当水位达到警戒水位的情况下，为了在非排水时段排水及时，系统则会对无故障水泵立即指挥进行自动排水。
2系统实现的主要功能
2.1水泵的自动控制
实现水泵的自动开停控制是该系统的最基本功能，通，过相应的控制策略，可自动控制水泵的开停，达到井下泵，房无人值守的目标。
2.2监测水泵及电机的工作参数
系统应能检测水泵及其电机的工作参数。如；水泵流，量、轴温、电机温度、电机启动与工作电流等。系统同时，监测水泵和电机的用电参数，包括电流、电压、功率因数、，有功、无功、用电量等。
2.3报警和自动保护功能
系统具有报警功能，包括最大电力高限报警，水仓水，位高限、低限报警，电压高限和低限报警．电机水泵异常，报警等。同时实现电机和水泵的自动保护。
3井下排水系统整体结构设计
3.1PLC控制系统
该功能要求煤矿井下排水系，统的控制系统能够实现对各区域排水系统运行时的，电压、电流、流量、水压等各种系统实时运行信号的，采集、分析、筛选、控制。
3.2参数显示功能
该功能要求系统所采用的组，态控制软件具有对水仓水位、流量、压力、管路静压、，电路控制系统的电流、电压等信息的实时动态显示，功能，便于管理人员能够实时、直观地掌握各分站点，排水设备和系统的运行情况，能够方便、快捷地对各，设备的运行传递工作指令。
3.3故障监测及保护功能
煤矿井下排水设备控，制系统的故障监测及保护功能是指控制系统对设备，在运行过程中的电压、电流、漏电保护、流量、水压、，水泵漏水保护、电机超温保护等的运行信息进行，实时监测，当发现被监测信号超过设定的区间时，系，统自动采取断电、调整、修复、报警等处理措施，避免，设备更大事故的发生。
3.4控制系统冗余设计
为保证自动化控制系统，具有高度的适应性及强大的抗干扰能力，要求在自，动化控制系统设计时采用冗余设计的概念，确保自，动化控制系统在后续使用中的稳定性。
4统的主要工作环节
4.1自动注术环节
水泵只有在其叶轮完全淹没于水中的情况下，泵体内，部才能造成必要的真空度实现正常排水。如果真空度不够，，泵内有空气存在，将会造成不上水和转动部件烧坏等故障。，因此，启动前的注水是水泵工作的重要操作项目之一。本，方案采用真空泵抽真空和射流两种方式抽真空。由真空表，监测真空度、电流、流量作为监测真空度的后备。
4.2水位自动监控环节
水位自动监控环节的任务是根据水位的高低自动准确发，出开、停水泵命令。水位传感器的可靠性和准确性直接影响，着整个控制系统的工作可靠性。当水位达到水位2时，若处，于低计费时段，可以立即启动，若处于高计费段，则暂缓启，动。当水位继续上升至水位3时，则不论电网如何，必须启，动水泵。若水位继续上升至水位4时，则表明一台水泵的排，水量已不足以排除矿井出水，必须启动第二台水泵．两台水，泵一起排水，以矿井的最大排水能力来排除矿井出永。不论，投入几台泵，水位必须下降到水位1方可停泵。
4.3参数传递环节
除了排水系统自身的参数外，系统还采集全矿用电的，最大负荷，在满足排水主要任务的同时．最大限度地调节，全矿用电负荷曲线，通过。躲峰填谷”策略，根据最大用，电负荷调整水泵输出，降低能耗。
4.4动机自动控制环节
该环节是排水综合自动化控制系统的中心环节。它由，P比、中间继电器、接触器等组成．以上环节最终都要与本，环节配合，根据控制策略自动开停水泵。，为了防止因备用泵长期不用而使电机受潮或有其它故，障而未被发现，当紧急情况需要投入而不能投人以至影响，矿井安全．本环节按。轮换工作制”来控制，以达到有故，障早发现、早处理，以免影响矿井安全的目的。系统根据，水泵的开启次数自动按一定顺序轮换开启水泵。当某台或，其所属阀门故障或检修时，该泵退出轮换，其余各泵仍按，轮换工作制运行。
5制运行策略
系统自动检测水位信号．计算单位时间内不同水位段，水位的上升速率，从而判断矿井的涌水量，根据预先设定，的控制策略，自动投A和退出水泵运行台数。合理地调度，水泵运行，避免了水少多泵运转。，通过检测电机轴温、电机定子温度，如果发现温度超，限，能及时发出报警信号．并且能够自动切换到备用水泵，工作，保护电机不被损坏，减少了电机的维修次数。有效，降低了水泵磨损，延长了水泵的使用寿命。，系统根据工作电压和工作电流计算电功率，根据流量，和扬程计算有用功率，从而计算出排水系统敢率，一旦水，泵运行在低效率范围内，自动切换到备用水泵工作，使该，泵处于检修状态，并发出信号通知管理人员及时对该泵进，行检修，，根据全矿最大负荷以及峰平谷时段实现水泵的启动和，停止，达到最大程度地节省电量的目的。
结束语
在信息化和数字化时代的发展背景环境下工业行业已经，大量投入了先进的科技水平和设备，工业生产的发展更加向自动化，数字化及智能化发展，在矿山企业中由于其劳动强大，并存在较大的安全隐患问题，因此在矿山井下排水自动控，制系统中应用自动控制技术，不仅可以有效保障工作人员的生命安全，同样也节约了在工业生产中资源消耗量，降低了企业生产成本，提高经济效益，是实现数字化矿山行业发展的重要方向。
参考文献
[1]李泽橙，等．采区水泵房自动排水系统方案探讨[J]．矿山机械。2005．(5)：64—65．
[2]石小刺．井下排术监控系统自动化方案分析[J]．煤矿机电，2006，(4)：68—70．
[3]石进水．研一在泵房水泵自动监控系统中的应用[J]．PLc＆F^，2∞6，(5)：7l一73．