矿井排水系统水泵自动控制系统的设计分析

尤 静

（晋能控股煤业集团马脊梁矿，山西 大同 037027）

引言

煤矿排水系统自动化是全球企业与煤矿科学研究机构实践和研究的主要方向，通常是在排水系统自动控制过程中引入继电控制技术，PLC控制技术和智能控制技术。由于智能化控制与自动化运行的煤矿排水系统全面步入到实践阶段，当前国内部分大型的煤矿公司已完成机械自动化控制排水系统。但是自动化控制排水系统应用时还存在很多问题，如：设备维护困难、单一控制策略和后向保护措施。因此以PLC控制技术为基础，并对排水系统泵里面的软件设计与硬件结构展开分析。

1 排水系统的模型

排水系统模型如图1所示[1]。图中：H1、H2分别是储水箱的高水位和低水位。u（k）是泵的决策向量；q（k）是取水量与储水箱的水位函数。

2 硬件设计

2.1 硬件的结构

图1 排水系统模型

图2 排水自动控制系统结构图

图2显示了排水系统水泵的自动控制系统硬件结构。该系统由以下4块模块构成：模拟处理模块、PLC控制模块、开关处理模块、通讯模块。其中PLC控制模块是扩展模块（DI/DU/AI/AU和通讯扩展模块）与PLC控制器组成。在获得用于控制泵的参数之后，应根据泵启动和停止的自动控制操作程序打开煤矿排水泵的逻辑控制。在同一时间内，对作业期间的泵的参数、系统信息进行总结，同时利用EtherNet端口将其上载至矿井网络或者高清多媒体端口。电磁阀与电动球阀的控制点、泵电机的启停控制点，还有警报控制以及控制模式的选择与泵状态都是通过开关处理模块进行的。……