基于PLC的煤矿井下排水模式自动转换控制系统

朱信龙，李小刚，谢沛

（1.陕西陕煤陕北矿业有限公司,陕西榆林，719000；2.陕煤集团神木柠条塔矿业有限公司,陕西神木，719300）

1 煤矿排水系统的组成和工作原理

1.1 煤矿排水系统整体组成

系统的组成部分主要由：变频器、PLC、大功率三相水泵（2台）、压力变送器及其他控制组组成，具体结构如图1所示。

由图1可知，系统整体结构中的变频器功能主要是对水泵进行软启动和变频调速处理；水位传感器的功能是将水位信号实时地转换成标准电信号(4～20Ma)，再经过A/D转换模块将其送入PLC中，进而比较实际检测与设定的水位信号是否存在异常；然后进行逻辑运算，再将最终结果传送至变频器上，变频器再根据实际情况改变水泵转速，其主要是根据上述所得结果控制变频器的输出频率；同时，水位值通过PLC传送至上位机，然后实现动态显示；上位机发送信号至PLC上，就可以智能启停同时控制水泵。

图1 系统整体结构组成

1.2 系统的工作原理分析

由于煤矿井下环境复杂，排水模式的选择尤为重要，尤其是在进行排水系统上的自动转换控制。在进行排水模式转换过程中，主要是通过连续闭环的PID进行操控。基于实际水位与给定的水位值，对排水模式进行比较，通过PLC的PID逻辑运算发送系统调节信号，从而对变频器的输出频率以及水泵电动机组的控制，最终实现排水系统中排水量的调节。

从工作原理图2所示可知：水位传感器将煤矿井下的当前实测水位情况反馈给地面时，首先将水位实际值传送至水位传感器的输入端，将其与给定的水位值进行比较。……