梅花井煤矿环形水仓远程自动化控制系统的研究与应用.pdf

梅花井煤矿环形水仓远程自动化控制系统的研究与应用刘小明摘要：针对梅花井煤矿环形水仓排水占用人力资源严重、作业环境复杂、日常管理难度大的问题对环形水仓的排水设备进行了自动化改造。通过工业以太网实现远程控制从而彻底改变了环形水仓传统的人工排水方式达到了自动化换人、减员提效的目的。Abstract：AimingattheproblemsthatthedrainageoftheannularwaterstorageinMeihuajingCoalMinetakesupalotofhumanresourcestheoperationenvironmentiscomplexandthedailymanagementisdifficultthedrainageequipmentoftheannularstorageisautomaticallytransformed.TheremotecontrolisrealizedthroughindustrialEthernetthuscompletelychangingthetraditionalartificialdrainagemethodoftheringwaterstorageandachievingthepurposeofautomaticsubstitutionpersonnelreductionandefficiencyimprovement.关键词：远程;自动化;控制;节约1环形水仓水源梅花井煤矿环形水仓的水源来自巷道淋水、探放水、设备冷却水、冲洗巷道的水及供水管路漏水。2环形水仓传统排水模式存在的问题环形水仓排水作业采用传统人工排水模式：水泵工乘坐胶轮车、架空乘人器加步行到达环形水仓观察水位水位达到上限时操作现场的排水设备开始排水期间观察水位当水位达到下限时停止排水排水停止期间打扫现场的卫生或则等待三班倒工作制。采用传统人工排水模式存在问题：①每个环形水仓每天必须占用4名水泵工3名水泵工三班倒1名轮休人力资源占用严重。②井下排水作业环境复杂多变闷热潮湿周围充满了危险源作业环境恶劣。③为避免水仓中水量突然增加造成巷道或设备被淹水泵工严格执行现场交接班制度因部分巷道至井口距离长甚至接近10公里单程需要1个小时造成交接班时间长人员在井下的单班作业时间接近10个小时人员长时间作业容易出现疲劳作业发生安全事故。④当水仓水位排至下限后排水设备停止运行水泵工也处于空闲状态单班有效作业时间少。⑤人工误操作或责任心不强未严格按照标准作业流程排水作业导致设备损坏或巷道被淹。⑥对于设备工况的监测全靠人工估量没有说服力无法精掌握设备的状况。⑦排水过程中设备出现故障后不能立即停止设备。3环形水仓远程自动化控制系统3.1系统构建[1]环形水仓自动控制系统由1台矿用隔爆兼本安型信息传输接口、1台矿用本安型投入式液位传感器、2台矿用本安型压力传感器、4台矿用隔爆型电动球阀、1台超声波流量计、2个液位浮球开关构成。设备结构示意图所示：如图1。矿用本安型压力传感器用作监测水泵出水口侧的压力并通过与水泵正常运行时的压力值对比判断水泵运行是否正常。矿用隔爆型电动球阀启动水泵电机前打开连通供水管上的球阀通过水泵注水孔向水泵内注水;打开连接水泵上排气孔的球阀排出水泵内的空气;启动水泵电机后关闭以上两个球阀。超声波流量计监测排水管路中水的流量并通过与水泵正常运行时的流量值對比判断水泵运行是否正常。液位浮球开关通过测量铁桶内的水深来判断水泵注水是否满。矿用隔爆兼本安型信息传输接口为控制核心内置处理器为西门子S7-1200可编程控制器现场由西门子S7-1200可编程控制器采集传感器信号并按照设定的逻辑顺序控制电动球阀及水泵电机的启停。3.2环形水仓自动化排水的工作原理①水泵启动。液位传感器上传的数据大于设定的水位上限注水电动球阀开排空气电动球阀开当水泵和吸水管内注满水多余的水流进沿底部