基于PLC技术的矿井中央排水系统改造.pdf

矿井中央排水系统改造是矿业安全生产的重要组成部分，本次改造基于PLC控制技术，主要针对两渡煤矿原排水系统存在的问题进行了全面的硬件和软件控制系统优化。通过实施改造，增强了矿井排水系统的自动控制能力、实时监控能力、故障防护能力，从而减员增效、实现早期预警和节能减排。 原排水系统位于山西汾西同达工程设计有限责任公司，主要由三台大型矿用排水泵、配套电机、液压站及多台电动闸阀组成。原先系统中存在人工操作复杂、故障率高、系统功能老旧、电耗高等问题。这些问题严重影响了矿井的排水效率和安全性能，使得矿井排水系统无法满足现代化矿井的高要求。 为此，改造方案在+315m水平中央排水泵房旁边的中央变电所设置了矿用隔爆兼本质安全型PLC控制中心。在硬件上，增加了超声波水位计、浮球液位开关、电机轴温度传感器、转速传感器和电动球阀等设备，并与PLC控制器相连接，构成了一个智能排水控制系统。此系统能够进行实时数据信息收集、分析、保护和报警，并通过工业以太网与地面控制主机进行通讯，实现数据的上传和指令的下达。 在软件方面，通过矿用隔爆兼本质安全型矿井自动排水控制箱和西门子系列PLC及过程控制软件，收集并处理中央水仓排水信息，计算并执行最优控制策略。软件还具备报警、显示、信息和统计报表功能，并支持地面控制或自动控制的工作方式，从而实现泵房监控子系统与全矿井监控系统的融合、监测、控制及数据共享。 传感器的增设是硬件优化的重要环节。例如，在水仓吸水井中安装液位传感器，水泵上增加温度传感器，以及在管路上配置流量传感器、压力传感器、负压传感器。这些传感器通过PLC控制器实现信息的实时监控和自动控制。 界面设计也是此次改造的关键部分。地面控制中心电脑界面不仅显示设备运行参数，还显示水位、压力、温度等参数，并具备报警记录界面，方便操作人员及时了解系统状态，并做出相应的调整。 控制系统的优化包括自动、现场手动和检修三种工作方式。自动工作方式能够根据排水储水量、水位和自动排水工艺，自动开启水泵和阀门，实现抽真空、开闸阀启栗排水全过程自动化。此外，系统还能够根据水位高度，分析计算出单台水泵的工作制度，并在用电谷段时间调整水泵数量和顺序，以增加水泵寿命并减少电能浪费。 通过此次改造，两渡煤矿的矿井排水系统实现了减员增效、早期预警、易排故障和节能高效，大幅提升了矿井排水的自动化、信息化水平，保障了矿井的安全生产和经济效益。 在参考文献方面，这期期刊的实践与应用机械管理开发也收录了其他与矿山自动化、信息化相关的文章，为矿业技术改造提供了宝贵的专业指导和参考资源。通过这些文献，可以进一步了解PLC技术在矿业中的应用和发展趋势。