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一、系統概述
井下水泵房承擔著礦井的排水任務，對煤礦的安全生產起著舉足輕重的作用。水泵控制系統對各水泵房排水泵實行全方位自動監控，及時掌握其礦井涌水情況，以便及時完成排水任務，并掌握水泵的實時工作狀態，記錄水泵運行參數，保證水泵工作在完好的狀態。該系統對煤礦安全生產具有較大的現實意義。
二、 設計方案
水泵自動控制系統由地面自動化監控中心站、井下控制主站兩部分組成。主站控制器的核心部分選用西門子S7-300系列PLC，上位機選用力控組態軟件ForceControl，實時采集數據，控制水泵啟停，以實時圖形、圖像、數據、文字等方式，直觀、形象、實時地反映系統工作狀態。其中現場信號有：
（1）輸入信號：各水泵開停及故障信號、電動球閥狀態信號、水泵真空度、水泵電機狀態信號、水泵出口壓力、水倉水位、電機軸承溫度、電機外殼溫度、水泵外殼溫度、電機和水泵連接軸溫度。并且可實現紅外檢測各主管道流量。
（2）輸出信號：水泵電機啟/停控制、射流裝置球閥開/關控制、電動閘閥開/關控制。
圖1泵房系統拓撲結構圖
三、系統功能
井下主排水監控系統實現水泵運行自動化，保證水泵安全穩定運行，該系統主要具備以下5部分功能。
（1）數據采集分析及保護：系統可采集與監測水泵、電機、各個排水管、閥門、水倉等所有現場設備的實時數據，并且可以實時顯示各個設備的工作狀態，通過預先設定好的控制策略可對現場設備進行聯鎖保護控制。
（2）通訊：PLC控制器配備以太網通訊模塊，可把PLC接入井下工業網，中央泵房PLC接入井下中央變電所環網交換機，經井上井下環網將水泵機組實時的運行信息傳到地面監控系統。支持標準OPC接口實現無縫交互功能。
（3）顯示功能：系統可實時顯示現場排水工藝流程，通過圖形動態顯示水泵、閥門、運行狀態，直觀地顯示水泵的工作狀態和電動閥的開閉位置，實時顯示水泵抽真空情況和出水口壓力、流量等實時值。
（4）報警功能：系統通過高度模擬現場排水工藝流程，采用改變圖形顏色和閃爍方式進行事故報警，直觀地顯示水泵及相關設備的工作狀態。如水位、壓力、電機軸溫、水泵外殼溫度等的超限報警，自動記錄報警信息以便工程師分析故障信息。
（5）數據記錄和存儲功能：地面監控系統實時采集重要參量并進行定期存儲，操作員可查詢存儲到歷史數據庫的數據，以報表和曲線的形式展示，并支持打印功能，為技術員分析系統運行狀況提供科學的依據。
圖2 中央水泵房系統示意圖
四、結語
綜上所述，本系統結合先進的計算機技術、網絡通信技術、自動控制技術，借助力控ForceControl軟件平臺，實現了煤礦主排水系統的自動化與智能化。
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