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摘 要：矿井中央水泵房是矿山企业的机电要害场所，直接影响到矿山企业的安全生产。随着计算机技术的迅速发展，以微处理器为核心的可编程逻辑控制器（PLC）控制已经逐步取代继电器控制，普遍应用于各行各业的自动化控制领域。通过远程监控和以PLC控制实现水泵的实时监控及故障语音报警，达到节约能源和人力资源的功能，提高主排水泵房的经济效益和管理水平。
关键词：PLC 远程监控 故障报警 光纤
一、研究背景
在煤矿地下开采过程中，由于地层含水的涌出，采空区低洼处积水，灭火灌浆水，雨雪和江河中水的渗透，使得大量的水昼夜不停地汇集于井下。矿山排水设备的任务就是将这些矿井水及时地排送至地面。因此，保证矿山排水设备运转的可靠性与经济性，具有十分重要的意义。
矿井中央水泵房是矿山企业的机电要害场所，直接影响到矿山企业的安全生产。目前矿井主排水系统水泵的运行与管理以及水仓水位的观察普遍采用人工操作方式，操作过程繁琐，劳动强度大，自动化程度低，不适应现代化矿井管理，影响了生产的安全性和高效性。随着计算机技术的迅速发展，以微处理器为核心的可编程逻辑控制器（PLC）控制已经逐步取代继电器控制，普遍应用于各行各业的自动化控制领域。通过远程监控和以PLC控制实现水泵的实时监控，达到节约能源和人力资源的功能，提高主排水泵房的经济效益和管理水平。
二、南山煤矿二水平排水系统介绍
二水平排水系统包括兴城水泵制造厂生产的MD450-60×4型水泵四台，配套佳木斯电机厂、宁夏三一西北骏马电机厂生产的电机，功率为450kW，排水管路为Ф273mm管二趟，水由二水平水仓排至一水平水仓，排水高度为154米，水仓总容积4228m3。
南山煤矿井下采用分段式排水方式，即二水平、三水平的涌水排至一水平，再由一水平直排地面。現二水平泵房已投入使用自主研发的水泵远程监控及故障报警系统，并预留了水泵自动控制功能，在井下司机休息室及地面科调度室即可查看水泵以及排水系统的实时参数。这些都为南山煤矿主排水泵房实现无人值守提供了先行的条件。
三、系统应用简介
二水平中央水泵房远程监控及故障报警系统，采用PLC控制技术，通过组态王软件设计，在现场司机室安装矿用本安型隔爆箱，隔爆箱内部包括显示器、主机主板、PLC、光端仪等，此计算机为现场监测核心，通过光纤将监测数据传输至地面动力科生产指挥中心，通过屏幕显示，实现井上下对排水系统的实时在线监测。能对水泵的各项运行工况参数在线实时监测、统计和显示，工况参数监测包括吸水井水位、电动机温度、电动机轴承温度、水泵轴承温度，运行电流，停开泵时间。具有对电机、轴承超温，水位高度实时语音报警的功能。
二水平中央水泵房远程监控及故障报警系统投用前，水泵轴承没有温度显示，电动机有温度显示但不能报警，水位只有上下水位报警，不能直观查看水位，只能从吸水井的梯子估计水位，水泵上水情况只能从各自的高开查看电流，司机检查水泵运转情况周期长，且不准，调度只能用电话了解水泵情况。
二水平中央水泵房远程监控及故障报警系统投用后，增加了水泵轴承温度显示和语音报警，增加了电机温度语音报警，淘汰了原来故障率高的电机温度及和电机轴承温度保护，增加了水位数字显示，并在司机室内安装了监视显示器，用于显示各水泵轴承温度，电动机轴承温度，电动机三相绕组温度，配水巷水位数字显示，各台水泵的工作电流以及各台水泵的起停时间，各部温度报警情况。在泵房和司机室内各安装有故障语音报警。并将二水平水泵各部温度，电机电流和温度，水位情况直传到动力科调度室。井下和井上都能设置各自的水位报警值。
此外二水平中央水泵房远程监控及故障报警系统还预留自动控制的功能，如配备多功能止回阀或电动闸阀，水泵吸水水箱及注水电磁阀，或用喂水泵注压力水，用煤位开关检测水泵放气是否出水判断是否注满压力水，可实现水泵集中控制或自动控，也可地面控制。
四、效益分析
1、安全可靠性
司机在司机室内即可掌握排水系统运行状态实时数据，监测更加密集，在水泵及电机出现温度特殊变化时，有语音报警功能，能更好地避免事故的发生。同时对水位情况也能实时掌握，使司机更好地掌握停开泵时间。
2、经济性
能在温度发生变化的第一时间处理问题，避免的设备的损坏及事故的扩大。预计能在在一定程度上节约人力资源。
3、先进性
采用光纤通讯，使数据传输更加快捷准确，地面控制中心实时监测井下水量动态，方便统筹调度管理，实现高效、经济运行。通讯接口规范，可以与矿井监控系统实现信息共享。
4、系统的可扩展性
随着煤矿开采深度的增加，发生突水事故的隐患也随之增大，单纯依靠井下水泵值班人员手动开关水泵并处理突发险情的安全隐患也在增加，为确保矿井安全这就要求地面控制中心要有可靠的监视保护及起停水泵的设施，实现高水位排水，低水位停泵的自动控制功能。井下排水工作环境恶劣，水泵台数多，为防止水泵电机受潮或其它故障而不能及时发现，因而实现水泵间的轮换工作是非常必要的。
关键词：PLC 远程监控 故障报警 光纤
一、研究背景
在煤矿地下开采过程中，由于地层含水的涌出，采空区低洼处积水，灭火灌浆水，雨雪和江河中水的渗透，使得大量的水昼夜不停地汇集于井下。矿山排水设备的任务就是将这些矿井水及时地排送至地面。因此，保证矿山排水设备运转的可靠性与经济性，具有十分重要的意义。
矿井中央水泵房是矿山企业的机电要害场所，直接影响到矿山企业的安全生产。目前矿井主排水系统水泵的运行与管理以及水仓水位的观察普遍采用人工操作方式，操作过程繁琐，劳动强度大，自动化程度低，不适应现代化矿井管理，影响了生产的安全性和高效性。随着计算机技术的迅速发展，以微处理器为核心的可编程逻辑控制器（PLC）控制已经逐步取代继电器控制，普遍应用于各行各业的自动化控制领域。通过远程监控和以PLC控制实现水泵的实时监控，达到节约能源和人力资源的功能，提高主排水泵房的经济效益和管理水平。
二、南山煤矿二水平排水系统介绍
二水平排水系统包括兴城水泵制造厂生产的MD450-60×4型水泵四台，配套佳木斯电机厂、宁夏三一西北骏马电机厂生产的电机，功率为450kW，排水管路为Ф273mm管二趟，水由二水平水仓排至一水平水仓，排水高度为154米，水仓总容积4228m3。
南山煤矿井下采用分段式排水方式，即二水平、三水平的涌水排至一水平，再由一水平直排地面。現二水平泵房已投入使用自主研发的水泵远程监控及故障报警系统，并预留了水泵自动控制功能，在井下司机休息室及地面科调度室即可查看水泵以及排水系统的实时参数。这些都为南山煤矿主排水泵房实现无人值守提供了先行的条件。
三、系统应用简介
二水平中央水泵房远程监控及故障报警系统，采用PLC控制技术，通过组态王软件设计，在现场司机室安装矿用本安型隔爆箱，隔爆箱内部包括显示器、主机主板、PLC、光端仪等，此计算机为现场监测核心，通过光纤将监测数据传输至地面动力科生产指挥中心，通过屏幕显示，实现井上下对排水系统的实时在线监测。能对水泵的各项运行工况参数在线实时监测、统计和显示，工况参数监测包括吸水井水位、电动机温度、电动机轴承温度、水泵轴承温度，运行电流，停开泵时间。具有对电机、轴承超温，水位高度实时语音报警的功能。
二水平中央水泵房远程监控及故障报警系统投用前，水泵轴承没有温度显示，电动机有温度显示但不能报警，水位只有上下水位报警，不能直观查看水位，只能从吸水井的梯子估计水位，水泵上水情况只能从各自的高开查看电流，司机检查水泵运转情况周期长，且不准，调度只能用电话了解水泵情况。
二水平中央水泵房远程监控及故障报警系统投用后，增加了水泵轴承温度显示和语音报警，增加了电机温度语音报警，淘汰了原来故障率高的电机温度及和电机轴承温度保护，增加了水位数字显示，并在司机室内安装了监视显示器，用于显示各水泵轴承温度，电动机轴承温度，电动机三相绕组温度，配水巷水位数字显示，各台水泵的工作电流以及各台水泵的起停时间，各部温度报警情况。在泵房和司机室内各安装有故障语音报警。并将二水平水泵各部温度，电机电流和温度，水位情况直传到动力科调度室。井下和井上都能设置各自的水位报警值。
此外二水平中央水泵房远程监控及故障报警系统还预留自动控制的功能，如配备多功能止回阀或电动闸阀，水泵吸水水箱及注水电磁阀，或用喂水泵注压力水，用煤位开关检测水泵放气是否出水判断是否注满压力水，可实现水泵集中控制或自动控，也可地面控制。
四、效益分析
1、安全可靠性
司机在司机室内即可掌握排水系统运行状态实时数据，监测更加密集，在水泵及电机出现温度特殊变化时，有语音报警功能，能更好地避免事故的发生。同时对水位情况也能实时掌握，使司机更好地掌握停开泵时间。
2、经济性
能在温度发生变化的第一时间处理问题，避免的设备的损坏及事故的扩大。预计能在在一定程度上节约人力资源。
3、先进性
采用光纤通讯，使数据传输更加快捷准确，地面控制中心实时监测井下水量动态，方便统筹调度管理，实现高效、经济运行。通讯接口规范，可以与矿井监控系统实现信息共享。
4、系统的可扩展性
随着煤矿开采深度的增加，发生突水事故的隐患也随之增大，单纯依靠井下水泵值班人员手动开关水泵并处理突发险情的安全隐患也在增加，为确保矿井安全这就要求地面控制中心要有可靠的监视保护及起停水泵的设施，实现高水位排水，低水位停泵的自动控制功能。井下排水工作环境恶劣，水泵台数多，为防止水泵电机受潮或其它故障而不能及时发现，因而实现水泵间的轮换工作是非常必要的。