[摘要] 井下排水系统可以针对矿山井下防护系统进行优化，能够提升矿山生产的安全效果。本文简要分析矿山井下排水系统的自动化控制技术的系统组成、功能及操作方式，为煤矿排水系统提供参考。
摘要：在我国经济与社会迅猛发展的形势下，矿山生产的安全性要求越来越高，而针对矿山井下防护系统进行优化能够提升矿山生产的安全效果，井下排水系统就是其一。简要分析了矿山井下排水系统的自动化控制技术的系统组成、功能及操作方式，为煤矿实现机械化、自动化提供参考。
关键词：排水系统;自动控制;矿山安全生产
矿山排水系统是矿山生产系统的重要组成部分，它的主要作用是将矿井的涌水排到地面，确保井下安全生产。很多矿山企业的排水系统仍然采用的是人工手动操作模式，不仅操作复杂，带来大量的人力和财力消耗，且生产效率低，故障多，严重影响和阻碍了企业的发展，实现自动排水是解决以上问题的有效途径。
1井下排水系统自动控制的优势分析
1.1自动控制系统具有较高的稳定性及可靠性
井下排水系统自动控制采用的PLC控制模块通常有远程控制、自动控制和本地控制三种控制模式，因此它能够根据矿井的具体情况进行模式转换，确保水泵的安全运行，根据系统自动监测结果，一旦在运行中远程控制通信模式发生了阻断，系统就调整成本地控制模式，以确保井下排水的可靠性，并对井下进行全方位的排水监测，一旦发现有井下排水问题就会立刻发出警报信号[1]。
1.2自动控制系统的运用能够有助于成本控制
在井下排水系统自动控制应用的通信技术为光纤环网通信技术，这一技术能够提升信息数据的传输速度，同时较传统总线传输模式更加能够确保传输质量，由于PLC模块的主要编程技术为VC.net，其操作可靠性好，且进行编程操作的步骤简单，通用性也较高，PLC模块还能够实现系统多次开发利用，这样就能够帮助井下排水系统运行提升成本控制效果，系统还能够科学地将水泵的启动计算以及当前的电价计算结合起来，使排水系统稳定在最佳的经济状态下运行。
1.3井下排水实现自动化，能够监测多种技术参数
井下排水实现自动化可以保证其能够对电动机电流以及轴承温度、泵房相应水舱液位、流量、压力等情况的参数进行实时监测以及控制，并通过数据信息的汇总对这些关键区域的参数进行反映，和长距离传输，对不良参数进行系统警示，以保证排水系统运行的可靠性。当前矿山生产中应用的井下排水自动化系统包含了对设备以及子系统进行检测的传感器、信息采集装置以及泵房在线监控模块、网络通信系统等多个具有高新信息收集、传输、分析能力的子系统以及网络模块，能够有效地对运行参数情况进行监控，并根据具体情况进行井下排水设备的控制，为井下排水系统运行安全性创造了条件。
2井下排水自动化系统优化探讨
在当前针对矿山井下排水控制系统进行性能优化可以保证其能够实时对电动机电流以及轴承温度、泵房相应水舱液位等情况的参数进行监测以及控制，并通过数据信息的汇总对这些关键区域的参数进行反映，对数据信息进行长距离传输，还可以对不良参数进行系统警示，以保证排水系统运行的顺畅性。
3井下排水系统自动控制的组成分析
3.1现场传感器监测子系统
现场传感器监测子系统是由设置于不同位置和针对不同系统数据进行收集的传感器组成的。它可以收集一系列的参数，如电动机、泵、管道压力、水流等。该系统主要由温度传感器、电流传感器、液位传感器、流量传感器、压力传感器等组成。
3.2采集前端数据与控制设备子系统
通过这个系统，数据信息由传感器获得的不同的系统信号可以传输到PLC。每个泵安装在控制盒，连接本地中心转换功能，确保各种泵在紧急状态下可以直接启动。在现场控制箱中，西门子ET200M数据采集系统能够与I/O控制子系统，以及PLC共同形成前端数据采集模块，获得由这些子系统发送的数据信息。
3.3建立不同子系统
统一的网络系统很容易导致系统瘫痪。为了避免这种情况，井下排水自动化监控系统通过三种不同的通信网络运行，通过PROFIBUSDP实现PLC与ET200的远程连接，通过MPI网络实现触摸屏与PLC的通信。工控机和PLC采用以太网实现通信连接，许多系统可以依靠以太网实现连接，以此来保证井下排水自动化控制系统运行的可靠性[2]。
4井下排水系统自动控制实现的主要功能
4.1水泵可以实现自动转换
水泵进行自动转换是当前井下排水系统运行的重要功能之一，水泵系统中有备用泵，这些备用泵通常是在实际用泵运行出现问题的情况下使用的，系统运行模式为多个泵自动转换排水，并通过系统控制程序对泵的运行时间以及使用频率等重要参数进行记录与控制，还要通过具体泵的运行要求对泵进行启动和停止控制，尽量避免水泵出现故障，提升泵的故障检测与排除效率[3]。
4.2对水泵设备进行自动化调度
实际运行中通过对水泵进行启动级别的科学设置以及对检测管道相应流量与压力、电机电流以及相应温度等参数的设置可以对水泵运行进行优化控制，在运行中一旦有异常参数出现就要对水泵进行停止操作，并启动备用泵来确保排水工作顺利进行。在运行中供电问题以及水位因素等都会对水泵的启动造成影响，实际运行中为了降低峰谷期的经济消耗，提升排水系统运行的经济效益，当进行排水系统运行时通常会在高峰以及低谷期采用干线控制，保证水泵运行经济效益最大化。如果发生了水位告急的紧急情况要进行快速排水，可以同时启动2台以上水泵同时排水，保证排水不间断地稳定进行，确保煤矿井下安全生产。
4.3对振动以及故障进行监控
排水自动控制系统能够对水泵的振动情况进行实时监测，实现远距离震动和故障检测，针对检测信号进行自动传输、处理，系统通过声光的方式来提出警报，提醒工作人员进行检修，同时会在工控机以及触摸屏上出现一系列信息表明出现了故障。此外，工控机还有储存功能，对故障信息进行储存和记录[4]。
5井下排水系统运行操作中的常见问题
5.1井下排水系统运行检修维护有待提升科学性
由于井下设备通常在阴暗潮湿的环境中运行，发生故障系统控制不力的概率较大，在排水系统运行中要做好运行维护以及设备检修安排，以水泵的运行记录以及相应参数作为参考来进行维护，系统运行中对很多设备的维护以及检修工作具有较高要求，因此技术人员必须提升自身技能水平。
5.2井下排水系统操作人员的综合素养有待提升
由于在井下排水系统中应用了较多的先进自动化技术，对井下排水系统运行操作人员的自身技能水平要求也较高，系统运行中能够将很多故障自行诊断出来，并反映到控制屏上，但是在很多井下设备运行中还应做好技术控制操作，以保证井下排水设备运行的科学性，同时也能为井下生产提供更加安全的环境。
5.3井下作业人员对设备的保护意识不强
由于在矿山生产中，井下作业人员的操作对井下设备具有一定的危险性，一旦操作失误就有可能造成井下设备的损坏，因此要对井下作业人员进行安全生产培训，使之能够意识到井下设备的重要性，并在日常工作中采取科学措施对井下排水系统设备进行保护。
6结语
总之，矿山井下排水系统的自动控制是当前矿山井下应用较为广泛的自动化系统之一，在对井下排水系统自动化进行设计、选型时，应根据矿山的具体情况，对其主要监测与信息采集进行优化，确保矿山井下排水系统自动控制不安全因素得到及时解决，为矿山生产安全提供必要保障。
参考文献
[1]杜少卿，苗乃冉.自动化系统在矿山中的应用[J].冶金与材料，2018，38(5)：137-138.
[2]汪顺民.井下排水自动化监控系统在矿山的应用[J].有色金属文摘，2015，30(4)：90，92.
[3]唐建文.自动控制在矿山井下排水系统中的应用[J].世界有色金属，2017(8)：174-175.
[4]赵革庆.井下排水自动控制系统在矿山的应用[J].科技风，2018(13)：104.
作者：鲜林 单位：四川煤矿安全监察局安全技术中心
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