痛点：井下主排水系统常规采用继电器控制方法，主要依靠人工检测控制，存在操作效率低、劳动强度大及故障率较高等缺点，且无法实现涌水量与排水量的自动匹配。

解决方案：井下水泵无人值守控制系统

系统概述：

1、矿井主排水控制系统设计

（1）主排水控制系统设计

主排水控制系统是水泵排水自动化系统的一个核心组成部分，必须保证控制系统框架能满足自动化整体设计的要求。系统主要具备以下4 个功能：

• 通讯监控功能。采用通讯处理器建立点到点的通讯系统，远程控制配备移动高清摄像头，实现地面对井下的调度指挥。

• 控制功能。通过集中控制器PLC 实现水泵房相关设备的实时控制及信号采集，达到自动化排水的目的。

• 参数监控功能。通过井下主排水自动化系统上位机监控排水管路流量、真空压力、轴承温度等参数。

• 故障诊断功能。通过压力传感器、流量传感器、液位传感器等对水泵出水口压力、实时流量、水位等进行实时监测，出现压力、流量及水位超过限定值时，立即进行报警，避免事故的发生。

（2）系统传感器设计

传感器的主要功能为采集设备运行的技术参数，主要检测水仓水位、真空度、电机电压、出水口压力、流量等重要数据。传感器选型时需考虑使用地点的温度、电场、湿度及是否颤动等条件，即必须满足使用地点的要求，挑选合适型号。系统传感器根据其功能及使用要求分为两类，一类是局部传感器，具备自我诊断、检测功能，建立不同阶段的诊断数据库，且自动生成数据曲线，通过分析数据曲线，当出现某一阶段数据异常、波动幅度较大时，即表示设备运行状态异常，则系统会立刻报警，保证系统运行的稳定性：另一类是全局传感器，通过超声液位仪对整个系统的参数进行检查，辅助冗余双传感器，保证系统运行的精度。

2、控制系统软件设计

软件设计必须具备以下功能：

• 自动轮换功能。当PLC 控制器检测到某设备故障信号时，系统依次进行声光报警、屏幕显示及记录故障信息，同时停止运行故障泵或管路，其余各泵和管路按既定顺序自动轮换工作。

• 手动一键控制功能。工作人员在操作台上进行操作，人工手动控制单个设备的开启、停止操作。

• 顺序启动。通过设定间隔时间按顺序进行水泵的启动和停止操作。

• 水位显示。将水仓水位划分为低、正常、高、上限、危险等五档，通过水位传感器确定水位档次，并发出控制命令。

• 自动控制功能。当水位处于低位或不在低位而处于用电高峰时段时，则水泵自动停止运行；当水位处于高位或不在高位而处在用电低谷时段时，则水泵自动开启。

应用效果

基于PLC 的主排水泵控制系统确实达到“自动化减人”的目的，实现根据水仓水位起停水泵，同时能够准确地进行故障识别与报警，保证了主排水系统运行的安全性，提高水泵运行效率，降低维护成本。