礦井水倉液位自動控制系統

某礦業有限公司所屬礦井水倉液位自動監測、反饋、報警與控制系統

1、概述
某礦業有限公司所屬礦井共3個煤礦，每礦井2個水倉，目前煤礦井下主排水系統仍采用人工控制，水泵的開停及選擇切換均由人工完成，不具備根據水位或其它參數自動開停水泵，以及遠程控制開停水泵等功能。嚴重影響井下主排水泵房的管理水平、經濟效益以及安全生產等綜合生產水平的提高。國家已經將安全生產提到了相當重要的高度。尤其是煤炭行業更不例外。根據該礦業有限公司所屬礦井現有情況，我公司利用現代計算機、通訊、自動控制技術相結合，給出如下系統方案，成功實現自動控制與智能管理。

2、系統組成
　　整個自動控制系統由井上監控室與井下控制系統兩大部分組成，其中井上監控室包括工控機、通訊模塊、信息顯示屏、聲光報警部分以及井上手動控制面板組成；井下控制包括井下主控制器、執行繼電器組、通訊模塊、井下手動控制面板、液面傳感器、水泵等組成。系統結構如下圖所示

井上監控室與井下控制系統有兩組通信線相連接。一組是通過光電通訊模塊連接工控機與井下主控制器的光電信號線，用于傳遞井下檢測信號以及井上控制設置信號等；另一組是連接井上手動控制面板與井下執行繼電器組的電纜線，用于傳遞井上手動控制面板到達井下的手動控制信號。整套系統由我公司研發的礦井排水管理系統統一控制。

2．1工控機
系統控制設計選用了研祥工控HX2006-A型工控機為控制主機，該機為模塊化結構，由PLC機架、CPU、數字量I/O、模擬量輸入、電源、通訊等模塊構成。自動化控制系統根據水倉水位的高低等因素，建立數學模型，合理調度水泵，自動準確發出啟、停水泵的命令，控制水泵運行；同時控制信息顯示大屏實時顯示水位信息與水泵工作狀態，產生聲光報警信號控制聲光報警面板；用戶還可通過工控機上系統軟件使用鼠標鍵盤直接控制每一臺水泵的開啟也停止。
水位信號是水泵自動化一個非常重要的參數，同時水位變化速率也是一個關鍵參數。系統通過將實時水位與時間比較，判斷礦井的涌水量，當涌水量大于某一數值時，同時開啟兩臺排水泵，迅速排水，確保生產安全。
液位的歷史記錄及水泵的工作記錄可選擇保存，用于系統分析及相關報表的生成。

2．2井下主控制器
主控制器由主控制模塊、通訊模塊、控制執行模塊、檢測模塊四部分組成主控制模塊 有決策模式與非決策模式兩種工作方式，具體工作模式由上位機對其進行設置。決策模式需要上位機預設其工作參數，此時主控制模塊可獨立根據水倉水位的高低等因素，建調度水泵，自動準確發出啟、停水泵的命令，控制水泵運行；非決策模式時主控制模塊將采集的參數傳遞給上位機，并接受上位機的指令做出水泵的開啟與停止動作通訊模塊 見后面“通訊接口”部分控制執行模塊 接受主控制模塊的執行信號，該信號為TTL邏輯電平，控制執行模塊首先將該邏輯電平信號進行光電隔離，轉化為動力控制電平。控制執行模塊主要實現強電與若電的分離，杜絕電機啟動對數字信號網絡的干擾，以提高系統的整體穩定性檢測模塊 完成傳感器信號放大，A/D轉換等，即將檢測到的模擬信號數字化，提供給主控制模塊

2．3檢測傳感器
由兩部分組成，超聲波數字液位傳感器與水泵狀態傳感器。
液位傳感器 美國Flowline超聲波液位計，本安防爆型：LU20-5001-IS

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