矿山排水泵PLC自动控制系统设计

徐晨璐 周游

摘 要 在煤矿生产过程中，地下水流入巷道或工作面，形成矿井水。传统井下水的排放主要的人工管理的方式，具有低效率、高劳动量，且容易造成高劳动量的弊端。本文基于PLC控制的矿井自动排水系统可对井下排水系统的所有设备进行监视和控制，实现安全可靠的矿井排水系统自动监控。

关键词 矿山排水 PLC 自动控制

中图分类号：TP272文献标识码：A

1矿山排水系统的概述

排水系统在矿山中是不可缺少的一环，传统的排水系统大多采用人工监控，随意性较大，运行效率低，人为的因素使得排水系统存在一定的安全隐患。

國内许多学者主要从安全性、可靠性和节能性的角度去对煤矿排水系统来进行研究。近几年来，国内学者从离心泵、管道和电机三个方面提出了地下排水系统的节能改造方案。根据煤矿井下地下水深度，建立井下排水泵系统实时调度数学模型，实现排水泵系统高效率运行，节约了矿井排水系统的能耗，降低了煤矿生产成本。

本系统针对南方某小型煤矿排水系统进行设计，该煤矿井下共有4台型号相同的排水泵。正常情况下使用3台排水泵，1台作为备用排水泵。见图1。

2基于PLC的排水泵控制系统方案设计

本系统选择PLC作为控制器，排水系统控制结构见图2. PLC主要功能有：（1）定时采集现场水位、电机温度等模拟量数据;（2）巡回扫描系统控制台和现场输入开关量;（3）刷新系统控制输出单元，控制水泵启停;（4）报警或紧急处理;（5）与上位机进行信息交换。

3 PLC I/O地址分配与外部接线图设计

经过对现场排水系统工艺调研分析，系统开关量I/O数量及地址分配见表1。

根据系统实际I/O数量，本系统选用FX2N-64MT型PLC，PLC外部接线图见图3。

4 PLC的软件设计

排水系统由两种控制方式，可自主选择自动或手动控制方式。在自动控制模式，根据现场水位值和水泵最优工作效率点，自动计算开启的水泵数量，使整个系统高效率运行。通过水泵的轮换使用以及电机过电流、水泵高温的保护，确保系统安全稳定运行。系统控制程序流程见图4.

5结束语

本系统采用PLC对某矿山排水系统进行自动控制，实现了整个排水系统高效率和安全稳定运行，具有良好的经济和社会效益。