煤矿井下多水平排水自动控制与管理系统

系统概述

    系统采用现场层(远程IO)、控制层(PLC)和管理层(远程工业计算机)组成的三级控制系统来实现排水系统的自动控制。远程工业计算机利用友好的人机界面实现人机对话和远程监控功能，PLC作为控制器完成逻辑处理和控制任务，远程IO实现现场数据的采集和上传，各水平之间通过专门的控制网络实现数据交换和统一调度控制。

 系统功能

①就地控制

对现场水泵机组逐台进行电控改造，满足电控要求后即接入控制柜，实现执行机构的一对一控制。

②井下触摸屏集控

将现场传感器采集数据及执行机构的控制变量纳入半自动控制逻辑，并于触摸屏监控软件进行组态连接，实现井下触摸屏集控。

③远程集控

远程监控终端通过0PC下发控制指令实现远程控制，同时现场监测数据通过0PC上传至远程监控终端的实时数据库。

④自动控制

实现了水泵机组的自动控制，水泵按照水位等因素自动启停，并根据累积运行时间实现了均匀磨损。

⑤故障报警及保护

设备故障时保护逻辑块及时地采取了有效措施(停泵等)，并给出报警信息，提示工作人员进行维护，全自动情况下运行水泵出现故障自动启动其它水泵投入运行。

⑥远程设备辅助管理

系统远程监控软件具备设备辅助管理功能，根据历史数据库中存储的累积运行时间及故障信息等参数进行逻辑处理，给出维护建议。

 技术先进性

    系统实现了矿井排水系统自动控制及远程监控，并在控制过程中融入现代控制理论，降低了矿井的排水费用。解决了构建该系统过程中所遇到的一些网络及控制策略问题，具体先进性主要有以下儿个方面：

①系统首次采用矿井多水平排水系统的连锁控制，并采用西门子S7—300系列PLC作为控制核心，设计开发具体的矿井多水平智能排水自动控制系统，首次在矿井排水分系统之间采用冗余现场总线，保证了各水平分系统的可靠连锁控制。

②在研究分析矿井排水系统降低排水费用的有效途径的基础上，根据矿井排水系统的实际特点进行系统的优化控制，采用最优控制与模糊控制相结合的优化排水控制策略，并设计基于PLC的优化控制模块，根据实际情况动态选择优化控制策略。

③系统采用优化控制与现场工况相结合的模式，系统在保证安全排水的同时，有效降低了排水费用。

④系统构建了完善的远程监控软件，软件具有良好的开放性和扩展性，并首次利用实时数据库的动态数据与历史数据库的静态数据相结合实现矿井排水设备的远程辅助管理。

⑤系统在传感器及控制网络两个方面进行系统的可靠性优化，根据传感器的重要程度分别进行了冗余和自检设计，保证了系统运行基础参数的可靠性和准确性，对于重要的控制网络进行冗余自切换设计，保证了控制参数的可靠交换。