全面开展煤矿井下挖掘作业时,如果区域范围内的地下水含量较多,可以考虑安装排水泵及时排出多余的水分。目前,技术人员正在尝试从智能化的角度出发,设置自动排水监测及管理系统,希望能够降低工作难度。
1.开展无人值守自动化系统设计工作的主要原因
1.1可以降低设备维护难度
据了解,在传统煤矿井下排水泵机组的运维管理环节中,会出现设备维护难度较高的问题。通常工作人员只能以事后故障修复工作为主,会拖慢工作进度。而推广使用无人值守的自动化系统后,可以使用现代化技术、设备来进行动态化的监测管理工作,能够及时发现排水泵在使用环节中存在的问题,及时采取处理措施。同时,还能开展预防性维修工作,降低维修难度,提高维修效果,延长设备的使用寿命,促进煤矿开采工作的有序开展。
1.2可以保障工作安全与稳定
使用无人值守自动化系统可以提高监管工作的精细化水平,避免在人为因素的影响下出现安全管理工作不到位的情况。所以,为了保证煤矿井下作业的安全与稳定,必须要积极采购自动化设备,安排专业人员开展自动化系统的设计工作,最终助力煤矿企业实现与时俱进的发展目标。
2.煤矿井下排水泵机组无人值守自动化系统的设计思路
2.1网络结构的设计思路
进行系统优化设计工作时,要先结合自动化系统的基本特征,着重落实网络环境的设计工作。据了解,自动化系统底层的可编程逻辑控制器带有工业以太网模块,在以太网模块与网络服务器之间的光电转换器将可编程逻辑控制器发出的电信号转换成光信号在光缆中传输;网络服务器1和网络服务器2互为备用系统,在任一服务器出现故障时,系统都能够正常运行;由于无人值守系统除了水泵控制系统外,还包括主扇风机等一些控制系统。所以,在网络服务器和客户端之间加有DlinkHUB,用来扩展网络接口,这就是目前整体网络设计工作的基本思路。
2.2可编程控制器硬件设计思路
本系统选用s7—300可编程逻辑控制器及其它模块配置,该系统的PLC硬件是由一个主站和五个从站构成的Profibus—DP网络。主站PLC包括电源模块、CPU模块、数字量输入模块、数字量输出模块、AZD模块、通讯模块和工业以太网模块。电源模块将输入的交流电压转换成24V直流电压,为其他的模块供电;CPU模块用于控制总线上模块之间的数据传输,并且执行用户程序;输入模块用于将控制系统送来的外部数字信号转换成PLC内部信号,可输入32路24V开关量信号;输出模块用于将PLC内部信号转换成控制系统所要求的外部信号。A/D模块用于将控制系统送来的外部模拟信号转换成PLC内部程序所需要的数字信号;通讯模块用于与高压柜之间的通讯,应采用串行通讯方式;工业以太网模块是PLC与上层的网络服务器联系的纽带,在两者之间的数据传输中起桥梁作用。
2.3可编程控制器软件设计思路
完成硬件设计工作后,要及时开展软件设计任务。这项工作可以分成三个步骤。首先,要根据排水泵的运行原理、具体操作过程,给出系统控制程序。通过启动程序进行自动化的设备开机、停机管理工作。并要同步检测排水泵运作时的压力变化情况,设定相应的数据变化范围,一旦超过这个范围就会发出警报,提醒工作人员处理问题。其次,进行用电量智能调控工作。实际上,市面上使用频率较高的就是电动排水泵,需要依靠电能来保证设备的良好运作状态。但电能使用量过大会增加电网运行负担、增加经济成本。因此,可以在系统软件中设置四个水位线,运用感应装置自动识别地下水的水位线所在位置,根据具体情况调整排水泵的运作功率,判断是否要同时启动多个排水设施,由此来管控工作效率和工作成本,并科学控制电能的用量,发挥电能的使用价值。最后,由于排水泵在长期使用过程中容易磨损,要设计轮换工作制,安装备用的机组,通过循环利用的方式来降低磨损量,并定期进行设备保养、零件更换工作,这些都是提升系统应用价值的关键设计思路。
3.相关监控管理系统的建设要点及注意事项
3.1系统建设要点
开展无人值守自动化系统设计工作时,还要将重心放在监管系统的建设环节上。注意要及时完善系统的组成结构,优化系统功能。目前,常见的远程、集约化监控系统大多要由指挥调度中心、用户客户端、服务器构成,工作人员应着重做好网络通信连接工作,保证信息的实时传递,还要配套安装感应装置、视频监控装置。最终顺利完成监控系统的建设任务,将煤矿井下作业的全面监管工作落到实处。
3.2工作注意事项
现阶段,在监控系统建设工作中,有一些基本原则需要遵守。第一,要遵循适应性原则,考虑到人们对无人机值守自动化系统的使用需求,灵活调整设计方案,提高系统的使用性能,吸引受众主动在煤矿井下排水泵机组管理工作中使用该系统。第二,要遵循经济性原则,科学控制系统优化设计工作的成本,推动煤矿开采工作经济效益的稳步提升。第三,要遵守创新性原则,不断总结现有工作经验,找到系统创新和优化的方向,以此来满足时代发展对这项工作提出的新要求。
结语:新时期,运用无人值守自动化系统可以降低排水泵的维护管理难度,保证井下排水工作的稳定性、安全性。因此,各个煤矿企业都在积极安排专业技术人员开展网络系统设计工作,在计算机装置中安装可编程控制器,以先进的硬件装置配合软件程序的方式,减轻管理人员的工作负担。由于这项工作流程复杂、技术难度较高,注意要严格遵循适应性、经济性和创新性原则,合理布置工作任务、优化工作方案。
参考文献:
[1]郭卫风.煤矿井下排水泵的双电机同步控制策略分析[J].陕西煤炭,2022,41(2):119-122+160.
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