一、 系统概述
矿井下的涌水由井下各个岩层渗出水组成，涌水沿各巷道排水沟流入水仓积存。井下水泵房排水系统是煤炭矿井的关键系统之一。本方案从实际出发，在井下泵房配备一套适合于煤矿井下环境的自动控制系统（简称系统），以实现排水自动化控制，实现对排水泵房的集中控制。
随着计算机控制技术及以微处理器为核心的可编程序控制器的普遍应用，结合矿井排水系统的特点，在确保*性与可靠性的基础上，采用矿用隔爆兼本安PLC控制器庞大的软硬件资源，通过各种*可靠的传感器、保护装置、电动闸阀、电动球阀等设备组成矿井主排水自动控制系统。该自动控制系统达到准确及时的掌握各种设备的工作状态、减少排水系统操作人员工作量，降低劳动强度，结合水仓水位变化充分提高煤矿井下主排水系统效率，使水泵排水系统能够安全可靠、节能高效、经济合理的优化运行。对于进一步实现全矿井生产系统的自动化、科学化、网络化管理具有十分重要的意义。
为了降低矿井泵站运行费用，提高矿井泵站的自动化程度，采用可编程控制器（PLC）进行控制，可自动监控水仓水位，水泵参数和其他参数，并且通过图形、图像、曲线、数据、文字等方式，直观、形象、实时准确的反映系统工作状态以及水仓水位、电机工作电流、电机温度、轴承温度、排水管流量水泵状态等参数。
根据水仓水位的高低、矿井用电信息等因素，建立数学模型，控制水泵轮流工作与延时启动备用水泵，合理调度多台水泵运行，可以达到避峰填谷和节能的目的；同时，系统通过双绞线或光缆传输设备联网，可以实现多泵站无人值守泵站群控运行，大大降低矿井泵站运行人工费用，更有效提高泵站设备完好率和可用保证率使水泵控制系统可靠的工作。通过设定运行程序对整座泵站进行运行和监控，实现半无人值守或无人值守。
附件、系统结构图示
二、 实现目标
实现井下排水系统的自动化控制：
、可依据水仓水位起停水泵，提高水泵有效利用率，降低成本，节能增效。
第二、可减少看护人员，并可充实设备维护检修队伍，提高维护质量，减少事故发生，变发生事故后的被动检修为主动的定期检修，提高设备的使用率，实现减人增效。
第三、可以保证煤矿的安全生产，改善工作环境，提高劳动生产率。
第四、可有效的保护水泵电机等设备，延长使用寿命，减少事故停机时间，提高排水能力。
第五、可有效的提高突、透水事故的应急处理能力，防止灾害的发生。
三、 系统组成
1、总体构成
系统主要由：上位机、组态编程软件、工业交换机、PLC控制器、传感器、阻燃通信电缆、阻燃通信光缆、双绞线、分线盒等设备组成。
.2、传感器部分
传感器含：水位传感器、超声流量传感器、正/负压力传感器、温度检测装置等。
3、控制系统部分
采用可编程控制器（PLC）的控制
特点：1）现场可编程，可以根据不同的控制对象灵活编程。
2）产品货源丰富。
3）逻辑控制能力强，可满足不同的控制对象。
4）组网方便，选择不同的通讯模块可组成各种网络结构。
PLC控制器主要由：主控模块、电源、稳压器模块、开关量输入模块、开关量输出模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块及其它配套设备组成。
控制系统结构
【地面上位机部分】
上位机部分由：工控机及工业组态软件构成，用以实现水泵控制系统的地面监控与数据上传功能。
【井下泵房监控站部分】
采用1台主PLC控制器和3台子控制器及各种传感器等设备组成； PLC控制器实现现场监控站的功能，实现单台/多台水泵的手动/自动控制功能，同时具备完善的水位、压力、流量、温度等的监控保护和报警功能。
PLC控制器（简称监控站）经光信号接口或RJ45接口接入现场工业交换机将信息上传至地面上位机，同时接收上位机的控制信息，实现地面遥控井下水泵系统。
.4、系统总体结构
上位机系统安装于地面集控室；如基于工业以太网通讯：向上通过环网及组态软件自带的OPC Server软件接口向综合自动化平台提供实时数据，向下通过环网及OPC Client或光端机（光纤）与井下监控站进行实时通讯。
系统如果处于独立模式通讯运行：向上以线缆（电缆/光缆）为介质提供实时数据，向下可由线缆与井下监控站进行实时通讯。
井下矿用隔爆兼本安PLC控制器监控站安装在泵房控制室内，完成控制现场各传感器信息的采集与处理，通过高性能控制软件设定的自动控制流程实现自动控制功能。
矿用隔爆兼本安PLC控制器具有手动/自动功能，手动方式下通过其自身的转换开关实现单台水泵的起/停控制，每台子站可实现单台水泵的手动控制，自动方式下接收主矿用隔爆兼本安PLC控制器监控站下发的控制命令实现多台水泵的自动控制。现场的各种返回信号（高爆开关、电动闸阀等返回点）接入KXJ127型矿用隔爆兼本安PLC控制器。
