一種礦用水泵控制裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種礦用水泵控制裝置，在每個水泵的出水管路上裝有流量計和電動閥A，兩條并聯(lián)的出水管路與水泵出口相連，水泵與裝有射流系統(tǒng)的注水管路連接，PLC控制器與各個電動閥、流量計、泵系統(tǒng)連接。本實用新型操作簡單，安全可靠，無爆炸風(fēng)險，實用性強。
【專利說明】一種礦用水泵控制裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于煤礦安全設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及一種礦用水泵控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]礦井下的涌水由井下各個巖層滲出水組成，涌水沿各巷道排水溝流入水倉積存，井下水泵房排水系統(tǒng)是煤炭礦井的關(guān)鍵系統(tǒng)之一。目前，井下水泵普遍采用人工操作，手動開啟，自動化程度低，安全性較差。在井下泵房配備一套適合于煤礦井下環(huán)境的自動控制裝置，以實現(xiàn)排水自動化控制，實現(xiàn)對排水泵房的集中控制，是煤礦安全設(shè)備發(fā)展的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的是:提供一種操作簡單、安全可靠礦用水泵控制裝置。
[0004]本實用新型的技術(shù)方案是:包括電動閥、流量計、PLC控制器、水泵和泵系統(tǒng)，每個水泵與泵電機連接，在每個水泵的出水管路上裝有流量計和電動閥A，兩條并聯(lián)的出水管路與水泵出口相連，水泵與裝有射流系統(tǒng)的注水管路連接，泵系統(tǒng)中裝有水位傳感器、真空傳感器，PLC控制器與各個電動閥、流量計、泵系統(tǒng)連接。
[0005]所述水泵出口裝有電動閥B。
[0006]本實用新型的有益效果是:本實用新型根據(jù)水倉水位的高低、礦井用電信息等因素，建立數(shù)學(xué)模型，控制水泵輪流工作與延時啟動備用水泵，合理調(diào)度多臺水泵運行，可以達到避峰填谷和節(jié)能的目的；同時，系統(tǒng)通過雙絞線或光纜傳輸設(shè)備聯(lián)網(wǎng)，可以實現(xiàn)多泵站無人值守泵站群控運行，大大降低礦井泵站運行人工費用，更有效提高泵站設(shè)備完好率和可用保證率使水泵控制系統(tǒng)可靠的工作。通過設(shè)定運行程序?qū)φ谜具M行運行和監(jiān)控，實現(xiàn)半無人值守或無人值守。本實用新型達到的具體效果有:第一、可依據(jù)水倉水位起停水泵，提高水泵有效利用率，降低成本，節(jié)能增效；第二、可減少看護人員，并可充實設(shè)備維護檢修隊伍，提高維護質(zhì)量，減少事故發(fā)生，變發(fā)生事故后的被動檢修為主動的定期檢修，提高設(shè)備的使用率，實現(xiàn)減人增效；第三、可以保證煤礦的安全生產(chǎn)，改善工作環(huán)境，提高勞動生產(chǎn)率；第四、可有效的保護水泵電機等設(shè)備，延長使用壽命，減少事故停機時間，提高排水能力；第五、可有效的提高突、透水事故的應(yīng)急處理能力，防止災(zāi)害的發(fā)生。本實用新型操作簡單，安全可靠，無爆炸風(fēng)險，實用性強。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)原理圖。
【具體實施方式】
[0008]從圖1所示本實用新型的結(jié)構(gòu)原理圖可以看出，本實用新型包括電動閥A5、電動閥B8、流量計1、PLC控制器、水泵4、泵電機7和泵系統(tǒng)，每個水泵4與泵電機7連接。在每個水泵4的出水管路2上裝有流量計I和電動閥A5，兩條并聯(lián)的出水管路2與水泵4出口相連，水泵4出口裝有電動閥B8。水泵4與裝有射流系統(tǒng)6的注水管路3連接，泵系統(tǒng)中裝有水位傳感器9、真空傳感器，PLC控制器與各個電動閥、流量計1、泵系統(tǒng)連接。水位傳感器9采用超聲水位計連續(xù)檢測水倉水位，超聲水位計輸出4?20mA信號送PLC控制器，PLC控制器經(jīng)運算判別，自動開停水泵。在正常水位時，各臺水泵能自動輪換工作，在危險水位時，自動投入必要數(shù)量的水泵運行，并自動控制相應(yīng)管路上的電動閥。
[0009]本實用新型可概括為以下六個環(huán)節(jié):自動注水環(huán)節(jié)、閘閥操縱環(huán)節(jié)、水位自動監(jiān)控環(huán)節(jié)、參數(shù)傳示環(huán)節(jié)、故障保護環(huán)節(jié)和電動機的自動控制環(huán)節(jié)。
[0010]1、自動注水環(huán)節(jié)。水泵只有在其葉輪完全淹沒于水中的情況下，泵體內(nèi)部才能造成必要的真空度實現(xiàn)正常排水。如果真空度不夠，泵內(nèi)有空氣存在，將會造成不上水和轉(zhuǎn)動部件燒壞等故障。因此，啟動前的注水是水泵工作的重要操作項目之一，通過裝有射流系統(tǒng)6的注水管路3進行注水。由高精度真空傳感器監(jiān)控真空度，電流、流量作為監(jiān)控真空度的后備。
[0011]2、閘閥操縱環(huán)節(jié)。當(dāng)泵體內(nèi)充滿水后，以啟動和停止I #泵為例，其過程如下:啟動時，先啟動I #電機，然后打開相應(yīng)電動閥(以“輪換工作”原理，根據(jù)上次所使用的管路，此次換另一趟管路)，停止時，先關(guān)電動閥，最后停I #電機。
[0012]3、水位自動監(jiān)控環(huán)節(jié)。水位自動監(jiān)控環(huán)節(jié)的任務(wù)是根據(jù)水位的高低自動準(zhǔn)確發(fā)出開、停水泵命令。水位傳感器9的可靠性和準(zhǔn)確性直接影響整個控制系統(tǒng)的工作可靠性。為此水位傳感器9選用超聲波液位傳感器，它具有高精度、非接觸式、非機械型、維護方便、安裝容易、標(biāo)定簡單等許多優(yōu)點。設(shè)有水位1、水位I1、水位II1、水位IV，當(dāng)水位達到水位II時，若處于低計費時段，可以立即啟動，若處于高計費段，則暫緩啟動。當(dāng)水位繼續(xù)上升至水位III時，則不論電網(wǎng)如何，必須啟動水泵。若水位繼續(xù)上升至水位IV時，則表明一臺水泵的排水量已不足于排除礦井出水，必須啟動第二臺水泵，兩臺水泵一齊排水，以礦井的最大排水能力來排除礦井出水。不論投入幾臺泵，水位必須下降到水位I方可停泵。上述水位I至水位IV均由超聲波液位傳感器將模擬信號送入PLC，由PLC通過軟件標(biāo)定。分時計費亦由PLC通過軟件標(biāo)定。
[0013]4、參數(shù)傳示環(huán)節(jié)。在操作臺的模擬屏上可模擬顯示水倉水位、水泵流量、水泵壓力及電動機、電動閥的各種工作狀態(tài)。所有的檢測參數(shù)及工作狀態(tài)均可由井下PLC通過傳輸網(wǎng)絡(luò)傳送給地面計算機，由計算機分析處理，在顯示器上模擬顯示，并做出曲線、報表，以利于地面管理人員做出正確判斷，向井下可編程控制器發(fā)出控制命令。
[0014]5、故障保護環(huán)節(jié)。水泵電機容量大，耗電量高，屬一級負(fù)荷。因此，對排水設(shè)備自動控制系統(tǒng)的安全性、可靠性要求較高。可實現(xiàn)流量保護，當(dāng)水泵啟動后或正常運行中，如流量達不到正常值，通過流量保護裝置使本臺水泵停車，轉(zhuǎn)為啟動另一臺水泵；實現(xiàn)電動機故障保護，PLC監(jiān)視水泵電機欠壓、過流、短路等故障，由高壓開關(guān)柜的綜合保護器提供，并參與控制；實現(xiàn)電動閘閥故障。
[0015]6、電動機的自動控制環(huán)節(jié)。該環(huán)節(jié)是排水設(shè)備綜合自動化控制系統(tǒng)的中心環(huán)節(jié)，以上環(huán)節(jié)都要與本環(huán)節(jié)配合，根據(jù)水位情況自動開停水泵。為了防止因備用泵長期不用而使電機受潮或有其它故障而未被發(fā)現(xiàn)，當(dāng)緊急情況需要投入而不能投入以至影響礦井安全，本環(huán)節(jié)按“輪換工作制”來控制，以達到有故障早發(fā)現(xiàn)、早處理，以免影響礦井安全的目的。系統(tǒng)根據(jù)水泵的開啟次數(shù)自動按一定順序輪換開啟水泵，當(dāng)某臺或其所屬閥門故障或檢修時，該泵退出輪換，其余各泵仍按輪換工作制運行。
【權(quán)利要求】
1.一種礦用水泵控制裝置，包括電動閥、流量計、PLC控制器、水泵和泵系統(tǒng)，每個水泵(4)與泵電機(7)連接，其特征是:在每個水泵(4)的出水管路(2)上裝有流量計(I)和電動閥A (5)，兩條并聯(lián)的出水管路(2)與水泵(4)出口相連，所述水泵(4)與裝有射流系統(tǒng)(6)的注水管路(3)連接，泵系統(tǒng)中裝有水位傳感器(9)、真空傳感器，PLC控制器與各個電動閥、流量計(I)、泵系統(tǒng)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用水泵控制裝置，其特征是:所述水泵(4)出口裝有電動閥B (8)。
【文檔編號】F04B49/06GK203384020SQ201320337907
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年6月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月14日
【發(fā)明者】李懷峰, 姜偉, 張新生 申請人:山東西奧自動化系統(tǒng)工程有限公司