礦井深處，一套高效、可靠的礦用排水自動化監(jiān)控系統(tǒng)，是礦山的“生命線”，其核心在于對控制方式的靈活運用和對控制過程的精準執(zhí)行。該系統(tǒng)融合多種控制形態(tài)，確保無論何種環(huán)境下，礦井之水皆能服從指令，安全穩(wěn)定地排出。

礦用排水自動化監(jiān)控系統(tǒng)采用分層、互補的策略實現(xiàn)控制，其核心控制方式如下：

1.就地手動控制方式：

l定位與作用： 作為最基礎(chǔ)的控制層級，通常在控制柜或設(shè)備本體處設(shè)置按鈕或開關(guān)。

l適用場景： 設(shè)備調(diào)試、緊急情況（如遠程或自動系統(tǒng)失效）、特定檢修環(huán)節(jié)。

l特點： 操作人員直接在現(xiàn)場操控水泵啟停，優(yōu)先級別最高。此時，自動與遠程指令被暫時阻斷。

2.遠程手動控制方式：

l定位與作用： 操作人員在中控室上位機監(jiān)控軟件界面上，通過清晰的圖形化按鈕進行操作。

l實現(xiàn)路徑： 指令經(jīng)由工業(yè)以太網(wǎng)或?qū)Ｓ每偩€下達至現(xiàn)場PLC（可編程邏輯控制器），PLC繼而驅(qū)動繼電器、接觸器等執(zhí)行機構(gòu)動作。

l適用場景： 日常巡檢、系統(tǒng)維護、異常工況的應急干預或自動化流程的短暫介入調(diào)整。

3.自動控制方式：

l定位與作用： 系統(tǒng)的核心與常態(tài)運行模式，依據(jù)既定邏輯自主運作。

l決策核心： 位于井下的PLC承擔關(guān)鍵角色，依據(jù)預設(shè)程序接收傳感器信號并作出判斷。

l控制算法支撐： 核心邏輯包括：

  u水位閾值聯(lián)動泵控： 設(shè)定多個警戒水位點（如啟動水位、增泵水位、減泵水位、高限報警水位）。PLC實時比較水倉水位測量值與設(shè)定值，精確觸發(fā)相應水泵的啟動、停止或切換序列。

  u避峰填谷調(diào)度： PLC內(nèi)嵌計時功能或接收上位機時間設(shè)定，結(jié)合電網(wǎng)分時電價策略，智能調(diào)度水泵在電價低谷時段密集運行，高峰時段減少運行。

  u多泵輪換與均衡： 程序自動記錄各水泵運行時長，確保水泵群累計工作時間均衡，有效延長設(shè)備整體壽命，避免單泵過度損耗。

l智能協(xié)同： 自動控制常整合多種因素（如水位、時間、能耗、設(shè)備狀態(tài)）進行綜合決策，實現(xiàn)系統(tǒng)整體運行的最優(yōu)化。

礦用排水自動化監(jiān)控系統(tǒng)運行的核心在于其閉環(huán)控制流程，保障著地下涌水被及時、有序地排出礦井：

1.數(shù)據(jù)采集：

l遍布水倉的關(guān)鍵水位傳感器持續(xù)測量水位深度；

l每臺水泵配備的壓力傳感器監(jiān)測出水壓力；

l流量計精確計量排水量；

l溫度傳感器守護水泵電機軸承與繞組；

l振動傳感器捕捉設(shè)備異常震動；

l“開/關(guān)”狀態(tài)傳感器反饋水泵、閥門等執(zhí)行機構(gòu)的實時位置；

l電力參數(shù)模塊監(jiān)控水泵運行電流、電壓、功率等關(guān)鍵電氣指標。

l這些數(shù)據(jù)通過現(xiàn)場總線或工業(yè)以太網(wǎng)實時傳輸至PLC。

2.數(shù)據(jù)分析與邏輯判斷：

PLC接收海量實時數(shù)據(jù)，依據(jù)預先燒錄于其存儲器的控制程序進行高速運算與邏輯判斷。核心判斷依據(jù)主要包括：

l水倉當前水位與預設(shè)各級別閾值的實時比對結(jié)果。

l當前時刻是否處于預設(shè)的低電價運行窗口期。

l各臺水泵的健康狀況（是否告警、是否被人工鎖定禁用）。

l各臺水泵的累計運行時間數(shù)據(jù)（用于輪換決策）。

l系統(tǒng)當前運行模式（自動、遠程手動、就地手動）。

l電網(wǎng)供電狀態(tài)是否正常穩(wěn)定。

3.控制指令生成與下達：

基于分析判斷結(jié)果，PLC內(nèi)部生成精確的控制指令序列。典型邏輯輸出示例：

l若水位超過“啟動水位”且處于自動模式、無設(shè)備故障、非用電高峰，則自動啟動序列中等待輪轉(zhuǎn)的水泵。

l若水位持續(xù)上升越過“增開水泵水位”，則按順序增開備用泵。

l若水位回落至“停止水位”以下，則調(diào)度當前運行的水泵依次停止。

l若檢測到某水泵電機溫度超高或振動劇烈，立即發(fā)出停止指令并觸發(fā)報警。

l到達預設(shè)的低電價時段起點，PLC自動啟動可運行水泵進行高效排水。

l控制指令通過數(shù)字量輸出模塊（DO）驅(qū)動繼電器、接觸器，或通過模擬量輸出模塊（AO）調(diào)節(jié)變頻器頻率，最終控制水泵電機啟動/停止、調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速、閥門開閉等操作。

4.設(shè)備執(zhí)行：水泵、電動閥門等現(xiàn)場執(zhí)行單元接收并響應來自PLC的控制指令，精確執(zhí)行啟動、停止、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)、閥門開關(guān)等物理動作。

5.執(zhí)行反饋與閉環(huán)：

l狀態(tài)傳感器（如水泵運行信號、閥門到位信號）實時將設(shè)備的實際執(zhí)行狀態(tài)反饋給PLC。

l流量、壓力、水位等過程量傳感器持續(xù)將排水系統(tǒng)的實際運行效果（響應結(jié)果）反饋給PLC。

lPLC將采集到的設(shè)備狀態(tài)、過程參數(shù)與預期指令目標值進行實時對照。若發(fā)現(xiàn)執(zhí)行異?；蜻^程量偏離預期，PLC將立即觸發(fā)報警，并依據(jù)程序邏輯決定是否采取備用措施（如啟動另一臺水泵）。

6.信息集中與監(jiān)控：

系統(tǒng)運行期間的所有關(guān)鍵數(shù)據(jù)——實時參數(shù)、設(shè)備狀態(tài)、報警信息、操作記錄——均通過通信網(wǎng)絡(luò)傳輸至位于地面的中央監(jiān)控室上位機。上位機軟件提供圖形化人機交互界面，實現(xiàn)：

l集中監(jiān)視： 以模擬圖、趨勢曲線、表格等形式直觀展示全系統(tǒng)狀態(tài)。

l歷史追溯： 存儲和查詢歷史數(shù)據(jù)與事件記錄。

l遠程干預： 授權(quán)人員可進行遠程手動操作或修改自動控制參數(shù)（如水位設(shè)定值、時間表）。

l報警管理： 聲光提示、彈窗報警、生成報警日志并通知相關(guān)人員。

礦用排水自動化監(jiān)控系統(tǒng)通過其多層次的控制方式和嚴謹?shù)拈]環(huán)控制過程，實現(xiàn)了對礦井排水這一關(guān)鍵安全環(huán)節(jié)的自動化、智能化管理。它不僅極大地降低了人工操作的勞動強度和誤操作風險，更重要的是提升了排水作業(yè)的及時性、可靠性與經(jīng)濟性。