一种矿用水泵控制装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种矿用水泵控制装置，在每个水泵的出水管路上装有流量计和电动阀A，两条并联的出水管路与水泵出口相连，水泵与装有射流系统的注水管路连接，PLC控制器与各个电动阀、流量计、泵系统连接。本实用新型操作简单，安全可靠，无爆炸风险，实用性强。
【专利说明】一种矿用水泵控制装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于煤矿安全设备【技术领域】，尤其是涉及一种矿用水泵控制装置。
【背景技术】
[0002]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。目前，井下水泵普遍采用人工操作，手动开启，自动化程度低，安全性较差。在井下泵房配备一套适合于煤矿井下环境的自动控制装置，以实现排水自动化控制，实现对排水泵房的集中控制，是煤矿安全设备发展的需要。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的是:提供一种操作简单、安全可靠矿用水泵控制装置。
[0004]本实用新型的技术方案是:包括电动阀、流量计、PLC控制器、水泵和泵系统，每个水泵与泵电机连接，在每个水泵的出水管路上装有流量计和电动阀A，两条并联的出水管路与水泵出口相连，水泵与装有射流系统的注水管路连接，泵系统中装有水位传感器、真空传感器，PLC控制器与各个电动阀、流量计、泵系统连接。
[0005]所述水泵出口装有电动阀B。
[0006]本实用新型的有益效果是:本实用新型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。本实用新型达到的具体效果有:第一、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。本实用新型操作简单，安全可靠，无爆炸风险，实用性强。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1为本实用新型的结构原理图。
【具体实施方式】
[0008]从图1所示本实用新型的结构原理图可以看出，本实用新型包括电动阀A5、电动阀B8、流量计1、PLC控制器、水泵4、泵电机7和泵系统，每个水泵4与泵电机7连接。在每个水泵4的出水管路2上装有流量计I和电动阀A5，两条并联的出水管路2与水泵4出口相连，水泵4出口装有电动阀B8。水泵4与装有射流系统6的注水管路3连接，泵系统中装有水位传感器9、真空传感器，PLC控制器与各个电动阀、流量计1、泵系统连接。水位传感器9采用超声水位计连续检测水仓水位，超声水位计输出4?20mA信号送PLC控制器，PLC控制器经运算判别，自动开停水泵。在正常水位时，各台水泵能自动轮换工作，在危险水位时，自动投入必要数量的水泵运行，并自动控制相应管路上的电动阀。
[0009]本实用新型可概括为以下六个环节:自动注水环节、闸阀操纵环节、水位自动监控环节、参数传示环节、故障保护环节和电动机的自动控制环节。
[0010]1、自动注水环节。水泵只有在其叶轮完全淹没于水中的情况下，泵体内部才能造成必要的真空度实现正常排水。如果真空度不够，泵内有空气存在，将会造成不上水和转动部件烧坏等故障。因此，启动前的注水是水泵工作的重要操作项目之一，通过装有射流系统6的注水管路3进行注水。由高精度真空传感器监控真空度，电流、流量作为监控真空度的后备。
[0011]2、闸阀操纵环节。当泵体内充满水后，以启动和停止I #泵为例，其过程如下:启动时，先启动I #电机，然后打开相应电动阀(以“轮换工作”原理，根据上次所使用的管路，此次换另一趟管路)，停止时，先关电动阀，最后停I #电机。
[0012]3、水位自动监控环节。水位自动监控环节的任务是根据水位的高低自动准确发出开、停水泵命令。水位传感器9的可靠性和准确性直接影响整个控制系统的工作可靠性。为此水位传感器9选用超声波液位传感器，它具有高精度、非接触式、非机械型、维护方便、安装容易、标定简单等许多优点。设有水位1、水位I1、水位II1、水位IV，当水位达到水位II时，若处于低计费时段，可以立即启动，若处于高计费段，则暂缓启动。当水位继续上升至水位III时，则不论电网如何，必须启动水泵。若水位继续上升至水位IV时，则表明一台水泵的排水量已不足于排除矿井出水，必须启动第二台水泵，两台水泵一齐排水，以矿井的最大排水能力来排除矿井出水。不论投入几台泵，水位必须下降到水位I方可停泵。上述水位I至水位IV均由超声波液位传感器将模拟信号送入PLC，由PLC通过软件标定。分时计费亦由PLC通过软件标定。
[0013]4、参数传示环节。在操作台的模拟屏上可模拟显示水仓水位、水泵流量、水泵压力及电动机、电动阀的各种工作状态。所有的检测参数及工作状态均可由井下PLC通过传输网络传送给地面计算机，由计算机分析处理，在显示器上模拟显示，并做出曲线、报表，以利于地面管理人员做出正确判断，向井下可编程控制器发出控制命令。
[0014]5、故障保护环节。水泵电机容量大，耗电量高，属一级负荷。因此，对排水设备自动控制系统的安全性、可靠性要求较高。可实现流量保护，当水泵启动后或正常运行中，如流量达不到正常值，通过流量保护装置使本台水泵停车，转为启动另一台水泵；实现电动机故障保护，PLC监视水泵电机欠压、过流、短路等故障，由高压开关柜的综合保护器提供，并参与控制；实现电动闸阀故障。
[0015]6、电动机的自动控制环节。该环节是排水设备综合自动化控制系统的中心环节，以上环节都要与本环节配合，根据水位情况自动开停水泵。为了防止因备用泵长期不用而使电机受潮或有其它故障而未被发现，当紧急情况需要投入而不能投入以至影响矿井安全，本环节按“轮换工作制”来控制，以达到有故障早发现、早处理，以免影响矿井安全的目的。系统根据水泵的开启次数自动按一定顺序轮换开启水泵，当某台或其所属阀门故障或检修时，该泵退出轮换，其余各泵仍按轮换工作制运行。
【权利要求】
1.一种矿用水泵控制装置，包括电动阀、流量计、PLC控制器、水泵和泵系统，每个水泵(4)与泵电机(7)连接，其特征是:在每个水泵(4)的出水管路(2)上装有流量计(I)和电动阀A (5)，两条并联的出水管路(2)与水泵(4)出口相连，所述水泵(4)与装有射流系统(6)的注水管路(3)连接，泵系统中装有水位传感器(9)、真空传感器，PLC控制器与各个电动阀、流量计(I)、泵系统连接。
2.根据权利要求1所述的矿用水泵控制装置，其特征是:所述水泵(4)出口装有电动阀B (8)。
【文档编号】F04B49/06GK203384020SQ201320337907
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2013年6月14日 优先权日:2013年6月14日
【发明者】李怀峰, 姜伟, 张新生 申请人:山东西奥自动化系统工程有限公司