CN203669924U - 一种煤矿排水及水文监控系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种煤矿排水及水文监控系统，包括中控室监控上位机、井下PLC监控主站、水泵监控分站，水文通讯分站通过总线连接明渠流量传感器、排水管道流量传感器、挡水墙压力传感器、水文钻孔水位传感器，水泵监控分站与模拟量输入系统、数字量输入系统、数字量输出系统连接。本实用新型可以提前做出全面的矿井水文变化趋势分析，控制水泵排水，自动化程度高，安全可靠。
Description
技术领域
本实用新型属于煤矿安全技术领域，尤其是涉及一种煤矿排水及水文监控系统。
背景技术
传统煤矿排水自动化控制是以水泵房水仓水位作为依据来控制水泵排水，但是具有延迟滞后的局限性，当大量涌水时，若操作人员监控不力极有可能造成淹井事故，严重时可能造成人员伤亡。
发明内容
本实用新型的目的是：提供一种自动化程度高、安全可靠的煤矿排水及水文监控系统。
本实用新型采用的技术方案是：包括中控室监控上位机、井下PLC监控主站、水泵监控分站，监控上位机通过环形以太网Ⅰ与PLC监控主站连接， PLC监控主站与触摸屏连接，PLC监控主站通过以太网Ⅱ与水文通讯分站连接、通过总线与水泵监控分站连接，水文通讯分站通过总线连接明渠流量传感器、排水管道流量传感器、挡水墙压力传感器、水文钻孔水位传感器，水泵监控分站与模拟量输入系统、数字量输入系统、数字量输出系统连接，模拟量输入系统包括压力传感器、负压传感器、温度传感器、闸阀开度信号、主电机电参数信号，数字量输入系统包括主电机远近控信号、闸阀远近控信号、闸阀到位信号，数字量输出系统包括射流控制信号、真空泵控制信号、闸阀控制信号、主电机控制信号，PLC监控主站连接浮球开关信号、声光报警信号、水仓水位传感器、排水管道流量计。
进一步的，水泵监控分站包括一号水泵监控分站、二号水泵监控分站、三号水泵监控分站。
进一步的，水文通讯分站包括水文通讯分站Ⅰ和水文通讯分站Ⅱ。
进一步的，PLC监控主站通过Profibus总线与水泵监控分站连接。
进一步的，水文通讯分站通过RS485总线连接明渠流量传感器、排水管道流量传感器、挡水墙压力传感器、水文钻孔水位传感器。
本实用新型的有益效果是：本实用新型以水文参数作为参量条件，判断各支流汇入水仓的涌水量或排水量的变化，结合水仓水位提前做出全面的矿井水文变化趋势，以此依据来控制水泵排水；能够满足矿井对排水系统的控制要求，控制精度高、安全可靠；能够实现矿井排水系统的自动化和智能化；能够根据涌水量自动报警，以实现矿井、人员、设备的安全。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
从图1所示本实用新型的结构示意图可以看出，本实用新型由中控室监控上位机1、井下PLC监控主站3、本安型触摸屏4、一号水泵监控分站5、二号水泵监控分站6、三号水泵监控分站7、水文通讯分站Ⅰ29、水文通讯分站Ⅱ30，现场传感器、电控阀门等组成。监控上位机1完成对各排水泵的地面远程监控、数据的综合处理、历史数据的保存等，并可实现网络发布；PLC监控主站3与本安型触摸屏4完成对排水系统的就地集中控制、故障报警、运行状态显示、数据采集等功能；水泵监控分站可独立实现对每台水泵及附属设备的全部控制；现场传感器完成工艺过程的参数监测与远传。中控室监控上位机1作为远程监控终端通过环形以太网Ⅰ2与井下PLC监控主站3连接、通讯，读取现场监测数据并发出控制命令，完成排水系统的远程集中控制。PLC监控主站3采用西门子S7-300系列PLC，通过环形以太网2与地面调度室通讯将数据传送至监控上位机1，通过Profibus总线24与各水泵监控分站连接、通讯，实时监测排水系统中各台设备的运行参数，以及采集水仓的水位信号等。PLC监控主站3与触摸屏4连接，配备西门子10英寸彩色触摸屏，触摸屏4通过Profibus总线与监控主站及各分站通讯，可作为就地监控上位机使用，能实时显示排水系统的所有参数并实施控制。正常情况下，系统设置为地面集中控制，需要时可在井下PLC监控主站触摸屏4切换为井下集中控制，井下集中控制权限高于地面集中控制权限，从而灵活实现地面集控与井下集控运行方式的灵活切换。PLC监控主站3通过以太网Ⅱ31与水文通讯分站Ⅰ29和水文通讯分站Ⅱ30连接，水文通讯分站通过RS485总线32连接明渠流量传感器28、排水管道流量传感器27、挡水墙压力传感器26、水文钻孔水位传感器25。水文监测部分具备数据自动采集、将所采集到的数据自动上传，为调度室能够准确及时地提供井下个出水点水量、水位变化、温度、流速等，并具有超限报警、统计分析、自动显示水量、水位变化等参数的变化曲线等功能。水泵监控分站作为就地控制箱可以完成对每台水泵的一键启停控制，也可以实现灌引水阀开关、电机启停、电动闸阀开关的单独控制。水泵监控分站与模拟量输入系统、数字量输入系统、数字量输出系统连接，模拟量输入系统包括压力传感器23、负压传感器22、温度传感器21、闸阀开度信号20、主电机电参数信号19，数字量输入系统包括主电机远近控信号18、闸阀远近控信号17、闸阀到位信号16，数字量输出系统包括射流控制信号15、真空泵控制信号14、闸阀控制信号13、主电机控制信号12。 PLC监控主站3连接浮球开关信号8、声光报警信号9、水仓水位传感器10、排水管道流量计11。
本实用新型的工作原理是：监控上位机1通过环形以太网Ⅰ2与PLC监控主站3通讯，PLC监控主站通过以太网Ⅱ31与水文通讯分站Ⅰ29和水文通讯分站Ⅱ30连接，水文通讯分站通过RS485总线32读取明渠流量传感器28、采区排水管道流量传感器27、挡水墙压力传感器26、水文钻孔水位传感器25的水文参数测量值，再结合泵房水仓水位传感器10和浮球开关信号8实现远程自动监控。通过触摸屏4将PLC监控主站3设置为集中控制并选择一种抽真空的方式（射流和真空泵），一号水泵监控分站5、二号水泵监控分站6、三号水泵监控分站7设置为远控。水仓水位传感器10连接PLC监控主站3检测水位，当水位超过设定值或浮球开关信号8闭合时，PLC监控主站3通过Profibus总线24与一号水泵监控分站5通讯，准备启动一号水泵进行排水；抽真空控制启动，负压传感器22检测真空度，当负压达到设定值时，主电机控制信号12启动，水泵抽水，压力传感器23检测水压，当水压达到设定值时，闸阀控制信号13开启进行排水，收到闸阀到位信号16开时，停止闸阀；当水位下降到低水位时，准备停机控制，首先关闭闸阀，收到闸阀到位信号16关时，停止闸阀并停止水泵运行；水泵排水运行时，判断水泵主电机电参数信号19、轴承温度传感器21和排水管道流量计11是否正常，若异常则声光报警信号9报警，如果在一定时间内不能排除故障，则停机，通过二号水泵监控分站6或三号水泵监控分站7开启二号或三号水泵，其工作原理同一号水泵。
Claims (5)
1.一种煤矿排水及水文监控系统，包括中控室监控上位机（1）、井下PLC监控主站（3）、水泵监控分站，其特征是：所述监控上位机（1）通过环形以太网Ⅰ（2）与PLC监控主站（3）连接， PLC监控主站（3）与触摸屏（4）连接，PLC监控主站（3）通过以太网Ⅱ（31）与水文通讯分站连接、通过总线与水泵监控分站连接，水文通讯分站通过总线连接明渠流量传感器（28）、排水管道流量传感器（27）、挡水墙压力传感器（26）、水文钻孔水位传感器（25），水泵监控分站与模拟量输入系统、数字量输入系统、数字量输出系统连接，模拟量输入系统包括压力传感器（23）、负压传感器（22）、温度传感器（21）、闸阀开度信号（20）、主电机电参数信号（19），数字量输入系统包括主电机远近控信号（18）、闸阀远近控信号（17）、闸阀到位信号（16），数字量输出系统包括射流控制信号（15）、真空泵控制信号（14）、闸阀控制信号（13）、主电机控制信号（12），所述PLC监控主站（3）连接浮球开关信号（8）、声光报警信号（9）、水仓水位传感器（10）、排水管道流量计（11）。
2.根据权利要求1所述的煤矿排水及水文监控系统，其特征是：所述水泵监控分站包括一号水泵监控分站（5）、二号水泵监控分站（6）、三号水泵监控分站（7）。
3.根据权利要求1所述的煤矿排水及水文监控系统，其特征是：所述水文通讯分站包括水文通讯分站Ⅰ（29）和水文通讯分站Ⅱ（30）。
4.根据权利要求1所述的煤矿排水及水文监控系统，其特征是：所述PLC监控主站（3）通过Profibus总线（24）与水泵监控分站连接。
5.根据权利要求1所述的煤矿排水及水文监控系统，其特征是：所述水文通讯分站通过RS485总线（32）连接明渠流量传感器（28）、排水管道流量传感器（27）、挡水墙压力传感器（26）、水文钻孔水位传感器（25）。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN104675429A (zh) * | 2015-01-29 | 2015-06-03 | 湖南科技大学 | 一种矿用多级智能排水装置及方法 |
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Denomination of utility model: A coal mine drainage and hydrological monitoring system Effective date of registration: 20201209 Granted publication date: 20140625 Pledgee: Bank of Tai'an Limited by Share Ltd. Pledgor: TAIAN TSEK ELECTRIC Co.,Ltd. Registration number: Y2020980009058 |
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