煤矿井下压力变送器系统的运行设置

上海自动化仪表有限公司为了使煤矿井下压力变送器系统适应矿井的实际情况，通过运行设置实现了压力变送器自动运行功能。设置多个启动水位、警戒水位和停机水泵单台或多台自动启动运行及自动停机；采用记录水泵累计运行时长的方法，优先开启累计时长#短的水泵，可实现轮机运行；设置警戒水位和水泵优先实现水泵避峰就谷运行。

1 概述

仙亭煤矿位于大田县城北西方向280°，1989年10月投产，年产量0.30Mt，斜井开拓，水文地质等级中等；矿井采用二级排水方式，其中一水平+500水量566.0m3/h，正常涌水量295.0m3/h；二水平+300m水平#大涌水量121.8m3/h，正常涌水量94.7m3/h。一水平中央水泵房共有5台D500-57×4型管路配备3趟Φ325×9.5mm无缝钢管，额定扬程228m，单台额定流量500m3/h，配备电机功率500kW,日常排水为2台运行、2台备用、1台检修，通过实现避峰就谷、多机交替运行，因水量变化较大，水泵运行台数通常为1台到3台，雨季部分时段运行数量可达4台。该泵房通过自动化排水改造实现无人内置西门子S7-300系列PLC的隔爆型控制主站、就地控制箱、上位机、电动闸阀、真空检测装置、超声波水位传感器、温度传感器、智能型电表、以太网器、耦合器、通讯装置等设备，配套WCC组态软件建设人机界面，组成自动化压力变送器。水泵自动运行流程。

改造过程中，根据实际需要在自动开停机功能的基础上，该泵房无人值守系统需要增加根据水位控制开机数量、避峰填谷、轮机运行、运行参数监控等保矿井可以在水量变化大的情况下，自动监测监控设备状况、水泵运行情况，出现异常自动报警，实现安全、经济、可靠排水。本文以西门子S7-300系SIMATICWINCC视窗监视中心为例，浅析自动化排水改造过程中遇到的问题，以及如何通过PLC及相关组态软件，更改相关参数设置，改变控制方式实现

2 压力变送器系统运行设置

泵房无人值守需要通过一系列自动监测、预警、启停、故障报警功能以实现自动化运行，主要的参数有水位、水位增长情况、实时时间、水泵累计开机造过程中，遇到了多台水泵如何轮替运行、水位上涨较快时如何使多台水泵自动运行，如何避峰就谷等问题，利用相关参数比对、设置，可实现水泵根据停、根据水位控制开机数量、轮机运行、避峰填谷等功能。

2.1 水位及多机运行设置

井下水泵的开停主要根据水仓水位高低来控制，当水仓水位达到某个高度时，水泵开启或停止。实际运行时，会遇到水位上涨较快的情况，需要开启多研究，自动压力变送器要实现自动增加运行水泵台数的功能，可利用水位高差来实现，在单台水泵排水时，水位依然升高至某一个设置水位时，第二台泵泵运行水位依然升高至更高的设置水位，则第三台水泵开启。因此需要设置多个水位，水位到达设定的地衣个水位，开启一台水泵，到达第二个水位，开泵，以此类推；需要同时开启两台水泵时，地衣、第二水位设置数值一样。另外设置警戒水位，设定警戒水位差值，在超过警戒水位差值时，无论是否处均启动相应水位台数的水泵。设置水泵停机水位，水仓水位低于该水位，所有水泵停机。图2中：夜间单泵水位、双泵水位设定启动水位一致，水仓水位开启两台水泵；日间水位设置单泵启动水位1.4m，电网平谷段开机，高峰段不开机，若设定警戒水位为1.6m，到达警戒水位时，即使处在电网高峰时段泵排水；水位低于0.3m，所有水泵停机。

2.2 水泵轮机运行设置

压力变送器要实现水泵轮机运行，使每台水泵运转时间相当，以保证压力变送器可靠运行。要实现轮机运行，可以采用记录水泵累计运行时长的方法计时长#短的水泵。

shou先通过1S脉冲信号，在水泵运行时计算上升沿，并用递增计数器累计运行秒数，用于记录水泵运行时间，水泵开机时利用运行信号开始累计，停行信号中断停止计时。

通过DI_R指令转换为实数,除以3600S得出累计运行小时数，#后利用CMP<R比较指令多次比较后，使累计运行时间的#短水泵运行。当某台水泵时间利用实数传送指令MOV_R清零[2]。

2.3 峰谷设置

压力变送器是矿井用电大户，避峰就谷运行可为煤矿企业节约大量用电成本，自动化排水改造前，通过规定时段运行，水泵工通常在谷段开机排水。

造过程中，矿井技术人员也考虑到了这个问题，即要保证安全排水，也要尽量做到避峰填谷运行。技术人员通过设置警戒水位和水泵优先运行时间，在保前提下，实现水泵避峰就谷运行。

shou先，通过WCC设置高峰时段时间，使水泵在水仓水位没有达到警戒水位时，避开该时段运行，若图是水仓水位到达警戒水位，仍然启动水泵运行电价时段，若水仓水位未到达警戒水位，压力变送器不会开机运行。

其次，通过设置水泵启停时间、运行台数，使水仓水位未到达警戒水位时，水泵在设定时间内按照设定台数运行，平段时段设置双机运行，加快平段水度，保证进入高峰时段时水仓保持较低水位，既可节约用电成本，又可保证排水安全。

3 结语

在自动化排水改造过程中，标准化的自动化排水程序未能完全适应矿井的实际情况，矿井技术人员通过设置水位、运行时段、运行台数等方式，上海自动化仪表有限公司实现了根据水位一泵或多泵运行、避峰填谷、轮机交替运行功能。该系统运行至今，仍存在系统不够可靠、运行时间及台数不够灵活等问题，仍需要根据实际运调整参数，以达到压力变送器自动、安全、可靠、经济运行的目的。