自動化技術(shù)提升礦山設(shè)備現(xiàn)代化水平

近幾年來，兗州礦業(yè)（集團）有限責(zé)任公司及其下屬各礦（廠）針對礦山地面和井下運輸、通風(fēng)、提升、選礦、電力和供水等各種設(shè)備在運行實踐中發(fā)現(xiàn)的問題進行了認真分析和歸納，總結(jié)運行經(jīng)驗教訓(xùn)，根據(jù)已有的適用新技術(shù)制定了自動化改造方案并且進行了實施，同時還取得了一批研究成果，有效地保障了設(shè)備的安全、優(yōu)質(zhì)運行，對于國內(nèi)同行具有很好的參考價值。

1 風(fēng)葉自動調(diào)整裝置的微控制器系統(tǒng)

礦山井下需要反風(fēng)或者調(diào)整通風(fēng)量的大小時，必須調(diào)整主扇風(fēng)機風(fēng)葉的角度才能實現(xiàn)。人工調(diào)整風(fēng)葉存在費時、費力、定位不準確等缺點。為了滿足煤礦安全規(guī)程規(guī)定的要求，兗州礦業(yè)（集團）公司濟寧二號煤礦開發(fā)出了自動反風(fēng)系統(tǒng)，風(fēng)葉自動調(diào)整裝置是其中關(guān)鍵設(shè)備之一，如何實現(xiàn)該裝置自動控制是設(shè)備的重要內(nèi)容。風(fēng)葉自動調(diào)整裝置是一套以液壓泵站為核心的機械運行機構(gòu)，通過液壓馬達驅(qū)動調(diào)整桿前進、后退、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)來調(diào)整風(fēng)葉位置。該裝置的微控制器根據(jù)鍵盤輸入的數(shù)據(jù)，通過控制液壓系統(tǒng)中不同電磁閥的通、斷調(diào)整風(fēng)葉到達預(yù)定位置。

其工作原理如下：用小鍵盤輸入風(fēng)葉要調(diào)整的預(yù)定位置角度值，控制器通過角度編碼器讀取風(fēng)葉當前位置角度值，兩數(shù)值比較后確定調(diào)整桿的運行方向，控制器輸出控制信號驅(qū)動相應(yīng)的電磁閥執(zhí)行風(fēng)葉調(diào)整動作。調(diào)整過程中控制器不斷讀取風(fēng)葉當前位置角度值并與輸入值比較，兩數(shù)值相等即表明風(fēng)葉到達預(yù)定位置，調(diào)整桿退回。根據(jù)風(fēng)葉自動調(diào)整裝置的功能要求，微處理器要處理的數(shù)據(jù)較多，控制功能需要在系統(tǒng)調(diào)試過程中根據(jù)具體要求作出相應(yīng)的變化。因此，他們在控制器選型中沒有選擇現(xiàn)有的成熟產(chǎn)品，而是根據(jù)系統(tǒng)的功能要求用單片機自行開發(fā)適用的控制器以滿足系統(tǒng)的要求。此外，系統(tǒng)供電選用隔離變壓器用以屏蔽電源系統(tǒng)的高頻電源干擾；單片機系統(tǒng)的前向通道和后向通道均采用光電隔離技術(shù)用于隔離信號通道對單片機系統(tǒng)的干擾；在供電回路的交流端選用TVS電路用于抑制供電回路的瞬間高電壓。該裝置具有使風(fēng)葉調(diào)整迅速、停位準確、節(jié)省人力等優(yōu)點，實踐證明完全能夠達到《煤礦安全規(guī)程》的要求。

2 乘人裝置智能型電控系統(tǒng)

由兗州礦業(yè)（集團）公司機械制修廠研制的利用串行通訊方式能夠在遠方多功能控制乘人裝置的自動控制系統(tǒng)，具有自動程序控制、保護齊全、安裝方便等優(yōu)點，已經(jīng)在濟寧二號煤礦、興隆莊煤礦、鮑店煤礦等特大型煤礦成功地得到了應(yīng)用。濟二煤礦的整套乘人裝置安裝工況條件如下：混合巷道，濕度大，整體平運趨勢且起伏較大，乘人裝置長度1700m，沿線共設(shè)有6個分站點，控制的電動機型號為YB-37，額定電壓為660V，額定轉(zhuǎn)速為1000rpm。

乘人裝置智能型電控系統(tǒng)適用于礦山井下單一巷道、混合巷道、混合交叉巷道等的乘人裝置控制。該系統(tǒng)主要是由磁力啟動器、電控箱（主站）、分控箱（1～12個分站）及速度傳感器等組成的。其保護功能主要有以下6種：①打滑保護。系統(tǒng)發(fā)出起車信號后或乘人裝置運行中發(fā)生阻礙時，在一定的時間范圍內(nèi)，如果主控制系統(tǒng)接不到速度反饋信號或速度低于規(guī)定值時（由程序而定），系統(tǒng)確認為打滑故障，停車并顯示故障信息。②越位保護。當運乘人員到達乘人裝置兩端而沒有及時下車時，系統(tǒng)實行越位保護，停車并顯示故障信息，保障運乘人員的人身安全。③脫繩保護。當乘人裝置的鋼繩脫落時，系統(tǒng)實行脫繩保護，停車并顯示故障信息。④絞車閉鎖。在混合巷道、混合交叉巷道使用中，絞車和乘人裝置之間互為閉鎖，保障運乘人員的人身安全和運料生產(chǎn)的正常進行。⑤急停保護。當乘人裝置發(fā)生意外事故時，可在乘人裝置沿線緊急停車，防止事故的發(fā)生和擴大。磁力啟動器不啟動保護。系統(tǒng)發(fā)出起車信號后，如果在規(guī)定的時間內(nèi)磁力啟動器沒有給系統(tǒng)反饋實際的啟動狀態(tài)信號，系統(tǒng)實行磁力啟動器不啟動保護。

3 西門子PLC在帶式輸送機控制系統(tǒng)的應(yīng)用

兗州礦業(yè)（集團）公司機械制修廠根據(jù)煤礦井下運輸?shù)膶嶋H情況，選用西門子公司的S7-200CPU226可編程控制器對原有的電控系統(tǒng)進行了自動化改造，增加了新的功能。在濟寧市運河煤礦的多年實踐表明，該系統(tǒng)可靠性高、操作簡單、運行穩(wěn)定，而且具有可擴展性，為今后實現(xiàn)全礦井生產(chǎn)集中控制打下了良好的基礎(chǔ)。

其主要功能特點如下：

⑴控制功能。系統(tǒng)設(shè)有自動/手動兩種控制方式。微機控制箱上有正常起車、正常停車、緊急停車、故障復(fù)位等按鈕。當系統(tǒng)發(fā)生緊急故障時，只有當故障排除后按下故障復(fù)位按鈕才能重新起車。在自動狀態(tài)下，按下電控裝置的正常起車按鈕，啟動主電機，安裝在輸送機驅(qū)動滾筒下的速度傳感器發(fā)出脈沖信號，PLC內(nèi)部程序計算出輸送機速度和啟動加速度。根據(jù)預(yù)先設(shè)定的啟動加速度與實際的加速度進行比較，其差值經(jīng)過數(shù)據(jù)處理以后，控制步進電機調(diào)節(jié)數(shù)字壓力閥控制油壓的大小，將啟動加速度控制在設(shè)定值的范圍之內(nèi)。

⑵保護功能。①沿線故障保護。為了更及時判斷和處理故障，選用了故障地址識別裝置，可以將沿線閉鎖開關(guān)發(fā)來的跑偏、縱撕、閉鎖等故障及故障地址、停機信號進行顯示和處理，并且將信號用無電位接點的形式并行輸出，供給PLC與其它控制裝置。②電機溫度保護。主電機定子繞組裝入熱電阻，變換成電流信號輸入模擬量輸入模塊，CPU226把它換算成電機溫度，和設(shè)定溫度比較，檢測到電機超溫即停車，轉(zhuǎn)故障處理。③電機電流保護。主電機電流經(jīng)過電流變送器輸出電流信號，輸入到數(shù)字輸入模塊，檢測出電機電流超過額定電流的時候就立即停車，轉(zhuǎn)入故障處理。

4 膠帶輸送機自動張緊裝置研制成功

隨著井下長距離膠帶輸送機的廣泛使用，膠帶的伸長量亦急劇增加，常規(guī)的回柱絞車張緊裝置由于受到張緊距離和張緊力的限制而難以適應(yīng)500m以上膠帶的張緊要求。此外，長距離膠帶輸送機的使用要求采用張緊力可調(diào)的張緊裝置，啟動階段增大張緊力防止膠帶打滑、等速階段降低張緊力以維持膠帶機的正常運行，但是利用傳統(tǒng)的回柱絞車張緊時不具備這種功能。為此，中國礦業(yè)大學(xué)研制出了YZL-100型膠帶輸送機自動張緊裝置，在兗州礦業(yè)（集團）公司興隆莊煤礦的使用中體現(xiàn)出了優(yōu)越的實用性能。

該裝置主要是由1個液壓站、1臺液壓張緊絞車、1個電控柜、1個壓力控制器和1個張力監(jiān)控裝置組成的。在“自動”狀態(tài)下，點動電控柜開關(guān)，給電控柜的可編程控制器供電，可編程控制器工作；液壓站工作，打開液壓張緊絞車制動器，液壓張緊絞車張緊膠帶至膠帶啟動時的張力；張緊完成以后，可編程控制器向控制臺發(fā)出開機信號，膠帶輸送機運轉(zhuǎn)，可編程控制器接通掖控系統(tǒng)的電磁換向閥線圈，電磁換向閥換向，膠帶張緊力下降到勻速運轉(zhuǎn)時的張力；膠帶輸送機正常運轉(zhuǎn)后，可編程控制器自動停止液壓站的工作，并自動制動液壓絞車，保持膠帶張力。膠帶輸送機正常運轉(zhuǎn)的時候，如果張力降低到勻速運轉(zhuǎn)所需張力的95%時，壓力控制器發(fā)出信號，通過可編程控制器再次啟動液壓系統(tǒng)，調(diào)整膠帶的張力；動作完成以后，液壓站自動停止工作并制動液壓絞車。膠帶輸送機停止運轉(zhuǎn)以后，點動電控柜開關(guān)，可編程控制器停止工作，此時膠帶保持正常運行時的張力不變。需要松膠帶時，將電控柜轉(zhuǎn)換開關(guān)換到“手動‘位置，可通過操作液壓站內(nèi)的手動換向閥控制絞車的轉(zhuǎn)向，完成膠帶的松弛。

5 井筒PLC提升信號及操車電控系統(tǒng)

礦山井筒現(xiàn)有的操車設(shè)備除推車機外均是氣動控制，設(shè)備閉鎖由二位三通電磁截止閥來實現(xiàn)。由于外部閉鎖可靠性較差，設(shè)備間的閉鎖關(guān)系和運行狀態(tài)沒有顯示。山東省煤炭科學(xué)研究所采用PLC對其進行了改造，氣路部分選用二位五通雙控電磁閥來進行控制，解決了信號系統(tǒng)在傳輸過程中的抗干擾能力和適應(yīng)礦山特殊環(huán)境的技術(shù)問題，實現(xiàn)了井筒提升信號與操車作業(yè)控制的自動化。

操車控制臺裝有模擬顯示屏，左、右勾操車按紐共用，PLC機的輸出端COM裝有保險，以防短路過電流。原有的手動控制閥改為電磁閥，裝在控制箱內(nèi)。操車電控系統(tǒng)可以實現(xiàn)提升信號與操車設(shè)備之間的相互閉鎖。當提物的時候，罐籠必須到位，發(fā)停車信號，接通操車主控回路后，按下操車主令鈕才能進行操車；當提人的時候，除了安全門、搖臺以外，其它設(shè)備均處于閉鎖狀態(tài)，待安全門關(guān)閉、搖臺抬起以后，接通提升信號回路才可以發(fā)出提人的信號。另外，還有工作故障點自動檢測、工作現(xiàn)場狀態(tài)模擬顯示、傳感器故障點檢測等功能。

PLC操車控制方式可以分為自動、手動、點動三種，根據(jù)現(xiàn)場情況進行選擇。提升信號系統(tǒng)有聲光兼?zhèn)洹?shù)字顯示、信號記憶、急停信號報警功能；信號之間閉鎖、信號指令與絞車開車回路閉鎖、水平安全設(shè)施（安全門、搖臺、阻車器等）閉鎖和顯示、水平信號之間相互閉鎖功能、提升信號與操車點控相互閉鎖功能及其擴展；急停記憶功能和信號自動保護；提升勾數(shù)記數(shù)；“檢修”信號類別、水平轉(zhuǎn)換、調(diào)平信號顯示；與信號顯示同步的自動打點音響；對系統(tǒng)故障自動監(jiān)視報警功能；簡易備用信號系統(tǒng)；直通擴音通訊功能等。

6 主煤流膠帶運輸?shù)孛婕锌刂葡到y(tǒng)誕生

中國礦業(yè)大學(xué)和兗州礦業(yè)（集團）公司興隆莊煤礦研制的“煤礦井下主煤流膠帶運輸?shù)孛婕锌刂葡到y(tǒng)”，集控制、檢測和監(jiān)測為一體，在我國首家實現(xiàn)了地面對井下主煤流膠帶運輸?shù)拈L距離（10km以內(nèi)）、多點位（2000點以上）信息傳輸和無崗點操作管理人員的遠程集中監(jiān)測監(jiān)控，開創(chuàng)了我國地面遠程集中控制煤礦井下機電設(shè)備的先例，系統(tǒng)自動化程度達到了國際先進水平。煤礦井下主煤流膠帶運輸?shù)孛婕锌刂葡到y(tǒng)以分布式計算機控制系統(tǒng)（DCS）為主，包括了地面控制中心、井下控制中心和11個監(jiān)控分站，具有在線監(jiān)測、分析以及完善的保護與報警功能，完全符合煤礦井下膠帶輸送機輸煤系統(tǒng)安全生產(chǎn)的要求。

在興隆莊煤礦井下的現(xiàn)場技術(shù)檢測和工業(yè)性運行表明，該系統(tǒng)的技術(shù)性能達到了設(shè)計的要求，開機率由原來的60%提高到95%以上，系統(tǒng)輸煤能力也從1000t/h提高到1200t/h，同時還極大地減輕了操作人員的勞動強度。專家們指出：此項成果運用自動化、計算機、傳感器、工業(yè)電視、光纖通訊及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，采用觸摸屏或鼠標控制方式進行數(shù)據(jù)和圖像信息傳輸，可以實現(xiàn)各個煤流方向膠帶的順序開停和無擾切換，具有打滑、跑偏、自動滅火斷電、語音報警等各種保護功能，免除了人為因素的干擾，避免了整個膠帶運輸系統(tǒng)帶載停車與堆煤事故的發(fā)生；它首次將先進的冗余技術(shù)應(yīng)用于煤礦膠帶輸送機的集中控制，實現(xiàn)了地面和井下控制中心的3臺計算機互為熱備，提高了整個系統(tǒng)的可靠性；所開發(fā)的防爆兼本安型膠帶輸送機自動控制裝置具有完善的數(shù)據(jù)采集和控制功能，亦可以作為單臺膠帶輸送機的自動控制裝置。

7 鮑店選煤廠實現(xiàn)跳汰機自動測控

兗州礦業(yè)（集團）公司鮑店煤礦選煤廠的主洗設(shè)備為4臺LTG-15型跳汰機，自從推廣應(yīng)用了跳汰工藝檢測和生產(chǎn)過程集散型的自動測控系統(tǒng)以后，減少了跳汰產(chǎn)品的灰分波動，跳汰機的數(shù)量效率提高了4%，斗式提升機的帶煤量也有所降低，年創(chuàng)經(jīng)濟效益500多萬元。這個廠的跳汰機自動測控系統(tǒng)主要是由跳汰機床層自動控制裝置、通訊網(wǎng)絡(luò)和操作站等組成的。安裝在工業(yè)現(xiàn)場的每一個獨立的床層自動控制裝置用于對1臺跳汰機的手動/自動控制控制柜設(shè)置1臺CS910兩回路智能式可編程序調(diào)節(jié)器，可同時對跳汰機的Ⅰ、Ⅱ段放料閘板和排料滾輪進行雙重自動控制，除了主要用于床層的自動控制以外，另外還配置了后備手動操作所必須的檢測、操作、指示等儀器、儀表，以保證故障狀態(tài)下的連續(xù)生產(chǎn)。利用可編程序調(diào)節(jié)器的通訊功能，把4臺床層自動控制裝置通過通訊網(wǎng)絡(luò)，將各跳汰機的工作狀態(tài)及運行參數(shù)送至主要由工業(yè)控制計算機組成的操作站，通過彩色CRT集中監(jiān)測各跳汰機的運行狀況，并且可以在操作站通過鍵盤修改各跳汰機的運行參數(shù)。由于床層自動控制裝置具有多種顯示控制、自編程功能，完全可以脫離操作站，獨立完成對跳汰機床層的實時檢測和自動調(diào)節(jié)，較好地體現(xiàn)了集散系統(tǒng)把危險、控制分散及監(jiān)視管理優(yōu)化集中的控制原則，取得了較為滿意的應(yīng)用效果。專家們指出：該集散型控制系統(tǒng)在跳汰選煤過程中的應(yīng)用，極大地減輕了崗位操作工的勞動強度，提高了跳汰過程控制的技術(shù)水平和現(xiàn)代化管理水平，為合理控制跳汰產(chǎn)品灰分以獲得更好的經(jīng)濟效益創(chuàng)造了有利的條件。

8 大型變電所綜合自動化系統(tǒng)

兗州礦業(yè)（集團）公司東灘煤礦對35kV變電所的自動化系統(tǒng)進行了改造，采用ND3000廠站自動化系統(tǒng)實現(xiàn)了對全所的監(jiān)測、控制、繼電保護和運行管理，滿足了電力系統(tǒng)要求的“四通”功能，建立了真正意義上的變電所綜合自動化系統(tǒng)，為礦井數(shù)字化建設(shè)提供了可貴的實踐經(jīng)驗，值得推廣應(yīng)用。該系統(tǒng)包括廠站層和間隔層，兩者之間通過以太網(wǎng)聯(lián)結(jié)，并且通過以太網(wǎng)與上級變電所和管理部門聯(lián)結(jié)。間隔層主要為現(xiàn)場安裝的各類分散式ND300系列保護裝置，ND3000系列保護屏7臺、NDX320線路保護裝置42臺、NDT330變壓器保護裝置2臺和GPS校時裝置、NDR320電容器保護裝置2臺NDK330電抗器保護裝置2臺。它們互相獨立，并且與廠站層通訊。

該保護裝置主要實現(xiàn)以下功能：顯示一次設(shè)備電氣主接線圖和運行狀態(tài)；U線、U相、I線、I相、有功功率P、無功功率Q、頻率F和功率因數(shù)等運行數(shù)據(jù)顯示；顯示事件、采樣值、定值、參數(shù)及傳動信息等菜單選項。廠站層包括NDJ300自動化監(jiān)控系統(tǒng)2套和NDM300通信管理裝置2臺。NDM300通信管理裝置實現(xiàn)與設(shè)備及遠方調(diào)度的通訊接口，進行信息交換。NDJ300自動化監(jiān)控系統(tǒng)是系統(tǒng)監(jiān)控單元，提供良好的人機界面，可以顯示以下信息：實時監(jiān)控畫面；信息采集畫面；遙測數(shù)據(jù)曲線；有語音系統(tǒng)與之配合的保護動作時間顯示；故障錄波；保護信息管理；電度量報表畫面。另外，在該系統(tǒng)的基礎(chǔ)上安裝了RS232/485通信接口的新型智能電度表、直流屏和其它智能設(shè)備，并且與微機監(jiān)控系統(tǒng)保持正常通信，實現(xiàn)了遠程抄表和自動抄表。35kV變電所是礦井的樞紐變電所，對于保障礦井供電安全可靠性起著關(guān)鍵的作用，大型變電所綜合自動化系統(tǒng)的成功應(yīng)用為該礦將來實施集中控制打下了良好的基礎(chǔ)。

9 CAN總線技術(shù)在電力調(diào)度自動化系統(tǒng)應(yīng)用

山東科技大學(xué)與兗州礦業(yè)（集團）公司興隆莊煤礦在實施電力調(diào)度系統(tǒng)的時候，設(shè)計應(yīng)用了站點內(nèi)部數(shù)據(jù)采集模塊的通信解決措施。經(jīng)實際運行證明，CAN總線在電力調(diào)度的大系統(tǒng)中作為站點內(nèi)部智能數(shù)據(jù)模塊與計算機之間的通信網(wǎng)絡(luò)，在通信速度、通信距離、抗干擾等方面完全能滿足控制系統(tǒng)的要求。計算機科學(xué)的發(fā)展以及現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)在數(shù)據(jù)交換的實時性、準確性、快速性方面的突破性進展，為電力網(wǎng)系統(tǒng)經(jīng)濟、合理的調(diào)度運行提供了技術(shù)保證和技術(shù)支持。CAN總線是一種有效支持分布式控制或?qū)崟r控制的串行通信網(wǎng)絡(luò)。在該電力調(diào)度系統(tǒng)，每個分站點均由工控機和若干測控接點組成。所有的測控點都以“平等主體”掛接在總線上，每一點對應(yīng)35kV回路或者6kV回路的測控。測控點能夠采集對應(yīng)回路的遙信量及遙測量，能根據(jù)接收到的命令主動將數(shù)據(jù)發(fā)送到CAN總線，通過預(yù)先設(shè)定的驗收碼和驗收屏蔽碼可以控制該測控點從總線上接收哪些數(shù)據(jù)或命令。站點工控機通過CAN卡從CAN總線上接收各節(jié)點數(shù)據(jù)進行處理，再通過網(wǎng)卡到集團千兆網(wǎng)，轉(zhuǎn)發(fā)到總調(diào)度中心。該智能測控節(jié)點的軟件由兩部分組成：一部分為初始化程序，包括對單片機本身的中斷、定時器串行口等的初始化和CAN控制器的初始化；另一部分為測控供電回路電量參數(shù)的數(shù)據(jù)采集處理。經(jīng)過此次煤礦電力調(diào)度自動化站點測控節(jié)點CAN總線的設(shè)計及實踐應(yīng)用，他們體會到了CAN總線比以往采用的其它形式總線在速度、抗干擾能力及高性能上有著巨大的區(qū)別，CAN總線設(shè)計靈活、可靠性高、布線方便，更加適合于工業(yè)領(lǐng)域到各種集散控制系統(tǒng)。

10 高嶺土剝片機自動控制系統(tǒng)研制成功

剝片機是高嶺土超細加工的關(guān)鍵設(shè)備。迄今為止，國內(nèi)的剝片機一直采用就地監(jiān)控、就地手動調(diào)節(jié)的方式，自動化水平較低，調(diào)節(jié)難以掌握，而且車間設(shè)備噪聲大，工人勞動環(huán)境惡劣。針對這種情況，兗州礦業(yè)（集團）公司北宿煤礦高嶺土廠成功地對BP-500剝片機就自動控制系統(tǒng)在高嶺土超細加工中的應(yīng)用進行了研制開發(fā)。如何在給料泵流量、剝片介質(zhì)及分散劑的添加量之間尋找最佳工況點是控制的關(guān)鍵。傳統(tǒng)的控制方式為：首先，添加一定量的剝片介質(zhì)，根據(jù)化驗數(shù)據(jù)調(diào)整給料泵的流量；其次，每一級磨礦設(shè)備配備一人隨時觀測漿料液位。由于人工調(diào)節(jié)的隨意性較大，產(chǎn)量和質(zhì)量的波動性大，設(shè)備的運行難以達到最佳狀態(tài)，不能充分發(fā)揮設(shè)備的生產(chǎn)能力。利用工業(yè)控制計算機實現(xiàn)生產(chǎn)的集中監(jiān)控以后，解決了上述問題。

將設(shè)備在一定介質(zhì)填充量（通過主機電流間接反映）情況下最佳工況的有關(guān)參數(shù)輸入到計算機中，計算機根據(jù)剝片介質(zhì)的填充量、流量和原料濃度調(diào)整產(chǎn)品的產(chǎn)量，使系統(tǒng)在保證質(zhì)量的前提下提高產(chǎn)量。由于分散劑的添加不均勻，在末級磨礦設(shè)備有時會發(fā)生漿料的膨脹，造成漿料溢流“冒頂”事故的發(fā)生，給加工設(shè)備帶來損害。因此。防止事故的發(fā)生是控制系統(tǒng)的一項重要工作。在不同的剝片介質(zhì)填充量下，給料泵的流量有上限，當液位尚未達到正常工作高度時，計算機能夠根據(jù)程序的設(shè)定自動調(diào)節(jié)流量。當液位高或超高時，計算機一方面報警，一方面自動將給料泵的流量降低，防止?jié){料溢出“冒頂”。這樣，既保持了質(zhì)量和產(chǎn)量的穩(wěn)定，又保證了生產(chǎn)的安全，使主機的運行狀態(tài)自動穩(wěn)定在較好水平。

11 輸供水系統(tǒng)實現(xiàn)智能化自動控制

山東科技大學(xué)和兗州礦業(yè)（集團）公司鮑店煤礦采用微機與PLC聯(lián)網(wǎng)，通過調(diào)制解調(diào)器通訊網(wǎng)絡(luò)，對該礦的15座水源井進行集中遠程控制，實現(xiàn)了遙測、遙信、遙控；同時，采用PLC與變頻器相結(jié)合，對供水泵實現(xiàn)了變頻恒壓供水自動控制。該礦的地下水源是由15座水源井和6臺55kw供水泵及安裝在水源泵房內(nèi)的22kw深井水泵組成的輸供水系統(tǒng)。自投運以來，一直采用就地控制、人工操作。各水源井水泵的工作只得根據(jù)目測水池水位來控制水泵的開停臺數(shù)，經(jīng)常出現(xiàn)水池缺水或溢水。新的輸供水控制系統(tǒng)分為分別設(shè)置在工區(qū)、供水站和各水源井泵房內(nèi)的總調(diào)度中心、控制中心和現(xiàn)場子站3個層次。輸水系統(tǒng)對水源井泵站水泵的電機電流、機殼溫度、出水壓力等運行參數(shù)及保護信號進行遙測，并根據(jù)實際用水量大小對水泵的啟停進行遙控，從而使各現(xiàn)場水源井泵房實現(xiàn)了全自動控制。供水系統(tǒng)中，西泵房4臺泵為直接啟動，東泵房2臺泵為降壓啟動。由于水源、動力、需求等關(guān)系不是一個“閉環(huán)系統(tǒng)”，供需雙方無法進行合理的系統(tǒng)控制，因此采用全自動恒壓變頻調(diào)速控制系統(tǒng)，并對原有控制系統(tǒng)進行了技術(shù)改造。東泵房的供水泵改用變頻恒壓控制，實現(xiàn)了全自動變頻調(diào)速向管網(wǎng)恒壓供水。西泵房的2臺泵改用變頻恒壓控制，其余2臺泵使用原來東泵房的降壓啟動控制柜。這樣，在用水低峰期投運1臺變頻控制器，便可以向管網(wǎng)供水；在用水高峰期，投運2臺變頻控制器，加上2臺降壓啟動的備用泵，組成多種運行方式。實踐表明：此種方式既考慮了投資的經(jīng)濟性，又保證了供水的可靠性和運行的安全性。

12 自動化技術(shù)在生活污水泵房的應(yīng)用

兗州礦業(yè)（集團）公司濟寧三號煤礦將恒水位變頻技術(shù)和PLC自動監(jiān)控裝置應(yīng)用在生活污水處理系統(tǒng)中，對污水處理過程實現(xiàn)了自動化、智能化控制。這個煤礦的生活污水是由污水池經(jīng)2臺防腐污水泵排放的。其中一號泵為15kW、60m?/h的離心式耐酸陶瓷泵，二號泵為30kW、400m?/h的離心式污水泵，2臺泵共用1條Φ200mm排水干管。原先由值班人員根據(jù)液位高度變化人工掌握開啟一號或二號泵。由于生活污水是晝夜不停排放而且流量不斷變化的，值班人員對水位很難控制，兩臺泵難以及時切換。另外，二號泵由于流量較大，又無節(jié)能調(diào)速措施，能源浪費嚴重。為此，他們對生活污水的排放進行了技術(shù)改造：對二號泵增加變頻調(diào)速裝置，以節(jié)能降耗，減少運行費用；實現(xiàn)有水位控制的污水泵站自動化，達到無人值守的目的。離心式水泵的流量與轉(zhuǎn)速成正比，通過改變電源頻率、調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速，達到按需要改變流量的目的。

此系統(tǒng)主要是由變頻器、液位傳感器、控制柜、水泵等組成的。工作的時候只要將污水池水位與給定水位進行比較，其差值經(jīng)過運算以后控制變頻器的輸出頻率，并且最終控制水泵的電動機轉(zhuǎn)速。擋水池水位增高的時候，與給定水位進行比較以后變頻輸出頻率增高，排水量增大；反之亦然，使系統(tǒng)保持恒水位排水。高低水位計選用浮球式控制開關(guān)，擋水位降低到最低水平的時候，水泵停機。此外，變頻器本身的保護也很完備，對電動機缺相、堵轉(zhuǎn)、過流、過熱、欠壓等保護靈敏可靠。該自動化控制系統(tǒng)還可以與螺旋泵房等設(shè)施配合使用，通過超聲波濁度儀對水質(zhì)進行監(jiān)測，用螺旋泵房等配套設(shè)施將不達標的生活污水排入處理站重新進行處理，直至達標以后才向外排放。