礦井深處，一套高效、可靠的礦用排水自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)，是礦山的“生命線”，其核心在于對(duì)控制方式的靈活運(yùn)用和對(duì)控制過程的精準(zhǔn)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(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)采用分層、互補(bǔ)的策略實(shí)現(xiàn)控制，其核心控制方式如下：

1.就地手動(dòng)控制方式：

l定位與作用： 作為最基礎(chǔ)的控制層級(jí)，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(chǎng)景： 設(shè)備調(diào)試、緊急情況（如遠(yuǎn)程或自動(dòng)系統(tǒng)失效）、特定檢修環(huán)節(jié)。

l特點(diǎn)： 操作人員直接在現(xiàn)場(chǎng)操控水泵啟停，優(yōu)先級(jí)別最高。此時(shí)，自動(dòng)與遠(yuǎn)程指令被暫時(shí)阻斷。

2.遠(yuǎn)程手動(dòng)控制方式：

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

l實(shí)現(xiàn)路徑： 指令經(jīng)由工業(yè)以太網(wǎng)或?qū)Ｓ每偩€下達(dá)至現(xiàn)場(chǎng)PLC（可編程邏輯控制器），PLC繼而驅(qū)動(dòng)繼電器、接觸器等執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作。

l適用場(chǎng)景： 日常巡檢、系統(tǒng)維護(hù)、異常工況的應(yīng)急干預(yù)或自動(dòng)化流程的短暫介入調(diào)整。

3.自動(dòng)控制方式：

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

l決策核心： 位于井下的PLC承擔(dān)關(guān)鍵角色，依據(jù)預(yù)設(shè)程序接收傳感器信號(hào)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(dòng)泵控： 設(shè)定多個(gè)警戒水位點(diǎn)（如啟動(dòng)水位、增泵水位、減泵水位、高限報(bào)警水位）。PLC實(shí)時(shí)比較水倉水位測(cè)量值與設(shè)定值，精確觸發(fā)相應(yīng)水泵的啟動(dòng)、停止或切換序列。

  u避峰填谷調(diào)度： PLC內(nèi)嵌計(jì)時(shí)功能或接收上位機(jī)時(shí)間設(shè)定，結(jié)合電網(wǎng)分時(shí)電價(jià)策略，智能調(diào)度水泵在電價(jià)低谷時(shí)段密集運(yùn)行，高峰時(shí)段減少運(yùn)行。

  u多泵輪換與均衡： 程序自動(dòng)記錄各水泵運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)，確保水泵群累計(jì)工作時(shí)間均衡，有效延長(zhǎng)設(shè)備整體壽命，避免單泵過度損耗。

l智能協(xié)同： 自動(dòng)控制常整合多種因素（如水位、時(shí)間、能耗、設(shè)備狀態(tài)）進(jìn)行綜合決策，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)整體運(yùn)行的最優(yōu)化。

礦用排水自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行的核心在于其閉環(huán)控制流程，保障著地下涌水被及時(shí)、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(cè)量水位深度；

l每臺(tái)水泵配備的壓力傳感器監(jiān)測(cè)出水壓力；

l流量計(jì)精確計(jì)量排水量；

l溫度傳感器守護(hù)水泵電機(jī)軸承與繞組；

l振動(dòng)傳感器捕捉設(shè)備異常震動(dòng)；

l“開/關(guān)”狀態(tài)傳感器反饋水泵、閥門等執(zhí)行機(jī)構(gòu)的實(shí)時(shí)位置；

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

l這些數(shù)據(jù)通過現(xiàn)場(chǎng)總線或工業(yè)以太網(wǎng)實(shí)時(shí)傳輸至PLC。

2.數(shù)據(jù)分析與邏輯判斷：

PLC接收海量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，依據(jù)預(yù)先燒錄于其存儲(chǔ)器的控制程序進(jìn)行高速運(yùn)算與邏輯判斷。核心判斷依據(jù)主要包括：

l水倉當(dāng)前水位與預(yù)設(shè)各級(jí)別閾值的實(shí)時(shí)比對(duì)結(jié)果。

l當(dāng)前時(shí)刻是否處于預(yù)設(shè)的低電價(jià)運(yùn)行窗口期。

l各臺(tái)水泵的健康狀況（是否告警、是否被人工鎖定禁用）。

l各臺(tái)水泵的累計(jì)運(yùn)行時(shí)間數(shù)據(jù)（用于輪換決策）。

l系統(tǒng)當(dāng)前運(yùn)行模式（自動(dòng)、遠(yuǎn)程手動(dòng)、就地手動(dòng)）。

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(dá)：

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(dòng)水位”且處于自動(dòng)模式、無設(shè)備故障、非用電高峰，則自動(dòng)啟動(dòng)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(dāng)前運(yùn)行的水泵依次停止。

l若檢測(cè)到某水泵電機(jī)溫度超高或振動(dòng)劇烈，立即發(fā)出停止指令并觸發(fā)報(bào)警。

l到達(dá)預(yù)設(shè)的低電價(jià)時(shí)段起點(diǎn)，PLC自動(dòng)啟動(dòng)可運(yùn)行水泵進(jìn)行高效排水。

l控制指令通過數(shù)字量輸出模塊（DO）驅(qū)動(dòng)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(jī)啟動(dòng)/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(dòng)閥門等現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行單元接收并響應(yīng)來自PLC的控制指令，精確執(zhí)行啟動(dòng)、停止、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)、閥門開關(guān)等物理動(dòng)作。

5.執(zhí)行反饋與閉環(huán)：

l狀態(tài)傳感器（如水泵運(yùn)行信號(hào)、閥門到位信號(hào)）實(shí)時(shí)將設(shè)備的實(shí)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(shí)際運(yùn)行效果（響應(yīng)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(yù)期指令目標(biāo)值進(jìn)行實(shí)時(shí)對(duì)照。若發(fā)現(xiàn)執(zhí)行異?；蜻^程量偏離預(yù)期，PLC將立即觸發(fā)報(bào)警，并依據(jù)程序邏輯決定是否采取備用措施（如啟動(dòng)另一臺(tái)水泵）。

6.信息集中與監(jiān)控：

系統(tǒng)運(yùn)行期間的所有關(guān)鍵數(shù)據(jù)——實(shí)時(shí)參數(shù)、設(shè)備狀態(tài)、報(bào)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(jī)。上位機(jī)軟件提供圖形化人機(jī)交互界面，實(shí)現(xiàn)：

l集中監(jiān)視： 以模擬圖、趨勢(shì)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(chǔ)和查詢歷史數(shù)據(jù)與事件記錄。

l遠(yuǎn)程干預(yù)： 授權(quán)人員可進(jìn)行遠(yuǎn)程手動(dòng)操作或修改自動(dòng)控制參數(shù)（如水位設(shè)定值、時(shí)間表）。

l報(bào)警管理： 聲光提示、彈窗報(bào)警、生成報(bào)警日志并通知相關(guān)人員。

礦用排水自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)通過其多層次的控制方式和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)拈]環(huán)控制過程，實(shí)現(xiàn)了對(duì)礦井排水這一關(guān)鍵安全環(huán)節(jié)的自動(dòng)化、智能化管理。它不僅極大地降低了人工操作的勞動(dòng)強(qiáng)度和誤操作風(fēng)險(xiǎn)，更重要的是提升了排水作業(yè)的及時(shí)性、可靠性與經(jīng)濟(jì)性。