基于效率优先下的煤矿主排水自动化控制系统

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秋云

通　用

22煤 矿井下排水系统担负着排出井下积水的重要

任务，是矿井安全生产的保障。而矿井主排水

设备是煤矿的用电大户，特别是涌水量特大的矿井，

耗电量约占全矿耗电量的 50%，甚至更多，所以排水

设备运行效率的高低，直接影响全矿的耗电量[1]。为

此，本着以安全生产及节能降耗为控制目标，设计了

优先启动高效率水泵的方案，在避峰填谷的基础上，

进一步优化设备运行效率，节约能源，有效降低吨水

排出费用。

1　主排水自动化控制系统组成

1.1　系统硬件组成

系统硬件结构采用现场层、控制层和管理层组成

的三级网络体系，实现排水系统的自动化控制，排水

控制系统结构见图 1。

(1) 现场层　主要利用远程 I/O 实现 1 台就地箱

控制 1 台水泵。就地控制箱内安装有 ET200M 模块化

DP 从站，并扩展数字量输入输出模块以及模拟量输

入模块。就地控制箱内模块主要用来输入球阀与闸阀

等到位信号，输出球阀、闸阀及合闸等控制信号，并

采集压力、负压、吸水井液位、水泵和电动机的轴温

等模拟量信号。

(2) 控制层　即利用触摸屏来实现对 5 台水泵的

集中控制，PLC 选用 CPU315-2DP 模块，同时配置数

字量输入输出模块、CP340 串口通信模块及 CP343-1

以太网模块。其中 CPU 模块的 MPI 接口与施奈德触

摸屏连接，DP 接口与 5 台就地箱连接实现 Profibus-

DP 现场总线，用来实现数据的上传和下达，完成逻

辑处理和控制任务。利用串口通信 RS485 接口与水泵基于效率优先下的煤矿主排水

自动化控制系统

胡泳军*　卞绍顺　赵　强

中国矿业大学信息与电气工程学院　江苏徐州　221008

摘要：根据某煤矿井下泵房排水工程自动化监控系统的实际应用，介绍了该系统的组成、功能以及应用，由水仓水位、矿井用电信息以及水泵效率等因素设计了多种运行方式。主要阐述了根据水泵效率这一参数来启动水泵的方法。该系统能合理调度水泵运行，具有自动化程度高、运行费用低及工作可靠等特点，并提供及时的报警及检修报告。

关键词：煤矿；主排水泵；综合自动化；效率优化

中图分类号：TD442 　　 　 文献标识码：B　　 　 论文编号：1001-3954(2010)20-0022-04 Automation control system for main drainage in collieries based on

priority of effi ciency

HU Y ongjun BIAN Shaoshun ZHAO Qiang

School of Information & Electrical Engineering, China University of Mining & Technology,

Xuzhou 221008, Jiangsu, China

Abstract：According to the practical application of automation monitoring system for central main drainage pump used in an underground colliery, the system construction, function and application were introduced, and various operation methods were designed considering tank level, electricity status and water pump effi ciency.

Among which, the method of starting pump according to pump effi ciency was mainly elaborated. The system has some advantages such as high automation degree, low operation cost and reliable operation, and can rea-sonably dispatch pump operation as well as provide timely alarm and maintenance reports.

Keywords：colliery; main drainage pump; integrated automation; effi ciency optimization

*作者简介：胡泳军，男，1963 年生，博士，副教授，主要研

究方向为电气控制及自动化。

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[3]　刘　楷，周　海 ．深入浅出西门子 S7-300 PLC [M]．北京：

北京航空航天大学出版社，2004：50-80．

[4]　方清华．离心泵效率测定的不确定度评定 [J]．化工设备与管

道，2009(2)：32-33．

GFGFGFGFGFGFGFGFGFGFGFGFGFGFGFGFGFGFGFGFGFGFGFGF

部分预合金铁粉在大型重载机械

零件堆焊修复中的应用研究

*

李国平1, 2　邹宗树1　陈　文2, 3

1

东北大学材料与冶金学院　辽宁沈阳　110004

2

莱芜职业技术学院粉末冶金学院3

莱芜绿得表面工程有限公司

摘要：以部分预合金铁粉为主要材料研制了一种新型堆焊材料，并对某厂大型传动轴进行了堆焊修复。现场试验表明，堆焊材料具有良好的使用性能，维修成本低，使用寿命长，能够满足使用要求。

关键词：部分预合金铁粉；药芯焊丝；堆焊修复

中图分类号：TG423 　　 　 文献标识码：A 　　 　 论文编号：1001-3954(2010)20-0025-04

Research on application of partially pre-alloyed iron powder to build-up

welding repair for large heavy-loaded mechanical parts

LI Guoping 1, 2 ZOU Zongshu 1 CHEN Wen 2, 3

1

chool of Materials & Metallurgy, Northeastern University, Shenyang 110004, Liaoning, China

2

School of Powder Metallurgy, Laiwu V ocational & Technical College

3

Laiwu Lvde Surface Engineering Co., Ltd.

Abstract ：A new kind of build-up welding material was designed whose main component was partially pre-al-loyed iron powder , and it was applied to the build-up welding repair for large transmission shaft. The fi eld test shows that the new material possesses such advantages as excellent usability, low repair cost and long lifespan as well as can meet the employment requirements. Keywords ：partially pre-alloyed iron powder; fl ux-cored wire; build-up welding repair

在

现代工业生产中，特别是机械、冶金、矿山、 石油、化工及电力等行业，大型重载机械设备的使用愈来愈多。强动力与高速度传动使部分机械部件磨损消耗很大，主要部件传动轴 (如电动机轴、变速机轴、高炉风机轴及发电机轴等) 的磨损消耗是一个亟待解决的难题。磨损后的轴，常因其精度无法达到使用要求，并且修复难度极大而报废。一根大型动力轴价值从几万元到几百万元不等，而且制造周期

长，加工工艺复杂，材料和能源消耗大。采用堆焊技术对此类零件进行修复，不仅成本低，而且能提高其使用寿命，提高机械作业率，是一种有效的经济技术措施[1-2]。笔者采用部分预合金铁粉为主要材料制备了一种堆焊用材料，对某厂严重磨损的大型减速机传动轴进行堆焊修复，取得了良好的效果。

1　堆焊材料设计

1.1　采用部分预合金铁粉作为堆焊材料

部分预合金铁粉是由瑞典赫格纳斯公司研制的，

*作者简介：李国平，男，1972 年生，硕士，讲师，主要从事金属材料、粉末冶金材料的教学与研究工作。

[5]　李世煌．水泵设计教程 [M]．北京：机械工业出版社，1990：

20-65. □

(收稿日期：2010-06-21)(修改稿日期：2010-08-10)