[实用新型]一种煤矿井下排水自动化控制系统

说明书

本实用新型公开了一种煤矿井下排水自动化控制系统。包括：第一层设备层，第二层控制层，第三层传输层，第四层管理层。设备层由传感器、执行器、摄像仪组成；控制层由排水控制器组成；传输层由交换机、光缆组成；管理层由上位机、服务器、音响、路由器、内网/公网、手机组成。控制层通过排水控制器与设备层进行数据交换，为设备层内各种设备进行供电。控制层通过排水控制器内置的交换机接入传输层交换机，传输层通过交换机连接管理层上位机和服务器。本实用新型解决传统排水集控系统PLC控制箱和组合开关分离带来的现场接线多、维护量大的问题，具有现场音视频监控、手机APP信息浏览与报警功能，为真正实现井下水泵房无人值守奠定基础。

技术领域

本实用新型涉及排水系统的监测监控领域，尤其涉及到一种煤矿井下排水自动化控制系统。

背景技术

煤矿井下排水系统作为煤矿生产中的主要工作系统之一，在煤矿安全问题中占有重要地位。实现井下排水的自动化控制不仅会提高排水效率，还为矿山的安全生产提供可靠的安全保证。目前，煤矿井下排水系统存在以下问题：井下排水作业采用人工现场操作方式，无法科学、合理地调度排水量和排水时间；井下水泵操作人员要到达现场根据目测液位传感器数值高低来启停水泵，经常出现井下水量突然增大的时候不能及时开启水泵，导致水仓溢水；传统人工控制的排水系统存在可靠度不高、效率低下、检修维护困难的问题，无法做到数据实时监测、记录、上传，出现故障后无法从历史记录中分析及查看，不能满足数字化和信息化的高速发展等问题。

近些年以来，虽有排水集控系统应用，代替了部分人工现场工作，但在实际运行中仍存在一定的问题：采用单一工作原理传感器进行液位监测(多为投入式液位传感器)，受现场水质影响会出现数据不准的情况；采用PLC控制箱和组合开关分别进行逻辑判断和驱动水泵及阀门启停，现场设备多、接线多、不便维护；数据虽然上传至地面集控室工控机，但仅集控室值班人员能看到，管理人员无法及时获悉现场情况。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决传统排水集控系统液位传感器单一易受环境影响，PLC控制箱和组合开关分离带来的现场接线多、维护量大，现场数据及设备状态无法及时被管理人员获悉等问题。

为实现以上目的，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种煤矿井下排水自动化控制系统，系统由四个层次构成，第一层为设备层，第二层为控制层，第三层为传输层，第四层为管理层；

其中，设备层用于采集现场数据传输给控制层，并接收控制层的命令实现设备启停；控制层用于接收设备层数据，进行数据处理、显示，并通过传输层将数据上传给管理层；传输层用于实现控制层和管理层的数据通讯；管理层用于接收控制层经传输层上传的数据，并实现数据存储、显示、发布以及人机交互。

在本实用新型中，设备层包括传感器、执行器和摄像仪，传感器有液位传感器、压力传感器、温度传感器、流量传感器，执行器有电动闸阀、电动球阀和水泵，摄像仪为音视频一体化云台摄像仪；

其中，传感器中采用两种不同测量原理的液位传感器进行水仓液位测量；

在本实用新型中，控制层包括排水控制器；

其中，排水控制器由真空接触器、交换机、综合保护器、PLC、开关电源、后备电池、变压器、触摸屏组成。

在本实用新型中，传输层包括交换机、光缆；

其中，交换机间通过光缆首位相连构成以太环网。

在本实用新型中，管理层由上位机、服务器、音响、路由器、内网/公网、手机组成。

其中，上位机软件采用组态软件，该软件可以将数据通过路由器经过内网/公网发布到手机APP上面，供管理人员查看。该软件结合摄像仪可实现水泵启动的音视频联动。