矿井深处，一套高效、可靠的矿用排水自动化监控系统，是矿山的“生命线”，其核心在于对控制方式的灵活运用和对控制过程的精准执行。该系统融合多种控制形态，确保无论何种环境下，矿井之水皆能服从指令，安全稳定地排出。

矿用排水自动化监控系统采用分层、互补的策略实现控制，其核心控制方式如下：

1.就地手动控制方式：

l定位与作用：作为最基础的控制层级，通常在控制柜或设备本体处设置按钮或开关。

l适用场景：设备调试、紧急情况（如远程或自动系统失效）、特定检修环节。

l特点：操作人员直接在现场操控水泵启停，优先级别最高。此时，自动与远程指令被暂时阻断。

2.远程手动控制方式：

l定位与作用：操作人员在中控室上位机监控软件界面上，通过清晰的图形化按钮进行操作。

l实现路径：指令经由工业以太网或专用总线下达至现场PLC（可编程逻辑控制器），PLC继而驱动继电器、接触器等执行机构动作。

l适用场景：日常巡检、系统维护、异常工况的应急干预或自动化流程的短暂介入调整。

3.自动控制方式：

l定位与作用：系统的核心与常态运行模式，依据既定逻辑自主运作。

l决策核心：位于井下的PLC承担关键角色，依据预设程序接收传感器信号并作出判断。

l控制算法支撑：核心逻辑包括：

u水位阈值联动泵控：设定多个警戒水位点（如启动水位、增泵水位、减泵水位、高限报警水位）。PLC实时比较水仓水位测量值与设定值，精确触发相应水泵的启动、停止或切换序列。

u避峰填谷调度：PLC内嵌计时功能或接收上位机时间设定，结合电网分时电价策略，智能调度水泵在电价低谷时段密集运行，高峰时段减少运行。

u多泵轮换与均衡：程序自动记录各水泵运行时长，确保水泵群累计工作时间均衡，有效延长设备整体寿命，避免单泵过度损耗。

l智能协同：自动控制常整合多种因素（如水位、时间、能耗、设备状态）进行综合决策，实现系统整体运行的最优化。

矿用排水自动化监控系统运行的核心在于其闭环控制流程，保障着地下涌水被及时、有序地排出矿井：

1.数据采集：

l遍布水仓的关键水位传感器持续测量水位深度；

l每台水泵配备的压力传感器监测出水压力；

l流量计精确计量排水量；

l温度传感器守护水泵电机轴承与绕组；

l振动传感器捕捉设备异常震动；

l“开/关”状态传感器反馈水泵、阀门等执行机构的实时位置；

l电力参数模块监控水泵运行电流、电压、功率等关键电气指标。

l这些数据通过现场总线或工业以太网实时传输至PLC。

2.数据分析与逻辑判断：

PLC接收海量实时数据，依据预先烧录于其存储器的控制程序进行高速运算与逻辑判断。核心判断依据主要包括：

l水仓当前水位与预设各级别阈值的实时比对结果。

l当前时刻是否处于预设的低电价运行窗口期。

l各台水泵的健康状况（是否告警、是否被人工锁定禁用）。

l各台水泵的累计运行时间数据（用于轮换决策）。

l系统当前运行模式（自动、远程手动、就地手动）。

l电网供电状态是否正常稳定。

3.控制指令生成与下达：

基于分析判断结果，PLC内部生成精确的控制指令序列。典型逻辑输出示例：

l若水位超过“启动水位”且处于自动模式、无设备故障、非用电高峰，则自动启动序列中等待轮转的水泵。

l若水位持续上升越过“增开水泵水位”，则按顺序增开备用泵。

l若水位回落至“停止水位”以下，则调度当前运行的水泵依次停止。

l若检测到某水泵电机温度超高或振动剧烈，立即发出停止指令并触发报警。

l到达预设的低电价时段起点，PLC自动启动可运行水泵进行高效排水。

l控制指令通过数字量输出模块（DO）驱动继电器、接触器，或通过模拟量输出模块（AO）调节变频器频率，最终控制水泵电机启动/停止、调节转速、阀门开闭等操作。

4.设备执行：水泵、电动阀门等现场执行单元接收并响应来自PLC的控制指令，精确执行启动、停止、转速调节、阀门开关等物理动作。

5.执行反馈与闭环：

l状态传感器（如水泵运行信号、阀门到位信号）实时将设备的实际执行状态反馈给PLC。

l流量、压力、水位等过程量传感器持续将排水系统的实际运行效果（响应结果）反馈给PLC。

lPLC将采集到的设备状态、过程参数与预期指令目标值进行实时对照。若发现执行异常或过程量偏离预期，PLC将立即触发报警，并依据程序逻辑决定是否采取备用措施（如启动另一台水泵）。

6.信息集中与监控：

系统运行期间的所有关键数据——实时参数、设备状态、报警信息、操作记录——均通过通信网络传输至位于地面的中央监控室上位机。上位机软件提供图形化人机交互界面，实现：

l集中监视：以模拟图、趋势曲线、表格等形式直观展示全系统状态。

l历史追溯：存储和查询历史数据与事件记录。

l远程干预：授权人员可进行远程手动操作或修改自动控制参数（如水位设定值、时间表）。

l报警管理：声光提示、弹窗报警、生成报警日志并通知相关人员。

矿用排水自动化监控系统通过其多层次的控制方式和严谨的闭环控制过程，实现了对矿井排水这一关键安全环节的自动化、智能化管理。它不仅极大地降低了人工操作的劳动强度和误操作风险，更重要的是提升了排水作业的及时性、可靠性与经济性。