摘 要 根據義橋煤礦用水規律，在水源井水塔頂部安裝壓力變送器與PID 調節器，實(shí)現用水壓反饋信號，動(dòng)態(tài)調節潛水泵的運轉速度，保證整個(gè)供水系統的恒壓供水，有利于設備平穩運行，減少設備啟停次數，減少了停水現象的發(fā)生。
1 義橋煤礦給水系統介紹及水源井供水存在的問(wèn)題根據義橋煤礦生產(chǎn)、生活及消防用水特點(diǎn)，按水質(zhì)水壓要求，在建礦設計初期，分成兩個(gè)供水系統：（1）生活消防給水系統，由水源井供水至日用生活消防水池，然后經(jīng)過(guò)加壓設備供生活用水和地面消防用水；（2）生產(chǎn)供水系統，礦井水自井下排至礦井水處理站，處理后供井下消防用水、防火灌漿用水、煤壁注水和地面生產(chǎn)系統用水等。
隨著(zhù)義橋煤礦發(fā)展，人員不斷增加，生活區面積不斷擴大，生活用水需求不斷增加，水源井供水日益緊張，造成水源井水泵頻繁啟停，多次造成設備損壞，由于停水給廣大職工生活帶來(lái)很大不便。義橋煤礦水源井原使用浮球液位儀控制高低水位，這種控制方式采用低水位啟動(dòng)潛水泵，高水位停止潛水泵。由于礦井日常生產(chǎn)、生活用水負荷波動(dòng)大，管阻水壓變化快等因素，原控制方式不能實(shí)現供水和用水之間的動(dòng)態(tài)平衡，存在電能、水資源浪費，水泵、控制設備頻繁啟停易造成設備損壞等缺點(diǎn)。
2 義橋煤礦水源井自動(dòng)控制系統改造
2.1 改造原理
壓力變送器用于測量液體、氣體或蒸汽的液位、密度和壓力，然后將壓力信號轉變成4-20mADC 信號輸出。主要有電容式壓力變送器和擴散硅壓力變送器，陶瓷壓力變送器，應變式壓力變送器等。介質(zhì)壓力直接作用于敏感膜片上，分布于敏感膜片上的電阻組成的惠斯通電橋，利用壓阻效應實(shí)現了壓力量向電信號的轉換，通過(guò)電子線(xiàn)路將敏感元件產(chǎn)生的毫伏信號放大為工業(yè)標準信號。
PID 調節器以其結構簡(jiǎn)單、穩定性好、工作可靠、調整方便而成為工業(yè)控制的主要技術(shù)之一。當被控對象的結構和參數不能完全掌握，或得不到精que的數學(xué)模型時(shí)，系統控制器的結構和參數必須依靠經(jīng)驗和現場(chǎng)調試來(lái)確定，這時(shí)應用PID 控制技術(shù)#為方便。即當不完全了解一個(gè)系統和被控對象﹐或不能通過(guò)有效地測量手段來(lái)獲得系統參數時(shí)，#適合用PID 控制技術(shù)。PID 控制，實(shí)際中也有PI 和PD 控制。PID 控制器就是根據系統的誤差，利用比例、積分、微分計算出控制量進(jìn)行控制的。
通過(guò)在水源井水塔上方安設壓力變送器獲得管網(wǎng)水壓，實(shí)時(shí)電信號通過(guò)二芯線(xiàn)傳輸給PID 調節器，PID 調節器經(jīng)過(guò)數據處理，將4~20mA 的標準信號轉化為0~10V 的電壓信號供給變頻器內置的PLC，經(jīng)內置PLC 運算后，獲得水壓差值對應的頻率值，調整變頻器輸出的電壓頻率直接作用在電機上，控制潛水泵電機的轉速。在水源井水塔頂部安設的壓力變送器工作電壓是直流24V，且電源線(xiàn)同時(shí)兼傳輸線(xiàn)，節省了控制線(xiàn)，24V 電壓屬于安全電壓，確保了水塔上安設的壓力變送器的安全使用。
2.2 改造后的成果
通過(guò)現場(chǎng)查看，仔細研究整個(gè)義橋煤礦用水規律，在水源井水塔頂部安裝壓力變送器與PID 調節器，實(shí)現用水負荷波動(dòng)形成的水壓反饋信號，動(dòng)態(tài)調節潛水泵的運轉速度，保證整個(gè)供水系統的恒壓供水，從而減少了電能、水資源浪費，有利于設備平穩運行，減少設備啟停次數，減少了停水影響的發(fā)生。改后實(shí)現了水源井恒壓供水，降低了水源井水泵的維修量，提高了水泵使用壽命。改造前每年換潛水泵2 臺，每臺3650 元，改造后每年節約設備費用7300 元；改造前每天用電費405 元，改造后每天節約電費81 元。每年節約電費30000 元左右。
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