,,

摘要根據(jù)義橋煤礦用水規(guī)律，在水源井水塔頂部安裝壓力變送器與PID 調節(jié)器，實現(xiàn)用水壓反饋信號，動態(tài)調節(jié)潛水泵的運轉速度，保證整個供水系統(tǒng)的恒壓供水，有利于設備平穩(wěn)運行，減少設備啟停次數(shù)，減少了停水現(xiàn)象的發(fā)生。

1 義橋煤礦給水系統(tǒng)介紹及水源井供水存在的問題根據(jù)義橋煤礦生產、生活及消防用水特點，按水質水壓要求，在建礦設計初期，分成兩個供水系統(tǒng)：（1）生活消防給水系統(tǒng)，由水源井供水至日用生活消防水池，然后經(jīng)過加壓設備供生活用水和地面消防用水；（2）生產供水系統(tǒng)，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系統(tǒng)用水等。

隨著義橋煤礦發(fā)展，人員不斷增加，生活區(qū)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潛水泵，高水位停止?jié)撍谩Ｓ捎诘V井日常生產、生活用水負荷波動大，管阻水壓變化快等因素，原控制方式不能實現(xiàn)供水和用水之間的動態(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。

2 義橋煤礦水源井自動控制系統(tǒng)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，利用壓阻效應實現(xiàn)了壓力量向電信號的轉換，通過電子線路將敏感元件產生的毫伏信號放大為工業(yè)標準信號。

PID 調節(jié)器以其結構簡單、穩(wěn)定性好、工作可靠、調整方便而成為工業(yè)控制的主要技術之一。當被控對象的結構和參數(shù)不能完全掌握，或得不到精que的數(shù)學模型時，系統(tǒng)控制器的結構和參數(shù)必須依靠經(jīng)驗和現(xiàn)場調試來確定，這時應用PID 控制技術#為方便。即當不完全了解一個系統(tǒng)和被控對象﹐或不能通過有效地測量手段來獲得系統(tǒng)參數(shù)時，#適合用PID 控制技術。PID 控制，實際中也有PI 和PD 控制。PID 控制器就是根據(jù)系統(tǒng)的誤差，利用比例、積分、微分計算出控制量進行控制的。

通過在水源井水塔上方安設壓力變送器獲得管網(wǎng)水壓，實時電信號通過二芯線傳輸給PID 調節(jié)器，PID 調節(jié)器經(jīng)過數(shù)據(jù)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，且電源線同時兼?zhèn)鬏斁€，節(jié)省了控制線，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
通過現(xiàn)場查看，仔細研究整個義橋煤礦用水規(guī)律，在水源井水塔頂部安裝壓力變送器與PID 調節(jié)器，實現(xiàn)用水負荷波動形成的水壓反饋信號，動態(tài)調節(jié)潛水泵的運轉速度，保證整個供水系統(tǒng)的恒壓供水，從而減少了電能、水資源浪費，有利于設備平穩(wěn)運行，減少設備啟停次數(shù)，減少了停水影響的發(fā)生。改后實現(xiàn)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(jié)約設備費用7300 元；改造前每天用電費405 元，改造后每天節(jié)約電費81 元。每年節(jié)約電費30000 元左右。