自动排水装置电路设计

A. 地下室智能排水解决方案，应该怎么设计

建立局部排水系统，这是什么意思呢?在没有下水管道的地方建立局部系统就意味着将洁具中的水通过管道引到重力流的管网也就是市政排污管道中，这样有来有往，一个循环就是建立起了一个局部的排水系统了。
对于地下室的空间来说，这种局部系统是很常见，或者可以说是必须的，像是卫生间的排水系统就意味着利用污水提升器将马桶，淋浴，洗手池的污水提升运输到就近的主排污管道中，从而实现从从低处往高处流到从高处往低处流，污水提升器就能帮助卫生间形成一个局部的排水系统，让地下室的排水效率更高，排水环境更好，避免异味的散发。
而对于地下室厨房的空间来说，污水提升器的工作原理是相同的，但是由于厨房中的油污杂物较多，因此采用大摆锤的控制方式或是大的过流直径和大的气压感应套管，这种方式能有效避免油污堵塞排水通道或是堵塞气管，避免造成排水的异常举尺键。
对于地下室又有厨房，又有卫生间，又有洗衣房等大排量排水的空间，我们就会采用像是Kompaktboy这种55L或以上的排水机器，在保证顺畅排水的同时也要能保证排水的及时性，并且单独的控制器还可以调节启停液位困缺和报警液位，更加个性化的排水方案，也是这种排正巧水方式流行的原因之一。
污水提升器就位后，局部的排水系统就轻松建立起来了。

B. 煤矿自动化排水系统设计及应用

文章从煤矿井下自动化排水系统的构成出发，结合自动化排水系统的应用实效，详细阐述了井下主排水泵房自动化排水系统控制器及监控系弯郑枯统的功能，简单介绍了中转水仓及分散小水窝自动化排水的现状。同时结合煤矿智能化建设的发展情况，提出了设备健康状况分析系统、水情监测系统的方案，提出了主排水泵房提高设备使用效率的方法，旨在为智能矿山的建设提供一定的指导建议。
在煤炭行业中，涌水量大的矿井占很大的比例，排水系统的安全可靠运行与矿井安全生产有着直接关系。目前，传统煤矿还坚持使用手动起停设备和人工监视的排水系统，自动化程度低、应急能力差，存在很大的安全隐患，同时为了完全覆盖井下排水地点，岗位工人数较多，劳动效率低。随着煤炭行业产能过剩的形势日趋严重，安全生产更是受到社会的普遍关注，当前科技进步迅速，在工业化信息化融合的时代背景下，实现无人值守自动化排水，是实现智能矿山的重要环节。实现主丛喊排水泵房无人值守，中转水仓以及离散小水窝自动排水，同时对排水设备运行状态进行监测，埋洞对能耗进行分析，对设备本身健康情况进行智能诊断，为设备的维护提供预防性检修计划，提高设备的使用寿命，减少故障率是未来智能矿井发展方向和必然趋势［1－3］。
1锦界煤矿水文条件及排水系统概述
锦界煤矿井田主要含水层有松散层孔隙潜水（沙层水）和直罗组孔隙裂隙承压含水层（风化岩水层）共两层含水层，前者包括河谷冲积层潜水和萨拉乌苏组潜水。局部区域存在烧变岩孔洞裂隙潜水。目前正常矿井涌水量为3700m3／h左右。涌水量主要构成如下：各综采工作面700m3／h左右、采空区1500m3／h左右、各个备用工作面探放水1500m3左右、以及各井筒大巷少量涌水。矿井设有2个中央主排水泵房，4个盘区排水泵房，2个潜排水泵房。根据现有主排水系统及管路设备，目前全矿排水能力为13300m3／h，可以满足矿井现有涌水量设防要求，并有较大的富余量。
2井下自动化排水系统
2.1主排水泵房自动化排水系统主排水泵房是煤矿井下排水系统的核心，为整个矿井排水系统提供动力。本文设备配置以锦界煤矿为依据，主排水泵房每台耐磨离心泵均配备大功率三相异步电动机、出水电动闸阀、排真空电动球阀以及压力传感器、真空度传感器等自动化设备。同时为了保证离心式水泵正常运转，矿井均配备排空气设备或制定专门方案。煤矿排水综合自动化系统主要对模拟量数据和数字量数据进行自动地采集和检测。模拟量检测的数据主要包括水仓水位、电机工作电流、水泵轴温、电机温度、三趟排水管流量等。数字量检测的数据主要包括水泵高压启动柜真空断路器和电抗器柜真空接触器的状态、电动阀的工作状态与启闭位置、真空泵工作状态、电磁阀状态、水泵吸水管真空度及水泵出水口压力等。
以上数据的采集主要由PIC实现，传感器将模拟量数据传输给PLC，然后PLC对数据进行相应的计算处理，依据相关因素，判断出煤矿涌水量，以此来对水泵的开停进行控制。其余的一些模拟量数据大多是用来对自动控制系统的运行情况进行监督的，以便在系统运行出现故障时，及时的反馈信息，使系统及时的进行相关调整，避免损坏水泵和电机。各种的数据量信息被采集到PLC中之后，作为相关逻辑处理的条件和依据，对水泵的运行情况进行控制。在整个过程中，具体的处理方法是将模拟量信号在合适的采样定律下转换成数字信号，然后通过PLC对其进行的相应处理，从而实现对水泵的自动化控制［4，5］。
2.1.1主控系统主排水泵房主控系统由PLC控制器、I／O设备及各类传感器组成。自动化排水系统具备以下功能：①通过水位传感器实时监控水仓水位情况，控制器根据设置的高低水位发出起泵、停泵指令，并根据水位上涨和下降情况调整运行水泵数量；②根据设备均匀磨损的原则对工作、备用水泵进行切换，防止水泵由于长期闲置造成电机受潮等情况；③主排水泵控制系统具备一键起停功能，同时满足就地一键起停、远程一键起停、检修等多种控制方式；④系统具备过载保护、短路保护、缺相保护、欠压释放、过力矩保护及相序自动纠正等电机保护功能，具有水泵流量、压力保护功能［8，9］。
2.1.2监控系统自动排水监控系统是主排水泵房的中枢指挥，通过矿井环网实现主排水泵的数据上传与地面远程监控，实现了数据共享。为实现无人值守水泵房，基于锦界煤矿主排水泵房监控系统的应用实效与工程经验，水泵房监控系统应具备如下功能［6，7］：①水仓实时水位的在线监测，要求误差不超过01m；②主排水泵运行时的各种参数在线监测，如水泵运行状态，电机工作电压、工作电流，电动闸阀、电动球阀的开启状态，出水管的实时压力等；③排水管路安装流量计，监测管路瞬时流量和累计流量，可以监测排水管路的利用情况；④具备历史数据查询，运行时的实时监测数据均可存储于历史数据库中，实现历史回显，历史趋势分析等功能；⑤具备模拟值超限报警功能，同时将故障信息存储于报警记录历史数据中；同时可将故障信息推送至相关人员；
⑥具有系统故障自诊断功能；⑦监控软件具有人机界面友好，操作简单直接，权限按需管理及动态画面直观显示等特点；⑧保证系统运行可靠、故障率低、维护方便、组态修改简便。煤矿排水综合自动化系统主要对模拟量数据和数字量数据进行自动地采集和检测。模拟量检测的数据主要包括水仓水位、电机工作电流、水泵轴温、电机温度、三趟排水管流量等。数字量检测的数据主要包括水泵高压启动柜真空断路器和电抗器柜真空接触器的状态、电动阀的工作状态与启闭位置、真空泵工作状态、电磁阀状态、水泵吸水管真空度及水泵出水口压力等。以上数据的采集主要由PIC实现，传感器将书模拟量数据传输给PLC，然后PLC对数据进行相应的计算处理，依据相关因素，判断出煤矿涌水量，以此来对水泵的开停进行控制。其余的一些模拟量数据大多是用来对自动控制系统的运行情况进行监督的，以便在系统运行出现故障时，及时的反馈信息，使系统及时的进行相关调整，避免损坏水泵和电机。各种的数据量信息被采集到PLC中之后，作为相关逻辑处理的条件和依据，对水泵的运行情况进行控制。
2.1.3设备健康状况分析智能矿山是现代矿井发展的必然趋势，排水设备智能诊断是排水设备智能化的关键环节，了解设备实时运行及设备本身健康状况等信息是水泵房实现无人值守的前提条件。在水泵及电机上安装多维智能传感器，采用无线信号传输模式，实时监测水泵、电机的振动和温度（定子温度和轴温）等参数，并且建立电机及设备重要部件振动、声音、温度的频谱分析，提取故障判断特征量，根据特征量的大小进行分级报警，对电机潜在的机械损伤进行探测和预警，同时预测设备状况的发展趋势。传感器综合分站可采用蓝牙等无线通讯方式与检修人员手持终端连接，检修人员在靠近设备后即可读取设备的运行状态及健康状况，同时分站可将设备的报警、预警、检修、更换等信息直接推送至检修人员。
2.1.4排水系统能耗分析矿井主排水泵房均配有盘区变电所，实现自动化排水系统与变电所数据交互，通过智能分析，采用“削峰填谷”的用电原则，合理安排水泵运行时间，使水泵尽量在负荷低谷处运行，减少日负荷曲线的波动，减少电力线路的有功损失和无功损耗，节约电费。锦界煤矿中央2号水泵房水泵运行表见表1。排水管路在长期使用后会在管壁发生结垢现象，增加了管路的阻力，间接减小了管路流量，通过主排水泵房进水、出水管路上安装的流量计，对排水管路流量进行实时监测，数据后台分析，可以了解管路结垢的具体情况，对及时清除管路结垢，提高管路运行效率具有指导意义。锦界煤矿通过管路流量监测结合数据分析及时清理管路结垢，见表2。改善管路结垢情况后，水泵效率得到提升，吨水百米能耗提高5％左右。排水管路在长期使用后会在管壁发生结垢现象，增加了管路的阻力，间接减小了管路流量，通过主排水泵房进水、出水管路上安装的流量计，对排水管路流量进行实时监测，数据后台分析，可以了解管路结垢的具体情况，对及时清除管路结垢，提高管路运行效率具有指导意义。
2.2中转水仓、分散小水窝自动化排水
井下中转水仓担负着沿线排水过渡和补充排水动力的作用，传统煤矿仍设置岗位工对中转水仓水泵进行就地操作，劳动效率低。受巷道高度的影响，负压吸水罐自动排水装置的应用效果较差，目前中转水仓自动化排水通常配有离心式水泵、电动闸阀、注水排气电磁阀等自动化设备，在设计初期考虑管路与水泵相适应，提高水泵工况点的运行效率。从实际应用实效来看，注水电磁阀频繁起动，寿命较短，直接影响水泵的正常运行，因此需合理设置水泵起停高低水位，避免水泵频繁启动。井下分散小水泵主要靠水位探头开关量起停磁力启动器进行控制，由于井下分散小水窝设置较多，考虑设备的更新较频繁，组态画面无法及时更新，锦界煤矿依据设备的使用及位置制作电子标签，做到设备即接即显。
3井下水情监测分析系统
水害治理一直是矿井防治水的重点工作，目前矿排水系统不能直观体现井下水情变化的实际情况，如图1所示，通过对矿井采空区水位及入水、出水口增设水位及流量传感器，对井下回风巷道和泄水巷道的出水管路安装流量器，对矿井水情进行实时监测，系统提供矿井水情的趋势分析，通过先进物联网技术，实现矿井智能化联合排水，并为防治水工作提供决策性参考。水情监测系统除了能采集各监测点的水位，压力，水泵状态等信息外，还需具有继电输出功能，通过控制开关来起停水泵和发送报警预警的功能，实现水情监测的动态性、实时性、交互性。水情监测系统功能功能结构如图2所示，水情监测系统可绘制水情实时趋势曲线、历史趋势曲线，自动生成各类报表。
4结语
在介绍了煤矿自动化排水系统所具有的特点的基础上，又对自动化排水系统各部分工作的原理进行了研究，明确了煤矿自动化排水系统的工作原理，同时凸显出了在煤矿中应用自动化排水系统的优势及意义，以此来说明在煤矿中实施自动化排水的重要性以及必要性。锦界煤矿通过完善井下自动化排水监控系统实现主排水泵房、中转水仓及小水窝无人值守。在实现无人值守的基础上，进行矿井水情监测，提出矿井联合排水的方案。同时通过管路排水情况监测和合理安排水泵运行时间段，提高水泵运行效率，并及时处理水管结垢现象，提高管路运行效率，可降低吨水百米能耗5％左右。

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C. 一台380V电机,交流接触器,热继电器,浮球开关控制排水,水位低自停接线图

高水位时电动机的停止供水过程图5-12和图5-13所示为高水位时电动机的停止供水过程。

当水位处于电极BL1以上时，由于水的导电性，各电极之间处于通路状态。

8V交流电压经桥式整流电路UR整流后，为液位继电器KA1线圈供电，其常开触点KA1-1闭合；常闭触点KA1-2断开，使辅助继电器KA2线圈失电。

辅助继电器KA2线圈失电，常开触点KA2-1复位断开。

交流接触器KM线圈失电，常开主触点KM-1复位断开。

电动机切断三相电源，停止运转，供水作业停止。

(3)自动排水装置电路设计扩展阅读

热继电器一种热保护元器件，通常用它来保护电动机回路的过电流。

它的原理是：主回路电流流经其内部双金属片，当电流超过其设定值时双金属片发热变形，变形的双金属片带动辅助触点机构动作，辅助触点闭点串入二次回路，二次回路断电，接触器线圈释放，切断故障电机电源。

很多新接触热继电器的技术人员经常会有一个误区，认为热继电器动作是其内部主回路切断了电流。实际上热继电器的主回路是不会断开的，它的保护功能全靠辅助触点输出的信号来供控制回路逻辑动作。

因热继电器结构简单耐用，价格低廉，调整便捷，至今在电动机回路中仍然是主流保护装置。

D. 自动排水

浮球控制是靠浮球打开，水位下降后靠水吸力复位，间隔时间靠进水量控制。

缺点是水量较小时复位不准。同时容易漏水。

E. 自动排水器原理

工作原理
自动排水器里面有一个空气瓶<相当于一个气球>，无水状态、在气压回作用下，空气答瓶堵住出水口。

水在排水器里累积，达到一定水位之后，浮力大于空气压力，空气瓶上浮，排水口打开，水在气压作用下排出，同时浮力减小，空气瓶下降堵住排水口。

F. 风泵自动排水装置原理

该风泵自动阀门排水系统装置由球阀租圆扮、浮球、气动马达、机械阀门、分配器等 构成。 2.2 装置运转原理,该弊灶装置共使用两台风泵,形成主腔唤辅泵模式。 (1)正常情况下,主泵的气动马达处于关闭状态,当水位上升到指定位置时, 浮球带动杠杆启动 1#机械阀,气动信号传输至气动马达,气动马达运转导致球阀 开启,风泵启动,开始抽水。

G. 自动排水器的工作原理及安装步骤

相信大家都见过自动排水器在我们生活周边的应用， 自动排水器 用于自动排除管道低处、油水分离器、气罐及各种过滤器底部等处的冷凝水。可安装于不便进行人工排污水的地方，如高处、低处、狭窄处。并可防止人工排水被遗忘而造成压缩空气被冷凝水重新污染。接下来让我们一起学习一下关于 自动排水器 的工作原理及安装步骤。希望能够帮助到有这方面需求的朋友们！

自动排水器介绍

自动排水器用于自动排除管道低处、油水分离器、气罐及各种过滤器底部等处的冷凝水。可安装于不便进行人工排污水的地方，如高处、低处、狭窄处。并可防止人工排水被遗忘而造成压缩空气被冷凝水重新污染。

自动排水器工作原理

自动排水器里面有一个空气瓶，无水状态、在气压作用下，空气瓶堵住出水口。

水在排水器里累积，达到一定水位之后，浮力大于空气压力，空气瓶上浮，排水口打开，水在气压作用下排出，同时浮力减小，空气瓶下降堵住排水口。

电子的和物理的自动排水器

自动排水器有电子的和物理的，电子排水器的原理是：电磁阀控制阀门的开和关，可以通过设置上面的开关调节自动排水开启的时间和周期。

物理的排水器，就是靠排水器里的浮标的浮力来开启排水器。排水器里的液面上升，浮标上升，阀门就自动开启了

电子式自动排水器

电子式自动排水阀以类比电路固态电子计时器与电磁阀相匹配，实现压缩空气系统冷凝水的定时自动排放。广泛应用于筛检程式、分离器、乾燥机、储气罐、滴水脚等压缩空气系统部件，排放时间与间隔时间可根据不同需要进行调节排放时间以及间隔时间。

自动排水器安装步骤

第一步：在你开始安装之前应该要做的事是把清洁压缩空气系统里打扫干净，这一步做好了对于我们后面的安装有很大的帮助。

第二步：在你安装的时候应该注意机器上阀体上面箭头的具体指向，还有出水口千万不要用不抗气流冲击的软管来连接，不让你当你安装完成开始使用一段时间以后你就会发现你的水排不出去了，此时应该就是这个软管脱离了。

第三步：注意你接入自动排水器的电压大小应该与自动排水器上的额定电压一样，大概也行，但是不能太低也不能高于，最多就是小于等于了。而且如果你使用直流电的话，那你接入的正极必须得与自动排水器上的接头“1”连接。

第四步：如果是出厂的时候就已经接好的排水阀门的话，那我们我们就应该要明白的是此时自动排水器上的褐色导线为火线L，蓝色导线为零线N，黄绿双色的是需要我们完成安装后连接的地线GND。

第五步：为了防止接线盒上的长螺钉进水烧毁，我们必须得把长螺钉好好拧紧。这里给点自动排水器安装小提示，安装前电源必须为断开状态，还有就是压缩空气得保证完全排空即此时自动排水器中属于零压力状态下。

编辑总结：其实它的安装方法并不是特别难，主要在于安装之前了解关于安装它的一些常识就好，知道了这些小常识后我相信自动排水器的安装已不再是那么的难了，不过鉴于安全以及使用寿命的问题，我个人还是比较觉得找个专业的师傅或者自动排水器安装公司来给你全程安装处理要好一点，这样不仅安全问题得到了解决，重要的是有了安装售后服务的我们以后再也不用担心哪天自动排水器突然不排水了或者哪儿断了出问题了，如果出问题直接给他们安装的人员打电话，说清楚问题后我们的问题就会有人来解决了，这样对于忙碌的人群来说可以省下不少的事呢!

H. 厕所自动冲水系统的电路

装置由三件套（探测器，主控器，放水机构）组成。

一主要技术参数：

1探测器：

输入电压：DC12V

探测角度：左右80°；前后20°

探测距离：4M（25℃）

装方式：（1）嵌入吸顶式；（2）壁挂式；（3）吊顶式，共三种形式，适应任何复杂建筑风格或者装修有吊顶厕所安装需要。

2主控制器：

入电压：AC220V50Hz

输出电压：DC12V8W

放水前时间：30秒～30分钟（分十档可调）

放水时间：5秒～120秒（分十档可调）

功能设置：“限时”和“省节”放水两种方式（在时间段选择后，确定功能）。

体积：195×160×80

★关于“限时功能”与“省水功能”

1限时功能：当有人入厕后，装置收到第一个信号开始计时。在设定的时间段到放水；如：设定时间为10分钟，则从第一个入厕人员信号开始计时，10分钟到后，自动冲水。这段时间内，来多少入厕人员，均到10分钟放水。

2省水功能：相对“限时”而言，当有人入厕后，装置收到第一个信号开始，在设定的时间内，如果又有人员入厕，装置放水时间顺延，直到顺延时间段内，无人员入厕，装置自动放水。例：装置设定放水前时间为10分钟，则从第一个入厕人员信号开始计时，如果在9分钟时，又有人员入厕，则装置放水时间顺延10分钟。。。。以此类推，直到顺延时间段内无人入厕，装置放水。

简单讲，在设定的时间段内，“限时功能”按第一个入厕人员开始计时；“省水功能”按最后一个入厕人员开始计时。

3男用沟槽小解槽，水箱放水机构：

输入电压：DC12V

功率：6W

水箱放水机构开关次数：＞15万次

水箱与下水管接口口径：2寸

小解池放水机构连接口径：6分（配不锈钢盒请注明）

工作方式：电动＋手动（缺电时应急用）

自动冲水装置电路——

I. 小便池给排水及电路的预埋 求图

小便池给排水安装图如下：

首先要确定小便池的式样，是“池”还是“器”，再者安装高度、感应器供电方式、给水管敷设方式、排水方式等，没有这些情况，怎知施工过程。你要图之前必须有个明确的要求才行。

根据小便器的尺寸确定上下水的位置，高度预留出感应器和小便器连接管的尺寸+小便器高度+下水管长度-100毫米。下水管的位置根据小便器的下水口确定距离墙体的距离。感应器如果是220V供电要考虑预埋电源。

(9)自动排水装置电路设计扩展阅读：

卫生间排水装置涉及卫生间排水技术领域，它由浴缸接口隔气盒、水槽接口隔气盒和地漏隔气盒与横向连接管各前支端连接，疏通盒置于横向连接管中间，横向连接管终端和竖向废水立管连接；坐便器接口与横向连接管前端连接，横向连接管终端和竖向污水立管连接组成。

并通过将卫生间楼板降低或将卫生间地坪面层抬高，使两者之间产生一个中间层，将坐便器接口、浴缸接口隔气盒、水槽接口隔气盒、地漏隔气盒、疏通盒和横向连接管埋置于中间层内。改变了目前上层卫生间的排水管道穿越楼板，在下层的上部空间完成连接组装的形式，解决了为排水管道堵塞、漏水、楼板渗水修理时而产生的各种矛盾。

J. 公厕高位水箱自动排水原理

高位水箱设上上限和下下限水位开关。一旦水箱水位到达上上限水位，自控系统就控制水泵停止供水或小流量供水。当高位水箱到达下下限水位时，系统给出报警信号可由自动或人工反应方式，启动水泵供水。

虹吸是利用液面高度差的作用力现象，将液体充满一根倒U形的管状结构内后，将开口高的一端置于装满液体的容器中，容器内的液体会持续通过虹吸管向更低的位置流出。

虹吸的实质是因为液体压强和大气压强而产生。因为h1<h2,，所以根据帕斯卡定律p=ρgh，装置中左管中的液体压强小于右管的液体压强；

另外，在B点跟C点分别有大气压的作用，大气压表现为上低下高，但在此处B点与C点高度相对地球的大气压计算高度来说，可以忽略两者间的大气压强差值。

所以，p1-ρgh1>p2-ρgh2，那么在A左端的压强就大于A右端的的压强，在大气压和液体压强的共同作用下，水朝一个方向移动。

(10)自动排水装置电路设计扩展阅读

虹吸金融应用

虹吸金融理论认为技术面分析可以解决基本面对于利用内幕消息进行盈利群体，导致的基本面分析失效的局面，比如一个国家利用制造紧张关系影响商品价格进行风险投资盈利，这在金融信息化高度发达的现代社会是完全可能的；

国际经济一体化已经形成了可以容纳国家财富的规模市场，如果利用内幕消息套利，在基本面有时非常难以判断，技术面就解决了这种不足，技术分析不是万能的，但没有技术分析的独立基本面分析显然无法规避许多未知事件。

例如，一个军事争端地区决定进行和谈，如果这对国际社会稳定起到重要作用，同时国际黄金市场足够容纳这个国家的大笔对冲资金，该地区国家完全有可能利用黄金市场进行风险放大交易牟利，如果单从基本面分析，很难把握该事件的进展情况，但如果从技术面分析，则可以从相关市场数据得出正确的判断。