郑煤集团大平煤矿是一座年产能力为90万t/a的中型矿井，井下清水泵房采用3台扬程高度为320 m的D46×9型水泵，由电磁真空器启动。为了实现“减人增效”以及“削峰填谷”排水节电的目标，需要设计一套既能全自动控制又能手动控制实现无人监护的自动报警装置。
(1)清水泵房主要技术参数
清水泵房位置水平/m ±0
扬程高度/m 320
引水管管径/mmDN20
水仓数／个 l
启动方式 电磁真空启动
电压/V 660
出水管管径／衄 DNIOO
吸水管管径/mm DNIOO
(2)清水泵房自动控制技术目标
控制目标：全自动控制和手动检修控制相结合的方式。
运行模式：用电高峰、尖峰时1台水泵运行，用电平谷低谷时2台水泵运行；高水位时开泵，低水泵时停泵。
相关参数有：当前水位、单机运行水位、双机运行水位、报警或设备故障信号。
2、技术方案
(1)方案一。将FX2N-32MR、FX4AP模块、FX2N-16EX输入扩展模块，S-100-24稳压电源模块、24 V微型继电器等元件组成自动排水控制器，并将此控制器装入BJJD-127 V型隔爆控制箱内，以同时控制3台水泵的自动开停、监测监控、报警、故障保护等，采用该方案完全可以实现无人看守和现场保护，水泵送水安全可靠。但要求维护人员具有较高的技能水平，且安装一套自动监控系统需要20万元材料费，而且增加了一定的功能维护费用。
(2)方案二。采用KJD18型带式输送机综合保护装置，隔爆兼本安结构，结构紧凑。集控的各台均可显示在系统中的位置，每一台均可反映出系统的运行状况。报警和联络功能有光有声，既有警笛声响，又有语言报警。使用无源传感器，输出开关信号可以方便安装调试。任一传感器出现故障或不接入均不影响其它功能。该机还具有速度保护、堆煤保护、跑偏保护、急停撕裂延时l s停车、温度保护和烟雾保护等。各种保护均有故障种类指示，有声光报警。保护装置智能化程度高、性能稳定、动作可靠、故障显示直观，使用方便。但由于泵房阴冷潮湿，检测电极易受潮，腐蚀，容易造成水位报警失效。
通过对上述两个方案进行综合论证比较，由于KJD18型带式输送机综合保护装置的堆煤保护、速度保护、温度保护与水泵自动控制的低水位保护、流量保护、超温保护相似，将两者配套使用，可以避免水仓漫水和水泵空转现象，保证了水泵的合理运转，实现水泵的自动控制，故决定采用投资小、性能较稳定、便于操作维护的第二方案。
3、KJD18型带式输送机综合保护装置的主要功能
堆煤保护具有煤电极式和煤位开关两种，煤电阻整定值在1 ~3 Mfl，煤位动作时延时1.5 s停车。速度保护具有反时限特性，完全断带时2s停车，低速保护值出厂时调整在3 s/f。温度保护用于检测输送带至滚筒或其他点的温度，设于传感器内可供选择的。保护动作值有35℃、40℃、60℃三档。
煤位传感器用于检测煤仓或机头煤位高度，采用煤电极式，即将堆煤接点引出的电缆裸露于要检测的位置，当堆煤达到一定高度，使煤电极与大地之间的煤电阻达到1～3 Mn时主机动作。速度传感器安装在从动滚筒上，其转速可以反映输送带的运行速度，采用磁切割原理，将从动滚筒的转速变换成开关信号送给主机。
温度传感器采用集成感温探头，在正常情况下红灯亮，动车时灯灭，同时将输出的高电平变为低电平信号传送给主机，使其动作。使用时距被测点位置≤100 mm。
4、自动控制过程
图1为水位显示的工作方式。
将浮筒l放置于水中，用钢丝绳悬挂，钢丝绳绕过定滑轮B，定滑轮A和动滑轮后，分别固定在固定梁上；配重块的钢丝绳上端固定在定滑轮上，下端与配重块连接。标尺指针连接于动滑轮上，可以随动滑轮在标尺架上移动，当水位变化时，浮筒在水的浮力作用下向上移动时动滑轮9向下移动，带动标尺移动，即可指示水位的变化方向和高度。
标尺涂刷成白色，刻度值贴上红色反光膜，显示十分醒目，方便司泵工准确观察水位。
水位报警装置是由KJD18型带式输送机综合保护装置的堆煤保护、速度保护、温度保护、控制电路和电源等组成。把KJD18带式输送机综合保护装置的速度传感器，改为液体流量传感器。因水涡轮的转速与水流量成正比，水涡轮转速可以反映水流量的大小，采用磁切割原理，将水涡轮的转速变换成开关信号送给主机，若主机2s内收不到磁开关信号，主机将判断为水泵没有流量或流量不够，输送机综合保护装置即动作，真空磁力开关跳闸，可避免出现水泵故障现象；高煤位保护输入端接在水仓低水位保护输入端，该保护由浮筒、滑轮组、配重、及连接浮筒与配重的绳索和磁块、磁接近开关等组成。保护输入端串入一只阻值为2.5 Mfl的电阻，以免造成输入电流大烧坏输入端；把电极改成磁接近开关是因为水仓湿度大引起电极对地电阻减小，使保护该动作，控制电路如图2所示，由VT1、VI2和继电器J等组成。当水仓水位达到上限时，电极A、B被水淹没，VTI导通，继电器J，带电动作，其常开触点JJ-1闭合，继电器Jz动作，其常开触点J2-2闭合，报警回路开通，电铃报警；当水位达到下限时，电极B、C被水淹没而开路，同理，电铃报警，如此周而复始，实现水位的控制。
5、使用效果
实现自动控制后，按每人每年费用为2.4万元计算，仅人工费年节约就达7.2万元。使用自动报警装置后保证了水泵及时开停，避免了水仓满水事故和水泵空转现象，延长了水泵的使用寿命；可以实现无人看守和现场监护，水泵送水更安全可靠，减少了不安全隐患，实现了安全生产。
该保护装置性能稳定、动作可靠、运行状况良好、故障显示直观、操作简单方便，具有较好的推广应用价值。
