中央水泵房是采区排水系统的主要枢纽，也是确保矿井排水系统能否安全可靠运行的关键。在实际工作中，原有水泵房控制系统采用人工手动操作，自动化程度低、操作过程繁琐、应急能力差，特别是对可预见的突发性透水事故处理应急能力不足。随着采区的不断开拓延伸，这些影响矿井安全高效生产的不利因素进一步显现。为解决这一难题，华拓科技开发了矿井中央泵房无人值守自动化系统。
矿井中央泵房无人值守自动化系统主要包括：泵起停控制、泵运行保护、排水工况控制、排水工况监视、地面集控等几大系统功能。通过各种先进可靠的传感器、保护装置、电动执行器等监测井下排水系统中各个设备的工作状态，根据水仓水位自动开启、停止水泵的运转，对运行中的各种状态参数进行实时监控，同时通过接口将数据上传至地面服务器。实现井下泵房排水系统的自动控制。紧急情况下可远程操作整个泵房设备，排除水害危险，真正实现泵房无人值守，使泵房排水系统安全可靠、节能高效、经济合理地运行，从而达到减员增效、安全生产的目的。
整个系统可分为3个层次：地面监控主站层；以显示控制箱及可编程控制箱为核心的控制及通讯管理层；机械设备层。
主要由工控机、监控组态软件组成，通过光缆与井下显示控制箱及可编程控制箱连接。
工控机通过组态软件可以实时显示由井下采集并传输的主排水泵的运行参数， 并存储相关记录，操作人员也只需在地面生产指挥中心采用鼠标操作，就可以实现对各泵组的控制。
主要由PLC可编程控制箱和触摸屏显示控制箱组成，两控制箱通过矿用网线连接，并通过光纤与地面工控机连接。
PLC可编程控制箱负责完成信号处理、逻辑判断、故障诊断和参数记忆等功能。通过数据采集模块采集水位信号决定泵是否开启以及开启台数，然后根据选择的控制方式按流程启动泵组，此时数据采集模块将采集供电电源、电机、水泵的各项参数，如：检测开关的带电状态、电机定子温度、轴承温度、泵出水口压力、排水管流量、水泵前后轴温度等。
触摸屏显示控制箱负责井下现场集控参数设置、控制输入、及运行参数在触摸屏上显示、声光报警，并且通过光纤与地面监控主站进行数据交换。
煤矿排水系统主要设备包括电机、水泵、吸水管道、排水管道、管道阀门等。该自动控制系统是基于原煤矿排水系统的设计，只需在原有排水系统设备的基础上进行部分改动。除在电机、水泵和管道上做部分机械结构的改动以满足正压、负压、温度、流量、液位传感器的安装需要外，主要是对原有注水阀门更换为电动可控阀门以满足水泵启动抽真空需要，另外就是进行电气线缆布置。为保证安全性，防止自动控制系统出现故障时不能正常启动泵组排水，不破坏原排水系统结构形式，保留原始人工操作方式。
全方位监控电机、水泵、启动柜、抽真空系统等各环节，对系统出现的异常能够提前给出预警。
选用可靠的控制原器件，水泵房控制核心选用西门子公司的可编程控制器S7-1200，继电原件选用施耐德公司的器件。
水仓进水量变化率是由水仓水位变化率、水仓容积及总出水管的流量经过一定算法计算得出，该参数根据水仓的容积大小可以精确到每15秒-20秒的水仓进水变化率。该参数在发生透水、突水事故时，在水透水仓未满时做到早期预警。
由于采用了以太网通信，TCP/IP协议，取代了原来的总线传输技术，使得数据传输更加实时、可靠。
采用了组态软件控制技术取代了程技术，不仅使可靠性大为提高而且使程序更加具有通用性，也使系统的二次开发及扩容变得更加规范、容易。
对水泵的运行时间进行累计，每次启动累计运行时间最小的水泵。这样就实现了水泵的均匀磨损，避免了某台水泵经常使用造成设备疲劳，同时某台水泵长期不使用造成锈蚀。
通过对水仓水位的低水位、高水位、超高水位的设定，在保障水仓水位绝对安全的前提下，使水泵的启动次数达到了最少。
由于本系统是按照无人值守的原则进行设计，所以现场无需人员进行值守，这样就节省了大量的人力资源。
采用高性能西门子S7系列PLC控制器，根据水仓水位、供电峰谷区段时间及煤矿用电负荷情况等，按照排水工艺流程，自动完成从抽真空、开闸阀、启泵排水全过程，实现自动化排水，做到水泵房无人值守。
PLC采集各种信号，按照排水工艺流程，合理确定开启水泵台数、自动完成从抽真空、开闸阀、启泵排水全过程，主、备水泵可轮换工作。
最大运行方式：“一台工作泵与一台备用泵，一趟工作排水管与一趟备用排水管”同时运行。
当水位达到高水位或不在高水位而处在用电低谷时间内，将自动按“正常运行方式”运行，当达到低水位或不在高水位而处在用电高峰时间内自动停泵；当水位超到高水位时，或水位处于高水位与超高水位之间系统已按“正常运行方式”运行一段时间，系统将自动按“最大运行方式”运行，直到水位低于高水位时停止“备用泵”只运行“工作泵”，当达到低位或不在高位而处在用电高峰时间内时自动停泵。
当被测参数超限、保护动作及设备运行状态改变后，在井下显示控制箱及在地面上位机可发出语音、文字告警提示，并进行声、光报警，和实时保存以上信息。关键操作都有语音提示和开泵预警。
在地面上位机上实时显示各设备运行状态图。显示实时曲线，可显示年、月、日各时间段的历史曲线和具体数据表。
实时或按时间段打印相关设备的运行参数(如运行时间、电机电流等)和运行状态(如开停状态、故障类型、故障发生时间等)。主要数据保存至少一个月，对数据进行综合处理，满足报表统计、曲线图、柱状图显示并能打印输出。
在地面集控中心分别对每台水泵的运行电耗、工作时间、累计流量等进行统计，便于管理人员及时掌握每台水泵的工况。
系统能够自动将使用人的登陆信息、操作设备信息记录到数据库中，实现日后审计的功能。
中央水泵房是采区排水系统的主要枢纽，也是确保矿井排水系统能否安全可靠运行的关键。在实际工作中，原有水...
