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，實現用水壓反饋信號，動態調節潛水泵的運轉速度，保證整個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生。

        1 義橋煤礦給水系統介紹及水源井供水存在的問題根據義橋煤礦生產、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：（1）生活消防給水系統，由水源井供水至日用生活消防水池，然后經過加壓設備供生活用水和地面消防用水；（2）生產供水系統，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系統用水等。

        隨著義橋煤礦發展，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，高水位停止潛水泵。由于礦井日常生產、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供水和用水之間的動態平衡，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標準信號。

        PID 調節器以其結構簡單、穩定性好、工作可靠、調整方便而成為工業控制的主要技術之一。當被控對象的結構和參數不能完全掌握，或得不到精確的數學模型時，系統控制器的結構和參數必須依靠經驗和現場調試來確定，這時應用PID 控制技術最為方便。即當不完全了解一個系統和被控對象﹐或不能通過有效地測量手段來獲得系統參數時，最適合用PID 控制技術。PID 控制，實際中也有PI 和PD 控制。PID 控制器就是根據系統的誤差，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水壓，實時電信號通過二芯線傳輸給PID 調節器，PID 調節器經過數據處理，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，且電源線同時兼傳輸線，節省了控制線，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
        通過現場查看，仔細研究整個義橋煤礦用水規律，在水源井水塔頂部安裝壓力變送器與PID 調節器，實現用水負荷波動形成的水壓反饋信號，動態調節潛水泵的運轉速度，保證整個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生。改后實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。