（3）完成系统的软件设计。通过软件设计实现“避峰填谷”节省成本，同 时实现水泵的轮换工作，提高水泵的工作效率。设计上位机软件，达到对系统数 据的实时监测。

2 水泵性能分析

国家对煤矿生产设备的工作性能具有严格的规定，它们必须适应井下的工作 环境，满足规定的安全要求。所以，工人们要对水泵的参数进行测量，包括水泵 流量、水泵的扬程、功率、电流电压等等。这样可以更好的了解水泵的工作性能， 判断出自动排水系统能否正常工作，能否满足规定的安全要求。更加方便工人们 对水泵的维护和故障的检修。也能够让系统更加安全可靠的运行，完成煤矿的高 效安全生产[5]。

2。1 水泵性能参数的分析

水泵的参数能够显示出水泵的工作性能，主要的水泵参数包括：流量、扬程、 功率、电机效率、水泵输出功率等等。但是，单一的参数并不能完整的体现出水 泵的工作性能，参数之间是有联系的，需要将检测到的数据综合起来才能了解水 泵的整体工作性能[6]。因为水泵的参数不同，所以测量参数的方式也不同。它们 是由安装在系统各处的传感器采集的，传感器采集到信号进行处理，转换成控制 器能够识别的数字信号，然后 PLC 对信号进行处理，根据程序对系统进行相应 控制，并将数据上传，提供给员工观察记录。接下来本文会对具体的参数的测量 方式进行简单的介绍。

2。1。1 水泵流量测试原理及方法论文网

水泵的流量是指单位时间内输送出去的液体的量（体积或质量）。流量是最 重要的水泵参数。因为水泵的参数是相互影响的，当水泵的流量发生变化时，其 他参数也会发生变化，从而影响水泵的正常运行[7]。

其实有很多种方法可以用来测量水泵的流量，包括：电磁测量，容积测量， 速度测量和超声波测量。因为矿井的环境比较恶劣，所以要考虑安全性能。电磁 测量法需要使用电极，在矿井中容易发生爆炸事故，所以并不适合。容积测量法 和速度测量法是要将传感器直接安装在水泵上的，操作比较困难。因此选择超声 波测量法。

超声波传感器并不需要接触水泵，安装就更加方便。它是根据液体流动的速 度与声波在液体中传播速度的关系进行计算流量的，它只需要检测声波的速度即 可，并不需要电信号，这样就大大的增加了系统的安全性。

2。1。2 矿井水泵的扬程测量原理与方法

水泵的扬程是指单位重量的液体从水泵进水口到水泵出水口所获得的能量， 用 H 来表示。水泵扬程是由水泵进水口压力，出水口压力与流量之间的关系计算 出来的。所以通过负压传感器与压力传感器测得的数据就能得到扬程。

2。1。3 水泵轴功率的测量原理与方法

水泵的轴功率是指当流量和扬程一定的情况下，电动机单位时间内传输到水 泵的轴上的功。因为水泵是由电动机转动而带动水泵叶轮转动的，而且存在损耗， 所以轴功率一定小于电机的额定功率。轴功率反映了水泵系统能量的利用率。它 是由流量，扬程，液体密度，重力加速度和泵的效率计算出来的。

2。1。4 水泵的效率

水泵的效率包括水泵输出效率，管路效率和排水效率，它们都是水泵的重要 参数，通过它们可以直接观察到水泵系统在正常运行时的工作状态。对工人了解 系统的工作性能有很大的帮助[8]。

2。2 水泵系统的组成水泵系统的组成

2。2。1 滤水器和底阀

滤水器的安装处是吸水管的最下方。滤水器可以对水仓里的积水进行过滤，