安徽龙桥铁矿井下自动排水泵房综合自动化系统

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数 控 技 术
安徽龙桥铁矿井下 自动排水泵房综合 自动化系统 篇
李 援 华
（ 庐江龙桥矿业有限公 司 安徽庐江 ２ ３ １ ５ ５ ５ ）
摘要 ： 安徽 龙桥铁矿 井下排 水 泵房 标 高－ ３ ７ ０ ｍ， 井１ ： ２ 标 高＋ ８ ０ ｍ， 排 水垂 高４ ５ ０ ｍ， 装设４ 台４ ５ ０ ｋ Ｗ 抽 水泵， 采用 直接启 动方 式， 供 电电压 等Ｎ Ａ ０ ｋ Ｖ ４ 台泵 两主 两备 。 目前 龙桥铁 矿 － ３ ７ ０ ｋ ｔ ￣ 水站仍 然采 用传 统 的人 工操 作控 制， 这种排 水 系统 由于 自 动 化程 度低 、 应 急 能力差 、 劳动强 度 大等弊 端， 不
１工程 概 述
结合矿井排水 系统 的特点 ， 在确保先进 性与可靠性 的基础上 ， 采用矿用本安可编程控制器庞大的软硬件资源 ， 通过各种先进 可靠 的传感器 、 保护装置、 电动闸阀、 电动球 阀等设备组成 矿井主排水 自 动控制系统 。 该 自动控制系统达到准确及 时的掌握各种设备的工作 状态 、 减少排水系统操作人员工作量 ， 降低劳动强度 ， 结合水仓水位 变化， 充分提高矿井井下主排水 系统效率 ， 使水泵排水系统能够安 全可靠 、 节能高效 、 经济合理的优化运行。 对于进一步实现全矿井生 产系统的 自动化 、 科学化 、 网络化管理具有 十分 重要 的意义 。 本方案包括如下 内容 ： 泵组的 自动化控制 ， 保留手动操作功能 ； 自动化元器件的配备及控制 ； 电气保护 自动化 ； 测量 自动化 ； 计算机 与各控制单元 的通讯 。 系统按照“ 无人值班” （ 少人值守） 原则进行设计 ， 系统主要硬件 设备采用优质进 口设备。 配置和设备选 型符合计算机 发展迅速的特 点， 硬件采用标准模件 ， 即便于硬件设备的扩充， 又能适应功能的增 加和 系统规模 的扩展 。 软件采用通用的标准化组态模块 ， 使系统更 能适应功能 的增加 和规模 的扩充 。 系统设计具有 先进性 ， 具有开放 、 标准 的通讯接 口能力。 实时性好 ， 抗干扰能力强 ， 适 应矿 井的现场环境 。 人机接 口功能强 ， 人机界面采用 中文 ， 操作控制简洁 、 方 便、 灵 活。 在保证 系统的实时性和可靠性等技术指标 的同时， 系统可维护 性好 ， 保证较小的ＭＴ Ｔ Ｒ指标 。 针对现场施 工及机 电设备安装情况 ， 监控 系统采取总体设 计 ， 分布实施的办法 ， 供方将与有关单位密切 配合， 完成系 统的全部投运工作 。
号。
３ ． ２显 示 及 数 据 记 录 功 能
２技 术 要 求
２ ． １ 设 计依 据
设计方案根据龙桥铁 矿安全生产泵 房 自动化 监控 实际要求而 提出， 系统设备符合矿 井生 产环境条件 ， 电气设备 的设计和制造符 合 标准 。 ２ ． ２设 计 原 则 系统 以保 障安全为第一前提 ， 选择 高可靠性 、 高安全性的 自动 化元器件 ， 实现无人值守 的 自动化泵 房。 系统要依据水仓水 位和峰谷 时段实 现 自动起停水泵 。 系统要实现手动／自动 、 运行／ 切 除／ 备用等控制模式 ， 在 自动 控 制方 式下 ， 能 自动依据水泵运行／ 切除／ 备用状态 的选择 ， 实现水 泵启／ 停以及远方启／ 停控制 。 在 手动控制 方式下 ， 能通过控制柜上 的 自复式 控 制开关实现各水泵 的手 动启／ 停操 作。 保 留手动控制 回路 ， 当 自动控制系统全部失灵时 ， 应能通过手 动起停水泵 。 根据 电网负荷和共代理部 门所规定的峰 、 平、 谷时段 ， 以“ 避峰 填谷 ” 原则确定水泵的启停 时间， 从而合理 的利用 电网信息 ， 提高矿 井的 电网运行 质量 。
仅 浪 费人 力 财力， 而且 存在很 大的安 全 隐患 。 为解 决上 述 问题 ， 现 拟通 过本 次 改造 实现 该矿－ ３ ７ ０ ； ｌ ｆ ￣ 承站 的 自动排 水 。 本 方案 从 实 际出发， 在 井下泵
房 配备 一套 适合 于矿 井 井下环 境的 自动控 制 系统 （ 简称 系统） ， 以 实现 排 水 自动化控 制 。 关键词： 排 水 自动化 井下 自动排 水 中图分 类号 ： Ｔ Ｄ ７ ４ ４ 文献标识码 ： Ａ 文章编 号 ： １ ０ ０ ７ — ９ ４ １ ６ （ ２ ０ ｌ ３ ） ０ ３ ． ０ ０ ２ ９ ． ０ ２
பைடு நூலகம்
和危险水位四种水位线 。 在非峰谷时段 ， 若水位没有达到高水位 ， 则 不启动水泵 ， 若达到高水位 ， 则按流程 自动启动水泵； 在晚上峰谷时 段， 则若水位不低于低 限水位 ， 也 自动启动水泵 ， 直至达到低限水位 时， 自动停泵 。 充分利用峰谷 时段进行抽水 。 （ ２ ） 系统控 制具有 自动、 半 自动 、 手 动三种工作方式 。 自动时 ， 由Ｐ Ｌ Ｃ 检测水位 、 压力及有 关 信号 ， 自动完成各泵组的启停控 制， 不需人工干预 ； 半 自动工作方式 时， 由工作 人员选择某台或某几 台泵组投入 ， Ｐ Ｌ Ｃ自动完成 已选泵 组的启停和监 控工作 ； 手动方式为故 障检修 和手动试 车时使用（ 或 自动控制系统故 障退 出时备 用） ， 当某 台水泵及其 附属设备 发生故 障时， 该泵组将 自动 退出运行 ， 不影响其他泵组 的正 常运行 。 Ｌ Ｃｕ 柜上设有泵组 的禁止启动按钮 ， 设备检修 时， 可防止其他人 员误操 作， 以保证系统安全 可靠 。 （ ３ ） 每 台水泵可设置 “ 运行 ” 、 “ 备用” 、 “ 切 除” 三种工作方 式。 当水位 达到高限水位 时 ， 系统 自动启动 “ 运行 泵” ； 达到上 限水位 时， 系统 自动 启动下一个“ 运行泵 ” ； 达到危险水 位时起动“ 备用泵 ” 。 水位 低于上 限水位 时 自动停 止“ 备用泵” ； 低于 高限水位时停止一个“ 运行泵 ” ； 当达 到低位时 自动停 止另一个“ 运 行泵 ” 。 （ ４ ） 可根据实 际需求将水 泵切换到手动控制 方式 ， 此方 式下 操作人员可通过手动控制按扭人工手动控制各 台水泵 电机的起停 及各 电动闸阀开关 。 （ ５ ） 当出现水位超 限、 开关故 障、 压力下 降、 流量 下降等故 障时系统将 自动作 出相应处理 ， 并发出提示及声光报警信