主排水泵房自动化控制方案说明
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井下主排水泵远程控制主排水泵房无人值守系统已成为数字化矿井的重要组成,对煤矿的排水自动化、排水系统的精益化管理及矿井的提质增效等具有十分重要的意义,对矿井实现安全生产、辅助指挥决策有实际意义。
1 系统组成主排水泵房无人值守系统主要由PLC控制柜、GUC8矿用本安型超声波物位传感器、KGY8矿用压力传感器、LCZ8矿用超声波流量计、执行机构、摄像仪、地面监控计算机、工业监视器等构成,实现了井下排水泵的自动和手动控制。
2 控制系统的工作原理2.1主排水泵的启动水泵在接受到开泵命令后,判断此时是否满足开泵条件;当满足开泵条件时,系统十秒预警后打开真空电磁阀,真空阀开到位后再打开射流阀进入抽真空过程。
当水泵的真空值达到设定值并稳定一段时间后,启动电机并监测出水口的出口压力;出口压力达到设定值并稳定一定时间后,再开启电动阀门,电动阀门开到位后水泵启动过程结束。
2.2主排水泵的停运当水泵收到停泵命令或运行过程中出现故障,为了避免水锤的发生,系统先关闭出水电动阀门,电动阀门关到位后,系统关闭电机,停泵过程结束。
系统要求急停的情况下,同时关闭电机和出水闸门。
远程控制系统主排水泵远程控制系统操作界面3无人值守的实现系统能够根据水仓水位,合理安排主排水泵的运行,实现主排水泵的自动控制。
在地面调度室,通过上位机的人机界面实现主排水泵的启动、停止。
??监测主排水泵运行的相关数据,通过实现数据的就地显示,通过人机界面实现数据的远程显示:主排水泵的出口压力、负压、轴承温度、主电机的电压与电流、定子、轴承的温度、主闸阀的开到位与关到位信号等位置信号。
系统收集现场相关数据,并通过现场实际设定保护值,当现场检测数据超过或低于设定值时,系统将报警,在就地操作箱及界面上显示,并提供简要的故障信息,以便维护人员解决系统故障。
4系统保护功能主排水泵房的无人值守系统担负着井下矿井水的排放任务,系统要具备完备安全性及可靠性。
温度保护:主排水泵多为离心式,其配套主电机的功率较大,运行时将产生很多的热量,电机的定子温度、轴承温度以及主排水泵的轴承温度都应进行实时监测,当温度超过设定值时,控制系统给出报警信号。
主排水泵房排水措施主排水泵房是污水集中处理系统的核心设施,负责将城市中的污水进行收集和处理,以保证城市卫生和环保。
排水泵房的排水措施是保障泵房正常运转的重要保障,下文将就此进行分析和讨论。
1、泵房出口水流速度的控制主排水泵房的出口水流速度对于污水处理的效果具有非常重要的影响。
如果水流速度过快,就容易导致污水溅起,造成空气污染和环境污染。
而如果水流速度过慢,就会导致污水在泵房内积累,从而损害泵房的设备和结构。
因此,在进行泵房的排水措施设计时,必须要合理控制泵房出口的水流速度。
一般情况下,泵房出口水流速度的合理范围为1.5-2.5米/秒。
同时,还要根据泵房的实际情况和河流的水流情况进行调整,以保证排出的污水不会产生危害。
2、泵房出口所处位置的选择主排水泵房的出口位置是排水措施设计的关键要素之一。
在进行选择时,需要考虑到泵房周边环境的情况,以及泵房所处位置是否会对环境造成污染。
一般来说,泵房的出口位置应当远离居民区、教育区和医院等人口集中的区域。
同时,还要远离食品加工、药品制造等生产过程的场所。
此外,在进行泵房出口位置的选择时还要考虑到地质环境的因素,以保证预留足够的空间和通风条件。
3、泵房配备中子突泵在进行排水措施设计时,泵房配备中子突泵是比较常见且有效的措施。
中子突泵是一种适用于不同粘度液体的能源强劲的设备,能够将污水引出到地面的主泵房,从而进行后续的处理。
这种泵具有自吸功能,可以在泵房内直接起吸水作用,从而省去较长的管道和繁琐的安装步骤。
此外,中子突泵还能够有效控制泵房内的水流速度,保证排出的污水不会对环境和设备造成危害。
4、泵房配备出水闸门泵房配备出水闸门是为了管控排出的污水的流量,避免水流速度过快或过慢而造成机器设备故障。
出水闸门能够为泵房带来灵活性和可靠性,操作简单,易于掌握,而且能够进行多项功能的自动化操作。
此外,出水闸门还能够确保排出的污水清洁度,防止污水中的杂质对泵房设备的损坏。
在进行排水措施设计时,泵房配备出水闸门是一种不错的选择。
自动消防水泵房操作规程《自动消防水泵房操作规程》一、目的为了确保自动消防水泵房的正常运行,及时有效地响应火灾事件,保障人员和财产的安全,特制定本操作规程。
二、适用范围本规程适用于所有自动消防水泵房的操作人员,包括管理人员、维修人员等。
三、操作规程1. 操作前的准备a. 检查自动消防水泵及其配件的工作状态,确保运行正常;b. 检查消防水源(如水箱、消火栓等)的储水情况,保证水源充足;c. 检查电源供应情况,确保供电正常;d. 检查自动控制系统、报警系统是否运行正常。
2. 操作中的注意事项a. 在操作自动消防水泵时,应根据火灾事件的具体情况选择合适的供水方式,并确保供水的稳定性;b. 在使用自动控制系统时,注意监控系统运行状态,及时发现并排除故障;c. 在遇到火灾事件时,应立即启动自动消防水泵,并密切监控供水情况,确保水流稳定、充足。
3. 操作后的处理a. 在使用过程中发现故障时,应立即停止自动消防水泵,并及时通知维修人员进行处理;b. 每次结束操作后,应对自动消防水泵和配件进行检查,确保设备处于良好状态。
四、安全注意事项a. 操作人员应严格按照规程执行操作,严禁擅自修改控制系统设置;b. 在操作中要注意避免水压过大或过小,以免影响消防用水效果;c. 在操作中应保持沉着冷静,严禁恶作剧或滥用设备。
五、责任与处罚对于违反规程操作的人员,将按照公司规定予以处罚,并追究相关责任。
六、附则1. 本规程的解释权归自动消防水泵房管理部门所有;2. 本规程自颁布之日起开始执行,如有修订,届时另行通知。
以上即是《自动消防水泵房操作规程》,请各位操作人员严格遵守,确保自动消防水泵房的正常运行和灭火效果。
主排中央水泵房自动化控制方案说明目录一、系统概述 (3)二、设计依据 (5)2.1 设计依据 (5)2.2 适用环境 (6)2.3水泵及控制对象描述 (6)2.4 现场情况及系统配置 (6)三、系统特点 (7)3.1 安全可靠性 (7)3.2 经济性 (13)3.3 适用性及先进性 (13)四、系统设计原则 (14)4.1 安全可靠性 (14)4.2 先进性 (14)4.3 经济性 (14)五、系统构成 (15)5.1 系统结构图 (15)5.2 水泵管路系统图 (17)5.3 布线图 (19)5.4 KJP-660-30矿用隔爆兼本安型控制器 (20)六、系统功能 (20)6.1 系统功能综述 (20)6.2 运行模式 (22)6.3 系统参数的采集 (23)七、系统工作原理及配置 (25)7.1系统工作原理及工作方式 (25)7.2水泵控制的控制原则 (26)7.3系统配置 (27)八、上位机软件操作界面(参考) (29)九、传感器介绍 (36)9.1 LCZ-803矿用隔爆兼本质安全型数字超声波流量计 (36)9.3 GUY10煤矿用投入式液位传感器 (37)9.4 DFH20矿用防爆电动球阀组成 (38)9.5 GYD本质安全型压力变送器 (39)一、系统概述随着计算机控制技术的迅速发展,以微处理器为核心的可编程序控制器(PLC)控制已逐步取代继电器控制,普遍应用于各行各业的自动化控制领域。
但目前矿井主排水系统仍多采用继电器控制,水泵的开停及选择切换均由人工完成,还做不到根据水位或其它参数自动开停水泵,这将严重影响井下主排水泵房的管理水平和经济效益的提高。
国家安全生产监督管理总局2009年12月1日实施的《煤矿防治水规定》第118条规定:受水威胁严重的矿井,应当实现井下泵房无人值守和地面远程监控,本系统正是根据此规定进行设计的。
井下主要排水设备必须有工作、备用和检修水泵,必须有工作和备用水管;并应有同水泵相适应的配电设备,能同时开动工作和备用水泵等。
泵房自动化控制系统的设计与应用作者:张忠魏来源:《山东工业技术》2013年第09期【摘要】随着计算机控制技术的迅速发展,以微处理器为核心的可编程序控制器(PLC)控制已逐步取代继电器控制,普遍应用于各行各业的自动化控制领域,在煤矿中应用也越来越广泛。
本文介绍了应用PLC技术建立的井下水泵远程自动化监控系统。
该系统完成了各种信号的采集,系统保护完备,工作流程准确,减轻工人的负担。
实现无人值守,提高了泵房的安全挂、可靠性,同时节约了用电.提升了煤矿中央泵房的现代化管理水平。
【关键词】PLC;水泵;自动化控制1 八一煤矿井下主排水系统概述八一煤电化公司井下水泵的开停及选择切换均由人工完成,系统不能根据水位或其它参数自动开停水泵,仅能实现就地的简单操作,大量的实时数据不能由地面调度人员及时监测和管理,系统运行状态以及出现故障时不能及时发现并处理,给统一调配、事故处理造成不便,而且每个泵房均设置专人专岗进行操作,这将严重影响井下主排水泵房的管理水平和经济效益的提高,生产效率低,为实现矿并排水系统的集中控制和管理,八一煤矿对中央泵房进行自动化改造。
八一矿井原是一座全水力化采煤矿井,1958年建井,1963年投产,1970年经过改扩建建成生产能力75万吨的矿井,于1992年底注销生产能力,2007年政策性破产重组改名为八一煤电化公司。
矿井井下涌水量较大,中央泵房设计安装了6台MD500-57×9主排水泵,配套电动机1050kW,3趟排水管路,三个水仓。
正常涌水时,2台工作,2台备用,2台检修。
2 设计目标及要求系统应满足水泵机组起停、故障诊断和数据处理上完全自动化;达到节约能源和人力资源的功能,并能长时间连续稳定地工作。
鉴于PLC的先进性和可靠性,对中央泵房的6台主排水泵及其附属的抽真空系统与管道电动阀门(注:原为手动阀门)等装置实施了PLC自动控制及运行参数自动检测,动态显示,并将数据传送到地面生产调度中心,进行实时监测及报警显示。
第5期 2011年5月工矿自动化Industry and M ine A uto matio nNo .5 M ay 2011 文章编号:1671-251X (2011)05-0015-04 DOI :CNKI :32-1627/TP .20110428.1723.004煤矿井下主排水系统工艺流程及其自动控制系统设计李亚哲(中煤科工集团常州自动化研究院,江苏常州 213015) 摘要:介绍了煤矿井下主排水系统的相关工艺流程,总结了煤矿井下主排水系统的特点,设计了一套煤矿井下主排水自动控制系统,详细介绍了该系统的组成和软件控制策略。
该系统通过井下控制主站的决策控制对排水设备的运行过程和运行状态进行自动控制与监测,使排水设备达到最佳工作状态;同时可根据峰谷分时电价、水仓水位及涌水量情况控制水泵的启停,从而达到有效节约能源、降低劳动强度、延长设备使用寿命的目的。
关键词:矿井排水;水泵;工艺流程;自动控制;传感器 中图分类号:TD636 文献标识码:B 网络出版时间:2011-04-2817:23 网络出版地址:http ://w w w .cnki .ne t /kcm s /detail /32.1627.TP .20110428.1723.004.htm lTechnical Process of Coal Mine M ain Drainage System and Desig n ofIts Automatic Control Sy stemLI Ya -zhe(Changzhou A utom ation Re sea rch Institute of China Coal Technolog y and EngineeringG roup Co rpo ration ,Changzhou 213015,China ) A bstract :The paper intro duced related technical pro cess o f coal mine main drainage system ,summarized characteristics o f coal mine main drainage sy stem ,designed autom atic control sy stem of coal mine main drainage ,and introduced composition and softw are contro l strategy of the sy stem in details .The system can control and m onito r operation pro cess and state of drainage devices autom atically w ith decisio n -making o f m ain contro l station to m ake drainage devices achieve the best w o rking condition .Meanw hile ,the sy stem can co ntrol start and sto p of w ater pump acco rding to TOU tariff ,w ater level of w ater sump and w ater inflo w condition to save energy effectively ,reduce labo r intensity and ex tend service life o f drainage devices .Key words :mine drainage ,w ater pum p ,technical pro cess ,automatic control ,senso r 收稿日期:2011-01-12基金项目:科技部科研院所技术开发研究专项资金项目(2008EG122185)作者简介:李亚哲(1980-),男,陕西渭南人,工程师,现主要从事煤矿自动化产品的研制工作,已发表文章2篇。
主排水泵房管理制度一、总则为保证主排水泵房安全、高效地运行,加强主排水泵房的管理,制定本管理制度。
本管理制度适用于主排水泵房(以下简称泵房)的管理。
二、泵房管理职责1. 泵房管理员负责管理泵房,维护泵房设备。
2. 泵房管理员应当按照当地环保规定,制定污水排放计划,定期清理泵房内部积水和杂物。
3. 泵房管理员应当定期检查泵房的设备运行情况和状态,并对检查情况进行记录。
4. 泵房管理员应当对泵房进行24小时监控,以及定期维护设备。
5. 泵房管理员应当建立一套应急预案,以防止泵房发生突发事件。
6. 泵房管理员应当定期召开泵房例会,及时沟通交流泵房运行情况。
三、泵房管理的具体内容1. 泵房设备维护(1)定期检查泵房设备的状态,及时发现故障。
(2)定期维护设备,对设备进行清洗保养,及时更换损坏的设备。
(3)设置设备运行参数,合理利用设备。
2. 泵房日常管理(1)日常管理包括人员管理和设备管理两个方面。
(2)泵房应设专人管理,确保泵房安全和设备正常运行。
(3)做好设备运行记录,及时处理设备故障。
(4)保持环境清洁,习惯使用工具和设备时,应当保持良好的使用习惯,防止设备损坏。
(5)严格执行工作制度和管理制度,确保泵房的正常运行。
3. 泵房应急预案(1)泵房应急预案是指在泵房发生紧急情况时,员工应如何应对和处理的指导手册。
(2)泵房应急预案应明确员工的责任和义务,以及紧急情况下的应对措施。
(3)在泵房发生故障、停电等情况下,员工应及时报告上级,协助处理紧急情况。
四、泵房管理制度的执行1. 泵房管理人员要负责制度宣传、解读和宣教培训,使管理制度得到更好的执行。
2. 定期对泵房管理制度进行评估和改进,及时发现和解决问题,协助员工更好地执行管理制度。
3. 严格执行泵房管理制度,对违规操作和行为,要进行处罚和追责。
五、泵房管理的监督1. 泵房应定期接受城市环保监督部门的检查,接受其专业意见。
2. 泵房应建立民意监督机制,接受客户、居民和企业监督。
1.概述1.1重要性矿用自动排水装置是根据煤矿井下的实际情况,在原来的设施基础上进行自动化改造,以使设备在无人职守的情况下自动运行和自我诊断的一套系统。
通过工业计算机的决策控制,对设备的运行状态、运行过程进行自动检测、自动控制,使设备达到最佳工作状态,从而达到有效地节约能源、降低劳动强度、降低运行成本和延长设备使用寿命等目的。
基于以上原因实现矿井排水自动化控制和地面远程监控:第一:可依据水仓水位起停水泵,提高水泵有效利用率,大大降低生产成本。
第二:可减少看护人员,相应减少工资投入,并可充实设备维护检修队伍,提高维护质量,减少事故发生,变事故发生后的被动检修为主动的定期检修,提高设备的使用率。
第三:可以保证安全生产,改善工作环境,提高劳动生产率。
第四:可有效的保护水泵电机等设备。
延长使用寿命,减少事故停机时间,提高排水能力。
第五:通过调整开停时间避开电力负荷高峰期,有效地削峰填谷,节约电费开支。
1.2现场情况我矿生产用水是以井下东岭泵房深井泵泵水至东岭水仓,再由水仓水泵泵至地面东岭高山水库,通过自压水向各个工作面供水。
a)东岭高山水库容量2200吨,至1152大巷高260米。
b)东岭水仓由主副水仓构成,主水仓1200吨,副水仓600吨。
c)现增加潜水泵2台。
d)因要实现自动化控制,高压开关4台需要更换保护器,低压馈开2种需要厂家提供通讯协议,软启动4台、照明综保1台无通讯接口需要更换设备。
2.设计依据与选型原则2.1设计依据GB3836.1-2000 爆炸性气体环境用电气设备第1部分:通用要求GB3836.4-2000 爆炸性气体环境用电气设备第4部分:本质安全型“i”GB50017-2003 钢结构设计规范GB50040-1996 动力机器基础设计规范GB50054-1995 低压配电设计规范GB50055-1993 通用用电设备配电设计规范GB50093-2002 自动化仪表工程施工及验收规范GB50215-2005 煤炭工业矿井设计规范GB50451-2008 煤矿井下排水泵站及排水管路设计规范GBJ42-1981 工业企业通信设计规范GB/T13729-2002 远程终端设备GB/T13926.2~4-1992 工业过程测量和控制装置的电磁兼容性AQ6201-2006 煤矿安全监控系统通用技术要求MT209-1990 煤矿通信、检测、控制用电工电子产品通用技术要求MT/T772-1998 煤矿安全监控系统主要性能测试方法MT/T1008-2006 煤矿安全生产监控系统软件通用技术要求煤矿安全规程(2010年版)2.2选型原则符合《煤矿安全规程》第四百四十四条“井下电器设备选用规定”。
三相水泵智能保护水位无线自动控制启停电控柜使用说明书型号SC33产品概述SC33型三相水泵无线水位自动控制启停智能保护电控柜,适合深井泵,潜水泵、离心泵、管道泵,液位/压力控制,又名智能水泵控制器,水泵智能控制器,智能水泵控制箱,水泵智能控制箱,泵控之宝。
额定工作电压AC380V/50HZ,匹配电机功率0.37-15KW,过流,缺相,短路,欠压,过压,干转保护。
三相水泵无线水位自动控制启停智能保护电控柜适用于0.37-15KW三相380V不锈钢/铸铁深井潜水泵、管道泵等的自动液位或自动压力控制及保护,尤其独特设计的无需安装下水池(水井)探头即可实现灵敏可靠的水泵干转停机保护功能。
产品广泛应用于深井泵、潜水泵、排污泵、管道泵、增压泵、多级泵、离心泵等;应用于生活供水、地下排污、高楼供水等。
优化功能:★增加手动、自动功能★手动状态下带过载、缺相保护★最优化的按键:设置简单,操作简单★探头免维护:一般情况下1-2年不用维护★电路集成度更高,产品故障率更低SC系列远程无线液位控制器,系我公司推出且拥有自主知识产权的智能化新产品,该控制器能解决水塔水池根据水位高低自动启停水泵的要求,可广泛应用在:水文、自来水、冶金、矿山、化工等行业。
可用来测量江、河、湖、海的深度和储水池、储水容器内的水位。
例如高山水库之间水位控制,高速公路消防水池水位控制,别墅的排水泵站群自动控制,小区泵房的自动控制,工厂水位水塔的自动控制,不用架设LAN线,不用中继站,不用开挖施工,用极小的投资,就能实现数台设备的远距离双向检测和控制,不但省去了弱电施工成本,后期也基本没有维护费用,避免盗割电缆造成的巨额损失,本控制器可以一对一无线通讯,也可以1对多,无线控制距离根据用户实际控制距离环境量身定制,免费无线电台控制距离0.1-几百公里,基于移动网传输的收费网络电台控制距离无限制,可全球遥控遥测。
该控制器不同于其它厂供应的调幅民用不可靠无线液位控制器,该控制器采用调频工业级耐高低温、抗电机干扰高的电路制造,该控无线制器溶入十几年无线工程经验,具有很高的稳定可靠完美性,具备多项先进而实用的技术功能,精湛的技术,优良的制造封装工艺,确保了本产品的高效、稳定、持久和免维护运行,高强的品质、坚固的结构、稳定的性能,胜任于野外恶劣的环境,是现代工业传统水位(液位)控制方式理想的无线液位控制更新换代产品。
主排水泵房排水措施1. 概述主排水泵房是用于排水的关键设施,主要用于排除建筑物内或周围的积水。
为了确保主排水泵房的正常运行,必须采取一系列的排水措施。
本文将详细介绍主排水泵房的排水措施。
2. 排水设备主排水泵房的排水设备是确保泵房正常排水的关键。
建议在主排水泵房中安装高效的排水泵及相应的控制系统。
排水泵的选型应根据实际需要和预计的排水量来确定,同时要考虑泵的可靠性和耐久性。
3. 排水系统主排水泵房应配备完善的排水系统,以确保有效地排除积水。
以下是一些常见的排水系统措施:3.1 排水管道主排水泵房的排水管道应具有足够的直径和通畅度,以便迅速排除积水。
排水管道应采用合适的材质,如PVC、HDPE等。
对于较大排水量的泵房,可以采用多管并行排水的方式,以增加排水效率。
3.2 排水口主排水泵房应设置合适数量和位置的排水口,以便快速排出积水。
排水口应位于泵房的最低点,避免积水堆积。
排水口应装设可调节的阀门,以便根据实际情况控制排水量。
3.3 排水井为了提高排水效率,主排水泵房可以设置排水井。
排水井的作用是集中引导积水到排水管道中,从而实现快速排水。
排水井应具有足够的深度,并保持清洁,以防止堵塞。
在排水井中可以安装泵和控制系统,以实现自动排水和远程监控。
4. 排水控制为了确保主排水泵房的排水效果,需要有相应的排水控制措施。
4.1 自动控制主排水泵房的排水可以采用自动控制系统。
通过水位传感器监测泵房内的水位,当水位达到设定的高度时,自动启动排水泵;当水位降低到设定的低水位时,自动停止排水泵。
这样可以实现自动排水,减少人工干预。
4.2 远程监控为了及时跟踪主排水泵房的运行状态,建议安装远程监控系统。
远程监控系统可以实时监测泵房内的水位、泵的运行状态等,并通过互联网传输数据,方便运维人员进行远程监控和管理。
4.3 排水报警在主排水泵房中设置排水报警系统是必要的。
当排水系统出现故障或泵房内水位异常升高时,排水报警系统会及时报警,以便进行及时处理,防止泵房内的积水引发更严重的问题。
主排中央水泵房自动化控制方案说明目录一、系统概述 (3)二、设计依据 (5)2.1 设计依据 (5)2.2 适用环境 (6)2.3水泵及控制对象描述 (6)2.4 现场情况及系统配置 (6)三、系统特点 (7)3.1 安全可靠性 (7)3.2 经济性 (13)3.3 适用性及先进性 (13)四、系统设计原则 (14)4.1 安全可靠性 (14)4.2 先进性 (14)4.3 经济性 (14)五、系统构成 (15)5.1 系统结构图 (15)5.2 水泵管路系统图 (17)5.3 布线图 (19)5.4 KJP-660-30矿用隔爆兼本安型控制器 (20)六、系统功能 (20)6.1 系统功能综述 (20)6.2 运行模式 (22)6.3 系统参数的采集 (23)七、系统工作原理及配置 (25)7.1系统工作原理及工作方式 (25)7.2水泵控制的控制原则 (26)7.3系统配置 (27)八、上位机软件操作界面(参考) (29)九、传感器介绍 (36)9.1 LCZ-803矿用隔爆兼本质安全型数字超声波流量计 (36)9.3 GUY10煤矿用投入式液位传感器 (37)9.4 DFH20矿用防爆电动球阀组成 (38)9.5 GYD本质安全型压力变送器 (39)一、系统概述随着计算机控制技术的迅速发展,以微处理器为核心的可编程序控制器(PLC)控制已逐步取代继电器控制,普遍应用于各行各业的自动化控制领域。
但目前矿井主排水系统仍多采用继电器控制,水泵的开停及选择切换均由人工完成,还做不到根据水位或其它参数自动开停水泵,这将严重影响井下主排水泵房的管理水平和经济效益的提高。
国家安全生产监督管理总局2009年12月1日实施的《煤矿防治水规定》第118条规定:受水威胁严重的矿井,应当实现井下泵房无人值守和地面远程监控,本系统正是根据此规定进行设计的。
井下主要排水设备必须有工作、备用和检修水泵,必须有工作和备用水管;并应有同水泵相适应的配电设备,能同时开动工作和备用水泵等。
井下的水泵电压高、功率大、启动复杂,水泵启动前吸水管路的充水,通常采用抽真空吸水的方法来完成。
现泵房内设备的运行与管理以及水仓水位的观察,普遍采用人工操作方式,操作过程繁琐、劳动强度大、水泵启动时间长、自动化程度低、不适应现代化矿井管理。
矿井中央泵房是矿山企业的机电要害场所,直接影响到矿山企业的安全生产,现在国内的矿山企业矿井中央泵房的自动化水平还不是很高,这影响了生产的安全生和高效性,矿井中央泵房无人值守自动化系统可以有效解决这些问题。
矿井中央泵房无人值守自动化系统应该具有以下的一些功能和特点:系统应满足水泵机组起停、故障诊断和数据处理上完全自动化,不需要人工干预;达到节约能源和人力资源的功能,并能长时间连续稳定地工作。
针对矿井的实际要求,本系统主要实现如下几项内容:1、采用集中控制器对水泵房设备运行实行在线监控,自动、手动控制水泵的启停及闸阀的开、关,并具有自诊断功能,可实现水泵房的无人值守。
2、控制系统通过以太网接入矿井工业以太干网,实现水泵监控子系统与全矿井的监控系统信息共享,满足全矿井自动化控制的要求。
3、集中控制器采用西门子S7300系列工业级PLC及先进的过程控制软件,综合考虑矿井各种安全信息,实现井下排水监控系统的最优控制策略;井下排水监控系统的报警,信息显示,报表统计处理全部融入整个矿井监控系统的数据系统。
4、水泵房现场以计算机图形界面结合现场操作,最大程度简化操作与状态显示。
5、根据水位控制原则,自动实现水泵的轮换工作。
6、结合水仓水位和全矿电力负荷信息,以“移峰填谷”原则确定开、停水泵时。
7、系统具有多种通讯协议可选,可与系统互联互通,软件修改可在控制室完成。
8、水泵监控子系统有三种工作方式,“自动”、“手动”、“检修”。
自动:自动控制下,控制室控制所有设备,并显示各水泵及闸阀工作状况和各种故障显示。
PLC采集各种信号。
集中控制室按照工艺流程及PLC闭锁程序顺序控制水泵及闸阀的开启。
由液位传感器连续检测水仓水位,根据吸水井的水位及其他因素,合理调度自动开停水泵及其阀门,在正常水位时,各台水泵能自动轮换工作,最大涌水及突出涌水时,自动投入必要数量的水泵运行。
此方式下可实现无人值守。
当水泵出现故障时,能够及时报警,并能够自动开启备用水泵。
根据水泵使用台数和水位变化率的情况可判断矿井涌水情况,从而确定水泵增加台数。
手动:操作工人根据水仓显示水位,人工手动开停水泵及确定开泵台数,电机及其阀门的开、停由PLC自动执行,即PLC完成单台水泵抽真空、启泵、开液压阀等自动控制,并完成运行停止。
检修:可操作任一水泵电机,闸阀,电磁阀的开关,可以实现不通过PLC完成水泵的启停。
相互动作互不闭锁。
9、实施监测水泵各工况参数,包括水位、电压、电流、压力、功率、温度、振动、真空度等。
10、实现远程编程、现场编程、完善修改系统功能。
11、具有较强的兼容性和扩展性。
12、根据以往同类设备运行的经验,自动注水环节对整个系统运行的可靠性起着至关重要的的作用,为保证该环节的可靠运行,采用工作原理不同而且抽真空管路相互独立的真空泵及水射流两种方式来完成自动注水环节。
采用运行可靠、实现真空度高、抽真空时间短的真空泵运行为主,以水射流为辅的原则。
为进一步提高可靠性,真空泵可采取一用一备的冗余配置。
水射流以消防洒水为能源。
二、设计依据2.1 设计依据某科技设计研究院《某煤业有限公司某煤矿+50中央水泵房主排水泵控制》《ZP-30矿用自动排水控制装置企业标准》Q/CN09-2009《KXJ1-200/660-3矿用隔爆兼本质安全型自动排水控制器企业标准》Q/CN08-2009GB 3836-2000爆炸性气体环境用电气设备系列标准《煤炭工业矿井设计规范》《煤矿安全规程》(2005);《电工电子产品环境条件》GB4796《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》GB20062《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058《低压电器电控设备》GB4720-84《电气装置安装工程盘、柜及二次回路接线施式及验收规范》GB50171-92 《低压开关和控制设备的外壳防护等级》IEC144《包装储运图示标志GB/T 》191-2000《高低压配电设计规范》(GB50054-95)《矿用一般型电器设备》(GB12173-90)《外壳防护等级的分类》(GB4208-84)《煤矿通讯、检测、控制用电工电子产品通用技术要求》(MT209-90)《电力装置的继电保护和自动装置的设计规范》(GB50062-92)《应用电视设备安全要求》(GB14861-93)《安全防范工程程序与要求》(GA/T 75-94)《可编程仪器的数字接口》ANSI4882.2 适用环境海拔高度:≤1100m;工作温度: 0~60℃存储温度: -40~85℃工作湿度: 5~95%工作环境:无滴水及震动保护等级: IP54(不低于)防爆类型:隔爆,本安环境温度: -5°~+40℃;地震:抗震设防烈度为6度。
2.3水泵及控制对象描述主水泵:六台流量:扬程:结构说明:电机:6kV 710kW 采用电抗器降压启动系统供电电压:AC6K V±15%;电网为50Hz正弦波,电压幅值波动-10%~+10%;控制回路电压:系统的输入电源为两路独立的127V单相50HZ交流电,电源采用防爆型式,并配有后备电池。
控制对象:电动球阀(22个)、电液动闸阀(6台)、电抗降压启动器(6台);2.4 现场情况及系统配置项目性质:新建项目设备类型:隔爆兼本质安全型隔爆型电动机:耐磨多级离心泵:数量:六台现场条件:煤矿井下温度信号:电机采购时自带一路PT100温度传感器检测电机运行温度,另加装温度传感器检测电机轴承温度。
流量信号:每路主排水管安装矿用超声波流量传感器压力、真空度:在每台水泵的吸水口安装本安型负压传感器、在每台水泵的出水口安装本安型压力传感器、在每路主排水管安装本安型压力传感器主排水管:两路防爆电动闸阀:六台提供开到位、关到位、过转矩等信号排真空方式:以抽真空为主、水射流为备用,排真空管路直径:1英寸电量信号:电流二次侧信号:AC 0-5A由低压智能馈电开关的微机控制综合保护器提供电压二次侧信号:AC 100V由低压智能馈电开关的微机控制综合保护器提供中央变电所进线电流:二次侧信号AC 0-5A水位检测:两台投入式液位传感器,一用一备;两只浮球开关备用。
控制方式:自动模式、软手动模式、远程控制模式、检修模式(配置就地控制箱) 地面控制中心:工控机、光口交换机、组态软件、操作台、光纤等PLC 类型:西门子S7300系列电机启动方式:电抗器降压启动三、系统特点3.1 安全可靠性1、拥有高可靠性的多线制开关量接口“星型”结构模式所谓多线制结构模式就是控制核心PLC与被控设备采用多线制的开关量接口作为控制及反馈的接口,因为开关量本身具有不受周围环境干扰的特点,同时这种结构本身是一种“星型结构”,所以某一故障点不会影响其它环节的工作,也就是说整个系统具有极高的可靠性。
系统结构见下图:主排水泵房自动化控制方案说明多线制开关量接口“星型”结构模式8主排水泵房自动化控制方案说明这种结构形式具有如下特点:A、手动(检修)模式为真正意义上的手动(检修)模式。
如上图所示:自动模式下由PLC通过开关量输出模块控制被控设备,当系统转为手动模式,或者PLC故障、PLC失电等特殊情况下,系统自动转为手动模式,可以通过操作就地控制柜上的按钮以纯继电控制的方式进行手动操作,而不是通过PLC或数据口通讯的方式控制被控设备。
B、系统具有高可靠性因为开关量本身具有不受周围环境干扰的特点,同时这种结构本身是一种“星型结构”,所以某一故障点不会影响其它环节的工作,也就是说整个系统具有极高的可靠性。
C、手动操作方式为集中操作对于某一台泵而言,其手动操作完全可以通过在水泵附近的就地操作柜进行全部的手动操作,例如真空泵操作、射流阀操作、排气阀操作、排水泵操作、主排水电动阀操作等等,不用到这些被控设备附近进行操作。
D、主排水泵运行电量的采集灵活主排水泵运行电量的采集即可以通过电磁启动器的微机综保的智能数据接口采集,也可以通过多线制方式直接采集二次侧的电流、电压输出,第二种采集方式特别适合于矿井电力自动化占用微机综保的智能数据接口情况下的电量采集。
E、系统布线较复杂由于系统采用了多线制星型的结构,所以必然造成布线较多、较复杂的缺点,但也正因如此,为系统的可靠运行提供了保证。
与此种结构相对应的是总线制“树型”结构,如下图主排水泵房自动化控制方案说明总线制“树型”结构10这种结构具有如下特点:A、采用树型结构,系统的可靠性由所有树型结点共同的可靠性来决定由于系统采用了PLC与各节点(例如电动闸阀控制柜)之间的MODBUS总线通讯的方式,而节点的核心是一枚单片机为核心的国产设备控制单元,其可靠性远低于西门子S7300为核心的PLC,更低于纯继电控制的多线制开关量控制模式,所以系统总体的可靠性就会降低。