濟(jì)源科靈和北京威通排水自動化方案及比較.doc

濟(jì)源科靈和北京威通排水自動化方案及比較說明：按照抗災(zāi)型排水系統(tǒng)攻關(guān)組和有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)的指示精神，經(jīng)反復(fù)和入選的兩家公司交流，濟(jì)源科靈和北京威通分別就古漢山中央泵房、演馬老泵房初步做出了各自的排水自動化方案。現(xiàn)將他們做的方案和我們的比較分析意見向大家匯報(bào)如下。一、濟(jì)源科靈方案（古漢山中央泵房）及預(yù)算一）方案井下泵站單泵淹井及多泵自動控制系統(tǒng)方案一、 概述煤炭行業(yè)是我國的支柱產(chǎn)業(yè)。煤礦井下排水設(shè)備對保證礦井正常生產(chǎn)起著重要的作用。隨著國家節(jié)能減排政策的執(zhí)行以及煤炭行業(yè)高產(chǎn)高效的發(fā)展，井下排水問題更成為制約煤炭生產(chǎn)的關(guān)鍵因素。 目前國內(nèi)礦井的排水系統(tǒng)多采用傳統(tǒng)的人工進(jìn)行監(jiān)測，人工加繼電器進(jìn)行控制的方法。傳統(tǒng)方法控制線路復(fù)雜，設(shè)備運(yùn)行的自動化程度低，可靠性相對較差，工人勞動強(qiáng)度大，排水系統(tǒng)應(yīng)急能力不足，存在一定的安全隱患，不適應(yīng)煤炭工業(yè)發(fā)展的需要。本方案設(shè)計(jì)了井下排水系統(tǒng)的控制系統(tǒng)， 采用PLC(可編程控制器)構(gòu)建成的就地控制系統(tǒng)方式，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)繼電器控制的種種缺陷與不足，提高了工作可靠性和穩(wěn)定性，具有使用壽命長、維護(hù)方便的特點(diǎn)。二、自動控制優(yōu)化原則1、高效原則以排水效率為基本原則，根據(jù)涌水量的大小，優(yōu)先運(yùn)行高效水泵。在單泵單管工況下：排水系統(tǒng)效率低于60%，要退出運(yùn)行，報(bào)警，修理。多管排水系統(tǒng)，水泵運(yùn)行正常，排水系統(tǒng)效率仍然低于60%，需對管網(wǎng)進(jìn)行強(qiáng)制檢修。效率計(jì)算：根據(jù)水泵理論=5.6，為排水系統(tǒng)效率，=123，1為電動機(jī)效率2為水泵效率3為管網(wǎng)效率，H為水泵揚(yáng)程，Q為排水流量，為流體密度，I為供電電流，U為供電電壓，Cos為功率因數(shù)，1在電機(jī)正常時(shí)為固定值，因此影響排水系統(tǒng)效率的因素為水泵效率和管網(wǎng)效率， 在較短的時(shí)間段內(nèi)和管路沒有變化的情況下，管網(wǎng)的效率不會發(fā)生突變，如果排水系統(tǒng)效率降低，那么基本判斷是水泵效率降低，如果排水系統(tǒng)效率緩慢降低，可以和就近的高效率運(yùn)行泵比較，如果效率差距明顯，則是水泵問題，如果多臺水泵效率都低，則是管網(wǎng)問題。管網(wǎng)效率是影響所有泵的排水效率，在管網(wǎng)正常時(shí)，每臺泵投入運(yùn)行前需要檢測泵的運(yùn)行效率，并將數(shù)據(jù)存入計(jì)算機(jī)，在運(yùn)行一段時(shí)間后，將所有泵的效率和這個(gè)值作比較，如果大多數(shù)泵的效率和這個(gè)值相差不大，則說明管網(wǎng)沒有問題，否則認(rèn)為管網(wǎng)有問題。2、輪換原則在確保安全的前提下，以保證電機(jī)不受潮為原則，同一泵房內(nèi)，效率大于60%的水泵進(jìn)行輪流運(yùn)行，輪換頻率及周期根據(jù)季節(jié)及礦方要求制定。確定合理不受潮時(shí)間，這個(gè)時(shí)間又根據(jù)季節(jié)而變化。3、峰谷原則集團(tuán)公司網(wǎng)高峰期：8：0012：00，18：0022：00平谷期：12：0018：00，22：0024：00低谷期：0：008：00國電網(wǎng)高峰期：18：0022：00尖峰期：8：0012：00平谷期：12：0018：00，22：0024：00低谷期：0：008：00高水位較高水位中水位低水位尖峰期高峰期平谷期低谷期表示加開泵，表示減停泵，表示保持根據(jù)季節(jié)及礦涌水量情況，調(diào)節(jié)水位設(shè)定，確定開泵臺數(shù)及運(yùn)行時(shí)間。三、控制系統(tǒng)古漢山礦井下泵房共有十四臺水泵，將其中一臺水泵控制按抗災(zāi)性能試驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，其他水泵按智能控制設(shè)計(jì)。排水監(jiān)控系統(tǒng)分三大部分，分別為井上計(jì)算機(jī)監(jiān)控部分，井下PLC控制部分，一次儀表部分?？刂葡到y(tǒng)可擴(kuò)展淹井控制的硬件和軟件。1、井上設(shè)置一臺監(jiān)控計(jì)算機(jī)，選用臺灣研華IPC610工控機(jī)，組態(tài)軟件選用西門子512點(diǎn)WINCC亞洲版，以太網(wǎng)卡選用西門子公司的CP1616卡與交換機(jī)連接，井上通過OPC方式和主網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。同時(shí)在井上安裝一臺防水液位計(jì)，由井上直接供電作為淹井時(shí)水位指示。2、井下部分控制主機(jī)選用西門子S7-300 PLC，為加強(qiáng)可靠性，S7-300 PLC采用雙機(jī)軟件故障自動切換，雙電源直流24伏供電，所有模擬量和開關(guān)量均由安全珊進(jìn)行隔離。就地配有觸摸屏可就地進(jìn)行遙控、本地自動、本地手動方式切換運(yùn)行。井上和井下通過光纜連接。3、一次儀表部分，管道水流量測量選用日本恒河潛水型電磁流量計(jì)，安裝在進(jìn)水管垂直段，水倉水位監(jiān)測選用三種類型的傳感器，分別為超聲波液位計(jì)，投入式液位計(jì)和接點(diǎn)型水位開關(guān)。超聲波液位計(jì)安裝在進(jìn)水口水面上一米處，投入式液位計(jì)安裝在最低水位上方20cm處，同時(shí)在小井側(cè)壁安裝三個(gè)節(jié)點(diǎn)水位開關(guān)，這三個(gè)水位檢測傳感器在正常工作時(shí)是并聯(lián)關(guān)系，只要一個(gè)發(fā)出信號，即可控制水泵工作，當(dāng)某個(gè)設(shè)備有問題時(shí)，其他設(shè)備可以替代。管道水壓測量選用擴(kuò)散硅壓力變送器，吸水管真空度、高壓水管壓力檢測均選用擴(kuò)散硅壓力變送器，電機(jī)三相定子、兩端軸承溫度選用PT100鉑電阻，水泵供電電壓、電流、功率、功率因數(shù)、開關(guān)狀態(tài)等參數(shù)由高壓開關(guān)提供，電氣的各種保護(hù)參數(shù)也由供電子系統(tǒng)提供。在每臺電機(jī)底座和水泵底座安裝振動傳感器，檢測電機(jī)和水泵的振動頻率并繪制成曲線。所有的一次儀表盡量選用IP67防水等級。射流泵的啟停由防爆電磁閥控制，在主管路和抽真空管路分別安裝防爆電磁閥，射流泵的高壓水引自主出水管路。水泵的出口安裝多功能閥門，在水泵啟動時(shí)，該閥門可延時(shí)開啟，當(dāng)出口壓力滿足要求時(shí)完全打開，當(dāng)水泵關(guān)閉時(shí)，該閥門可按設(shè)定的時(shí)間緩慢關(guān)閉，消除水錘現(xiàn)象。4、淹井部分：在井下14臺泵中選擇一臺作為淹井試驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。、抗災(zāi)型水泵控制所需檢測設(shè)備有：投入式液位計(jì)一臺，水泵出口壓力變速器一臺，真空壓力變速器一臺，電機(jī)定子溫度，軸承溫度變速器一套，潛水型電磁流量計(jì)一臺，電機(jī)振動傳感器一個(gè)，水泵振動傳感器一個(gè)，抽真空電磁閥一個(gè)，射流控制電磁閥一個(gè)。、抗災(zāi)型水泵控制主機(jī)不單獨(dú)設(shè)置，和其他水泵控制主機(jī)共用，為了試驗(yàn)防水性能，可把其中一臺主機(jī)改為防水型，具體措施為，把可編程控制箱的所有進(jìn)出電纜改為不銹鋼防水接頭。、抗災(zāi)型水泵控制所有檢測設(shè)備電纜不轉(zhuǎn)接直接進(jìn)入可編程控制箱，檢測設(shè)備電纜出口改用防水接頭。這樣就保證了設(shè)備到可編程控制箱之間沒有任何接頭，除電磁閥以外的所有檢測設(shè)備的供電均由可編程控制箱內(nèi)部提供，為本安輸出。、抗災(zāi)型水泵檢測設(shè)備，投入式液位計(jì)本身具有防水功能，溫度檢測鉑電阻可定制為防水型，其他傳感器需單獨(dú)制作外殼，殼體材料選用不銹鋼，把傳感器或二次儀表放進(jìn)去再用環(huán)氧樹脂整體澆鑄，電纜出線部分選用不銹鋼防水接頭。、其他水泵控制系統(tǒng)用傳感器盡量選用礦用防爆產(chǎn)品，但目前礦用防爆產(chǎn)品比較少，可選的產(chǎn)品不多。溫度傳感器為礦用防爆產(chǎn)品，功能符合要求，管路控制用電磁閥為礦用防爆產(chǎn)品，其他壓力傳感器、液位計(jì)、振動傳感器、電磁流量計(jì)等均為本安廠用防爆產(chǎn)品。、操作臺選用礦用本安型，由于泵的數(shù)量較多故選用兩個(gè)操作臺?？捎冒粹o控制泵的電源，和抽真空電磁閥和射流電磁閥開閉，也可通過觸摸屏進(jìn)行控制。四、系統(tǒng)主要功能4.1系統(tǒng)對電動機(jī)啟停，射流泵，抽真空電磁閥具有遙控/本地自動控制本地手動控制三種工作方式。遙控是指由井人員通過工控機(jī)進(jìn)行控制，本地手動控制是在設(shè)備安裝調(diào)試和檢修時(shí)使用。4.2每臺水泵可設(shè)置“運(yùn)行”、“備用”、“檢修”三種工作方式?！斑\(yùn)行”是指該泵運(yùn)行型正常，效率比較高，隨時(shí)可投入運(yùn)行?！皞溆谩笔侵冈摫眠\(yùn)行效率比較低，正常情況不用，為了防潮可短時(shí)運(yùn)行。“檢修”是指該泵有問題正在檢修，不能運(yùn)行。4.3系統(tǒng)自動判斷水泵和排水管路的效率和累計(jì)運(yùn)行時(shí)間,對效率和累計(jì)運(yùn)行時(shí)間超過規(guī)定的及時(shí)警示和提醒進(jìn)行更換?？赏ㄟ^計(jì)算機(jī)設(shè)定最長累計(jì)運(yùn)行時(shí)間。累計(jì)運(yùn)行時(shí)間是指從檢修完成到現(xiàn)在的立即運(yùn)行時(shí)間。4.4在正常自動運(yùn)行狀態(tài)下，系統(tǒng)能根據(jù)吸水井水位、水位上升速率等檢測計(jì)算值判斷礦井涌水量，自動控制啟、停水泵以及自動判斷啟、停臺數(shù)；系統(tǒng)能根據(jù)電力避峰填谷原則，依據(jù)電力用電峰谷變化自動實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行；系統(tǒng)能根據(jù)水泵及排水管網(wǎng)效率優(yōu)先啟動高效率水泵及開通高效率排水管路，使系統(tǒng)保持高效運(yùn)行；系統(tǒng)能夠根據(jù)輪換工作原則，自動實(shí)現(xiàn)水泵的輪換運(yùn)行，避免電動機(jī)受潮。系統(tǒng)通過以上方式以安全高效為基本原則達(dá)到自動化節(jié)能優(yōu)化運(yùn)行。4.5系統(tǒng)當(dāng)?shù)V井發(fā)生突、透水等重大事故情況時(shí)的應(yīng)急處理程序，從而實(shí)現(xiàn)災(zāi)害情況下排水系統(tǒng)的抗災(zāi)型有序運(yùn)行。應(yīng)急處理程序的編制雙方協(xié)商商定。初步考慮：進(jìn)入應(yīng)急處理程序，執(zhí)行應(yīng)急處理程序，應(yīng)急處理程序完成，關(guān)閉PLC電源，關(guān)閉供電設(shè)備電源。4.6模擬量檢測的數(shù)據(jù)主要有：進(jìn)水口水位、水泵軸溫、電機(jī)定子及軸承溫度、供電電流、供電電壓、功率、功率因數(shù)、吸水管真空度、排水管壓力、流量、振動頻率、水泵及排水系統(tǒng)效率等。數(shù)字量檢測的數(shù)據(jù)主要有：手動、自動控制方式，遠(yuǎn)程、就地控制方式，水泵啟、停狀態(tài)，水泵故障信號，水泵電機(jī)啟、停狀態(tài)，各電磁閥的開、關(guān)狀態(tài)等。4.7系統(tǒng)可實(shí)時(shí)采集所有的模擬量和開關(guān)量，并可間隔時(shí)間記錄，采集值可保存到數(shù)據(jù)庫中，當(dāng)采集的值和設(shè)定值發(fā)生偏差時(shí)，可按故障級別分別發(fā)出相應(yīng)的報(bào)警和控制水泵動作。能夠模擬顯示系統(tǒng)的整體運(yùn)行狀態(tài)和設(shè)備的檢測值，可實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)各設(shè)備的故障信息，主要的模擬量參數(shù)水位、流量、電流、壓力、效率等可實(shí)時(shí)繪制成時(shí)間曲線并能存入數(shù)據(jù)庫。4.8可將系統(tǒng)的各種參數(shù)狀態(tài)、故障及開停時(shí)間、水泵及管網(wǎng)效率統(tǒng)計(jì)等信息記錄到歷史數(shù)據(jù)庫中，并可進(jìn)行分時(shí)間段查詢。4.9通過數(shù)據(jù)自動采集連續(xù)檢測進(jìn)水口水位，并根據(jù)不同水位段的上升速率，判斷（計(jì)算）礦井的涌水量，控制水泵的啟停和運(yùn)行臺數(shù)。同時(shí)根據(jù)涌水量的變化，設(shè)置緩慢、正常、快、很快，并設(shè)置報(bào)警，及改變報(bào)警頻率 4.10具備故障記錄，歷史數(shù)據(jù)查詢、打印等功能。打印分人工打印、自動打印、事故打印等。4.11電氣保護(hù)：過電壓、欠電壓、失壓、過電流、漏電、過負(fù)荷、速斷等電氣保護(hù)功能由井下供電監(jiān)控子系統(tǒng)提供，并以此計(jì)算、判斷電動機(jī)的工況。 4.12超溫保護(hù)：電動機(jī)的三相定子、兩端軸承和水泵軸承設(shè)溫度傳感器，系統(tǒng)接受其輸出信號，當(dāng)溫度超過設(shè)定值和上升速率超過規(guī)定時(shí)，應(yīng)及時(shí)報(bào)警并退出運(yùn)行。4.13水泵啟動保護(hù)：根據(jù)水泵啟動時(shí)流量、壓力、真空度等參數(shù)自動判斷水泵是否正常啟動，非正常啟動時(shí)能及時(shí)報(bào)警并順序啟動下臺水泵。4.14當(dāng)電機(jī)、水泵、系統(tǒng)故障時(shí)，能及時(shí)發(fā)出告警信息并在監(jiān)視后臺以聲光、閃爍、推畫面等顯著警示，并顯示故障情況。嚴(yán)重時(shí)，閉鎖投入使用，并警示工作人員修復(fù)。4.15就地啟停水泵采取硬件連鎖和啟停開關(guān)串聯(lián)消除誤動作4.16系統(tǒng)通訊接口采用統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)的接口組件，通訊協(xié)議采用標(biāo)準(zhǔn)、開放的協(xié)議，能夠與整個(gè)礦井綜合自動化信息系統(tǒng)無縫連接，負(fù)責(zé)為接入礦井綜合自動化信息系統(tǒng)提供技術(shù)支持。4.17有足夠的升級冗余。六、一次儀表選型特點(diǎn) 水泵排水流量測量，選用日本恒河機(jī)電公司生產(chǎn)的AXF300W電磁流量計(jì),該產(chǎn)品是國內(nèi)唯一通過“MA”認(rèn)證。管徑（mm）：DN300, 流速(m/s)：0.01-12測量精度：0.5%， 顯示器及顯示內(nèi)容：瞬時(shí)流量、累積流量輸出格式：4-20MA， 測量介質(zhì)：水工作方式：分體式，傳感器和儀表分開，傳感器可以長期在水中工作 水位測量選用德國恩德斯+豪斯公司（簡稱E+H公司）的FMU42-4MB2C22A一體化超聲波液位計(jì)，E+H公司是國際知名的儀器儀表公司，生產(chǎn)高質(zhì)量儀器、儀表產(chǎn)品，取得了國內(nèi)儀器儀表的防爆合格證。在國內(nèi)大型項(xiàng)目有很多應(yīng)用。溫度：-40-80，操作壓力：2.5bar 過程連接：DN80或DN100測量端材質(zhì)：PVDF, 密封：EPDM, 盲區(qū)：0.4m, 最大量程：10m輸出:4-20Ma, 電源：24DVC電磁閥選用老牌國企鞍山電磁閥有限公司A100ED-SBO23300系列，該產(chǎn)品是引進(jìn)德國HERION公司技術(shù)制造的直動式雙向法蘭連接電磁閥。使用介質(zhì)：水、氣、油， 流動方向：任意介質(zhì)溫度：-20-80；-40-180（Exd CT3）環(huán)境溫度：-20-40， 安裝位置：垂直（通徑大于DN50）從零Mpa開始工作，無壓差， 可達(dá)1.3310-4Mpa真空，可實(shí)現(xiàn)正、反兩個(gè)流向。七、系統(tǒng)配合要求1、需提供控制水泵電機(jī)的輸入無源啟動觸點(diǎn)、停止觸點(diǎn)、提供電機(jī)運(yùn)行無源輸出觸點(diǎn)。2、 高壓開關(guān)保護(hù)器需提供符合國際標(biāo)準(zhǔn)的MODBUS協(xié)議的通訊接口及相關(guān)的開關(guān)狀態(tài)參數(shù)和保護(hù)數(shù)據(jù)。3、 提供防爆380V三相電源。4、 提供127V單相電源。二）預(yù)算 二、北京威通方案（演馬井底老泵房）和預(yù)算一）方案焦作煤業(yè)集團(tuán)演馬礦井下老泵房監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)北京威通誠信機(jī)電科技有限責(zé)任公司2008年8月一、系統(tǒng)概述 本系統(tǒng)是對焦作煤業(yè)集團(tuán)演馬礦井下一水平老泵房排水系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測監(jiān)控、就地或遠(yuǎn)程控制、以及對突發(fā)情況的應(yīng)急處理等自動化改造。通過改造，實(shí)現(xiàn)無人值守下排水系統(tǒng)的自動化運(yùn)行。系統(tǒng)具有高可靠和高穩(wěn)定性、易維護(hù)性、高效節(jié)能性等特點(diǎn)。二、控制原則系統(tǒng)本排水系統(tǒng)的總體控制原則是：對水泵房內(nèi)所有水泵，按照保持電機(jī)不受潮，排水效率高，避峰填谷的原則，根據(jù)礦井涌水量的情況編制運(yùn)行程序，確保排水系統(tǒng)工作在最佳狀態(tài)。對所有水泵實(shí)行實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)和故障檢測，并能根據(jù)檢測實(shí)現(xiàn)提示、警告警示、預(yù)警、報(bào)警等功能。1、輪換運(yùn)行原則根據(jù)水泵房的潮濕程度，在確保安全高效和保證電機(jī)不受潮的前提下編制控制程序。對所有能夠運(yùn)行的水泵（檢修泵除外），強(qiáng)制輪流運(yùn)行，力求在兼顧水泵電機(jī)不受潮的前提下確保系統(tǒng)的高效運(yùn)行。2、高效原則1）排水系統(tǒng)效率原則根據(jù)涌水量的大小，優(yōu)先運(yùn)行高效率水泵。（1）排水系統(tǒng)效率的設(shè)定值是63%。當(dāng)?shù)陀诖酥禃r(shí)，系統(tǒng)給予“效率降低”警示。提示現(xiàn)場及時(shí)查找原因并處理。（2）當(dāng)排水系統(tǒng)效率低于設(shè)定值的95%時(shí)發(fā)出“低效檢修”報(bào)警。警示現(xiàn)場及時(shí)查找原因并處理（3）當(dāng)效率低于設(shè)定值的90%時(shí)強(qiáng)制退出運(yùn)行，并發(fā)出“必須檢修”警示，責(zé)令現(xiàn)場及時(shí)處理。（整個(gè)排水系統(tǒng)的效率分為水泵效率和管網(wǎng)效率，視效率情況區(qū)分檢修目標(biāo)）。備注：排水效率的計(jì)算方法：根據(jù)水泵理論=5.6 ，為排水系統(tǒng)效率，=123，1為電動機(jī)效率2為水泵效率3為管網(wǎng)效率，H為水泵揚(yáng)程，Q為排水流量，為流體密度，I為供電電流，U為供電電壓， Cos為功率因數(shù)，1在電機(jī)正常時(shí)為固定值。因此可以得出影響排水系統(tǒng)效率的主要因素只有水泵本身的效率和管路效率。 3、避峰填谷原則 按照避峰填谷的原則和汛期、非汛期及涌水量的穩(wěn)定情況，確定排水水位范圍和開泵數(shù)量。附電力峰谷周期：a.集團(tuán)公司網(wǎng)用電高峰期：8：0012：00；18：0022：00用電平谷期：12：0018：00；22：0024：00用電低谷期：0：008：00b.國網(wǎng)用電高峰期：18：0022：00用電尖峰期：8：0012：00用電平谷期：12：0018：00；22：0024：00用電低谷期：0：008：00設(shè)定排水系統(tǒng)高、較高、中、低四個(gè)水位，在用電高峰期，當(dāng)水位上升至中水位時(shí)，可暫時(shí)不增加排水能力，只有在水位上升至較高水位時(shí)再增加排水能力。在用電尖峰期，當(dāng)水位上升至較高水位時(shí)，可暫時(shí)不增加排水能力，只有在水位上升至高水位時(shí)再增加排水能力。在用電低谷期，當(dāng)水位上升到中水位時(shí)，增加開泵臺數(shù)，將水排至低水位。（汛期時(shí)按照低水位運(yùn)行的原則編制程序，非汛期時(shí)按上述程序執(zhí)行）非汛期程序編制原則如下表：高水位較高水位中水位低水位尖峰期加開水泵保持保持減泵高峰期加開水泵加開水泵保持減泵平谷期加開水泵加開水泵保持減泵低谷期加開水泵加開水泵加開水泵減泵一、 突發(fā)大量涌水、淹井情況（主要針對試驗(yàn)泵組） 對蓄水池水位進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測，根據(jù)水位計(jì)輸出模擬量線性變化的特點(diǎn)編制程序，人為的把蓄水池的水位分段，結(jié)合水泵的排水量，可計(jì)算出礦井蓄水池單位體積的蓄水量。由于我們在每臺水泵上都安裝了流量計(jì)，進(jìn)而可計(jì)算出單臺水泵單位時(shí)間內(nèi)的排水量，故而能測算出排掉蓄水池單位體積的水需要多久時(shí)間。在突發(fā)大量涌水時(shí)可以測算出單位時(shí)間內(nèi)的涌水量，當(dāng)此單位時(shí)間內(nèi)涌水量大于所有非檢修泵的單位時(shí)間內(nèi)排水能力的時(shí)候，系統(tǒng)給予顯著警示（也可設(shè)計(jì)為同時(shí)自動進(jìn)入強(qiáng)排水狀態(tài)或者手動進(jìn)入強(qiáng)排水狀態(tài)）。為了解決在淹井或突發(fā)大量涌水的情況下排水系統(tǒng)依然能夠正常進(jìn)行排水，本系統(tǒng)采用由井上變電所電源直接逐臺操作井下水泵運(yùn)行的工作方式。在井上單獨(dú)設(shè)置一個(gè)PLC控制部分，在突發(fā)淹井時(shí)立即停掉井下PLC控制部分，改由井上PLC控制部分控制水泵的啟停。此種情況下只有手動控制方式，同時(shí)設(shè)投入式液位計(jì)，該液位計(jì)由井上電源供電，負(fù)責(zé)檢測淹井時(shí)的淹井水位線。并時(shí)實(shí)顯示以備了解淹井時(shí)的水位變化情況。二、 系統(tǒng)構(gòu)成本排水自動化控制系統(tǒng)分為三大部分：1）礦井上監(jiān)控計(jì)算機(jī)部分；2）井上PLC控制部分（突發(fā)淹井時(shí)使用）；3）礦井下水泵房PLC控制部分（4）檢測用儀器儀表部分。系統(tǒng)構(gòu)成圖如下：1、 礦井上監(jiān)控計(jì)算機(jī)部分由工控機(jī)（IPC610）、以太網(wǎng)卡(研華)以及用WINCC組態(tài)軟件開發(fā)的監(jiān)控界面。數(shù)據(jù)傳輸形式為OPC方式。2、 井上PLC控制部分由西門子S7-300plc、以太網(wǎng)接口模塊以及控制臺組成。3、 井下水泵房PLC控制部分由西門子S7-300plc、觸摸屏（西門子op270）以及就地操作臺組成。S7-300plc的開關(guān)量和模擬量接點(diǎn)均具有安全柵隔離功能，且采用雙電源供電模式，大大提高了穩(wěn)定性。備注：為了達(dá)到礦方的隔爆要求井下PLC部分的觸摸屏只能具備查詢功能而不具備觸摸操作功能。4、 檢測用儀器儀表部分 電機(jī)溫度采用本機(jī)自帶的溫度傳感器檢測，水泵溫度檢測采用PT100熱電偶（貼片式）進(jìn)行檢測。管路壓力采用HB26S壓力傳感器（沈陽儀表科學(xué)院）進(jìn)行檢測。水泵真空度采用HB26Z（沈陽儀表科學(xué)院）真空度傳感器進(jìn)行檢測。管路流量采用AFX300W潛入式電磁流量計(jì)（日本恒河）進(jìn)行檢測。吸水池水位采用投入式液位計(jì)（唐山大方），水倉水位采用西門子超聲波液位計(jì)進(jìn)行檢測。射流電磁閥采用A100ED-SBO23300(鞍山)法蘭盤電磁閥進(jìn)行控制，該閥抗壓能力遠(yuǎn)強(qiáng)于螺紋電磁閥。設(shè)置震動傳感器（本安電路），安裝在電動機(jī)和水泵的公用底座上。對電機(jī)和水泵的震動情況進(jìn)行檢測。其外殼防護(hù)等級不低于IP67。注：（1）主要針對實(shí)驗(yàn)泵組，其他水泵所需設(shè)備見設(shè)備清單。 （2）所列設(shè)備能滿足礦方的防爆要求，但其防水以及抗水壓能力還需要進(jìn)行檢驗(yàn)證明。三、 本系統(tǒng)的主要功能1、 系統(tǒng)有三種控制方式，分別為手動控制、自動控制以及遠(yuǎn)程控制。2、 每臺水泵都有運(yùn)行、檢修、備用三種工作方式。3、 能夠?qū)崟r(shí)采集和顯示水泵的運(yùn)行效率、運(yùn)行時(shí)間、電壓電流、水泵溫度、電機(jī)溫度、水倉水位、吸水池水位、真空度等模擬量和開關(guān)量。4、 系統(tǒng)具有故障報(bào)警功能，比如水位超限、電機(jī)、水泵震動過大、電機(jī)超溫等報(bào)警功能。5、 系統(tǒng)在正常的自動運(yùn)行狀態(tài)下，能夠在輪換原則、避峰填谷原則、高效原則以及當(dāng)前涌水量的前提下自動啟動停止水泵，以及選擇水泵運(yùn)行的臺數(shù)。6、 系統(tǒng)在突發(fā)淹井時(shí)能夠啟動應(yīng)急程序，由井上手動控制水泵的啟動和停止。7、 系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)查詢、故障記錄以及打印功能。8、 系統(tǒng)具有電氣保護(hù)功能，其中過壓，欠壓，過流等參數(shù)由變電所監(jiān)控系統(tǒng)提供，可以通過此參數(shù)計(jì)算、分析、判斷水泵房電機(jī)的運(yùn)行情況。9、 系統(tǒng)具有就地控制、遠(yuǎn)程控制的閉鎖功能，設(shè)備運(yùn)行、檢修的閉鎖功能。10、 水泵啟動時(shí)具有自動檢測水泵啟動條件的閉鎖功能。11、 系統(tǒng)的通訊接口標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一，通訊協(xié)議開放，方便接入自動化平臺中。12、 系統(tǒng)具有功能擴(kuò)展冗余。四、系統(tǒng)要求1、 單相127V電源。2、 水泵啟動、停止以及啟動輸出的無源接點(diǎn)。3、 高開綜合保護(hù)器提供通用標(biāo)準(zhǔn)的通訊協(xié)議接口以及電壓電流量等相關(guān)數(shù)據(jù)。二）預(yù)算三、北京威通誠信、濟(jì)源科靈電器方案比較表安全抗災(zāi)型礦井排水自動化系統(tǒng)北京威通誠信、濟(jì)源科靈電器方案比較下面藍(lán)色字體部分為在比較時(shí)想到的問題，紅色字體為差異較大的地方。 廠家設(shè)備名稱北京威通誠信濟(jì)源科靈電器系統(tǒng)及主要組成部分對比備注水泵數(shù)量12臺，其中需進(jìn)行防爆防水檢測試驗(yàn)的水泵為1臺。14臺，其中需進(jìn)行防爆防水檢測試驗(yàn)的水泵為1臺濟(jì)源多2臺泵系統(tǒng)控制原則輪換運(yùn)行原則、高效原則、避峰填谷原則高效原則、輪換原則、峰谷原則組態(tài)軟件WINCC（亞洲版），報(bào)價(jià)14萬WINCC,完全版512變量，報(bào)價(jià)6萬北京多14萬編程軟件西門子STEP-7，報(bào)價(jià)4萬西門子V5.4，報(bào)價(jià)1.5232萬規(guī)格型號不同。北京多2.476萬工控機(jī)研華610S，報(bào)價(jià)2.5萬；21”HP液晶顯示器，報(bào)價(jià)0.55萬研華IPC610，報(bào)價(jià)1.7萬；三星19寸液晶顯示器，報(bào)價(jià)0.38萬規(guī)格型號不同。北京偏高打印機(jī)HP，報(bào)價(jià)0.25萬1600K，報(bào)價(jià)0.5萬規(guī)格型號不同。濟(jì)源多0.25萬UPS電源無山特2KVA，報(bào)價(jià)0.72萬擬配置使工作穩(wěn)定PLC控制部分及操作臺分井上控制部分和井下控制部分，報(bào)價(jià)分別為25萬和38萬；井下操作臺1個(gè)。以上兩者總報(bào)價(jià)為71.7萬（注：因?yàn)樵谠囼?yàn)階段，我們沒有安排井上配電柜，所以無需設(shè)置井上PLC控制部分。其功能應(yīng)在井下配電房處實(shí)現(xiàn)，或者僅在設(shè)計(jì)方案中對實(shí)現(xiàn)這種情況的可能性及實(shí)施方法做詳細(xì)闡述。這個(gè)問題已經(jīng)跟其技術(shù)人員溝通過，目前尚未見其發(fā)來新方案）僅井下PLC控制部分，且為雙機(jī)熱備；井下操作臺方案說因水泵數(shù)量多，所以設(shè)計(jì)了2個(gè)。兩者總報(bào)價(jià)為127.83萬（問題：在試驗(yàn)階段是否需要做PLC控制裝置的雙機(jī)熱備？方案中也未就如果有井上PLC部分時(shí)的情況做設(shè)計(jì)闡述。）擬設(shè)PLC一臺，操作臺一臺。井上及控制不配置，僅在設(shè)計(jì)方案中對實(shí)現(xiàn)對實(shí)現(xiàn)井上控制性能及實(shí)施方法做詳細(xì)闡述。交換機(jī)濟(jì)源在方案中是需要做交換機(jī)的，在開始的方案中他們做的是井上西門子、井下赫斯曼，經(jīng)溝通后全部改為赫斯曼，報(bào)價(jià)2.5萬/臺。（問題：試驗(yàn)中不需要設(shè)計(jì)井上PLC控制部分，井上僅有一臺工控機(jī)，在這種情況下是否還需要上交換機(jī)？另外，安全抗災(zāi)型排水自動化監(jiān)控系統(tǒng)以后是否走礦井綜合信息化平臺的環(huán)網(wǎng)通道，如果走此通道，那么低壓供電電源的設(shè)計(jì)是否有必要？）你不設(shè)交換機(jī)，其功能演馬接入礦井自動化平臺；古漢山在形成礦井自動化平臺時(shí)接入交換機(jī)。突發(fā)大涌水量情況應(yīng)急程序設(shè)計(jì)對發(fā)生突、透水事件做了應(yīng)急程序設(shè)計(jì)，并在方案中做了簡單闡述。針對發(fā)生突、透水事件的應(yīng)急程序編制未確定，只對流程做了考慮意見。應(yīng)做闡述觸摸屏為達(dá)到防爆要求，只能具備查詢功能而不具備觸摸操作功能。可通過觸摸屏進(jìn)行操作擬不用觸摸屏問題：井下操作臺是否需要觸摸屏，不考慮防爆方面，觸摸屏操作是否適合井下工人應(yīng)用？儀表部分針對試驗(yàn)泵組的檢測儀表（數(shù)量均為1臺水泵使用）1、 日本恒河AFX300W潛入式電磁流量計(jì)，3萬/臺；2、沈陽儀表科學(xué)院HB26S壓力傳感器，0.6萬/臺；3、沈陽儀表科學(xué)院HB26Z真空度傳感器，0.38萬/臺；4、PT100貼片式溫度傳感器，0.1萬/個(gè)；5、A100ED-SB023300法蘭連接電磁閥，每個(gè)泵組一個(gè)，3萬/個(gè)；6、振動傳感器，IP67（本安電路），每臺水泵1個(gè)，0.6萬/個(gè)；說明：所列設(shè)備能夠滿足防爆要求，但防水以及抗水壓能力還需要檢驗(yàn)證明。（注：我們的方案中要求對1臺水泵的檢測等進(jìn)行防爆防水設(shè)計(jì)，但在這個(gè)方案中未得到很好體現(xiàn)，僅僅是在檢測元件上與其他泵組有一點(diǎn)區(qū)別，在具體實(shí)施中未作詳細(xì)說明，比如在信號線路的防水上做了什么措施，在檢測元器件的防水上達(dá)到了什么防護(hù)等級或者做了什么措施。）1、日本恒河AFX300W潛入式電磁流量計(jì)，6.5萬/臺；2、麥克傳感器公司的本安擴(kuò)珊硅壓力變送器，0.42萬/臺；3、英國TROLEX公司本安絕壓壓力變送器，0.86萬/臺；4、PT100溫度傳感器，0.045萬/個(gè)；5、鞍山電磁閥有限公司DTBF-7000/127JB/50和DTBF-7000/127JB/25型號每個(gè)泵組各一套，報(bào)價(jià)為17.5+13.02=30.52萬/套；6、振動傳感器，英國TROLEX公司，每臺水泵2個(gè)，24.08萬/個(gè)；說明：所有一次儀表盡量選用IP67防水等級。把可編程控制箱的所有進(jìn)出電纜改為不銹鋼防水接頭，抗災(zāi)型水泵控制所有檢測設(shè)備電纜不轉(zhuǎn)接直接進(jìn)入可編程控制箱，檢測設(shè)備電纜出口改用防水接頭。除電磁閥以外的所有檢測設(shè)備的供電均由可編程控制箱內(nèi)部提供，為本安輸出?？篂?zāi)型水泵檢測設(shè)備，投入式液位計(jì)本身具有防水功能，溫度檢測鉑電阻可定制為防水型，其他傳感器需單獨(dú)制作外殼，殼體材料選用不銹鋼，把傳感器或二次儀表放進(jìn)去再用環(huán)氧樹脂整體澆鑄，電纜出線部分選用不銹鋼防水接頭。有待于大家決定井上投入式液位計(jì)無NIVELCO公司NPK-24-20，0.452萬/臺擬只陳述方案，不列入預(yù)算其他液位計(jì)1、超聲波水位計(jì)，西門子，2臺，1.8萬/臺；2、投入式液位傳感器，沈陽儀表（HB26S），3個(gè)，0.4萬/個(gè)；1、防爆超聲波