某大型露天礦泵站無人值守方案的設(shè)計與實現(xiàn)

1、    某大型露天礦泵站無人值守方案的設(shè)計與實現(xiàn)    張紅娟摘要：分析研山鐵礦四個泵站的分布情況及各泵站控制系統(tǒng)現(xiàn)狀，對四個泵站無人值守做了可行性分析，提出泵站集中值守控制方案。文章中詳細(xì)闡述了該泵站無人值守方案的設(shè)計及實施過程，對現(xiàn)有系統(tǒng)配置情況及新系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制、安全監(jiān)控、畫面顯示、統(tǒng)計計量和故障診斷等情況做了詳細(xì)說明。abstract： this paper analyzes the distribution of four pumping stations in yanshan iron mine and the status quo of th

2、e control systems of each pumping station. feasibility analysis on the unattended operation of the four pumping stations is made， and a control scheme for centralized monitoring of pumping stations is proposed. the article elaborated the design and implementation process of the unattended program of

3、 the pumping station， and elaborated the existing system configuration and the new system remote control， safety monitoring， screen display， statistical measurement and fault diagnosis.關(guān)鍵詞：泵站；無人值守；系統(tǒng)；遠(yuǎn)程控制key words： pump station；unattended；system；remote control：tv675 ：a ：1006-4311（2018）18-0114-021 系統(tǒng)

4、現(xiàn)狀研山鐵礦污水泵站、循環(huán)水泵站、換熱站、中轉(zhuǎn)泵站，位置比較分散，目前操作主要包括現(xiàn)場電機的啟動和停止，現(xiàn)場閥門的開關(guān)，以及通過現(xiàn)場壓力、流量及溫度的顯示及時調(diào)節(jié)設(shè)備的運行，需要大量的人力去完成，同時人員的利用率和工作效率比較低下，設(shè)備的利用率和自動化水平不高。1.1 中轉(zhuǎn)泵站 中轉(zhuǎn)泵站四臺泵（直起）由采礦中轉(zhuǎn)水池向高位水池供水，中轉(zhuǎn)水池?zé)o液位計，但可溢流，為減少起泵前的排氣工作，故水池不抽空。采礦坑排水由兩個手動閥門分向環(huán)水、中轉(zhuǎn)水池兩支，現(xiàn)崗位人員4個班，每班2人，共8人。1.2 污水泵站 污水泵站現(xiàn)有兩個泵池：一個工業(yè)污水泵池，配套四臺水泵；一個生活污水泵池，配套兩臺水泵，污水經(jīng)過先進入

5、中間泵池，然后自流到降解泵池再自流入污水泵池，靠污水泵排入灤河?，F(xiàn)兩個污水泵池均沒有液位計，靠運行人員判斷水池水位，判定是否啟動泵，根據(jù)池內(nèi)水位上升速度決定啟動泵的臺數(shù)，污水泵站四個班，每班2人共8人。1.3 換熱站 換熱站每年供暖季節(jié)的四個月運轉(zhuǎn)，現(xiàn)有換熱機組兩部，一期熱水給二期熱水換熱后，利用循環(huán)泵使二期熱水在廠區(qū)暖氣管道中循環(huán)供熱。當(dāng)回水壓力較低時，啟動補水泵從軟水箱向管道補充軟水，換熱站運轉(zhuǎn)期間臨時抽調(diào)人員值班，分四個班，每班2人共8人。1.4 循環(huán)水泵站 循環(huán)水泵站距換熱站約20米，負(fù)責(zé)范圍為彼此距離約20米的水泵站及加藥站。尾礦大井經(jīng)加藥站加藥絮凝后，清水流入循環(huán)水泵池，由循環(huán)水泵

6、將清水打向工藝流程。ab主控系統(tǒng)在本站設(shè)有循環(huán)水從站，除12個電動閥門的控制外，重要控制信號均已進入該站。循環(huán)水泵站歸選廠管轄，崗位分四個班，每班2人，常白班1人，共9人。1.5 集中值守的可行性分析中轉(zhuǎn)泵站、換熱站、污水泵站操作設(shè)備頻度小，對生產(chǎn)影響不大。循環(huán)水泵站（包括加藥站）、換熱站彼此距離很近，具備集中值守的天然條件。四個泵站運行環(huán)境較好，點巡檢、維修、清掃等工作內(nèi)容基本一致。循環(huán)水泵站倒泵周期、加藥周期較長，基本不需遠(yuǎn)程控制?；谝陨弦蛩?，故本方案認(rèn)為以下是可行的：中轉(zhuǎn)泵站、污水泵站各自增設(shè)plc系統(tǒng)，納入主控網(wǎng)絡(luò)；換熱站通過控制電纜納入ab主控系統(tǒng)循環(huán)水從站。對四大泵站關(guān)鍵區(qū)域增設(shè)

7、視頻監(jiān)控，納入現(xiàn)有的工業(yè)電視網(wǎng)絡(luò)。四大泵站崗位人員適當(dāng)精簡后，在循環(huán)水泵站集中值守。2 方案設(shè)計2.1 總體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的整體流程為在污水泵站和中轉(zhuǎn)泵站分別增加ab-1756控制系統(tǒng)，并通過以太網(wǎng)模塊接入現(xiàn)用的管控網(wǎng)絡(luò)，同時將換熱站和循環(huán)水泵站通過現(xiàn)有的ab控制系統(tǒng)接入管控網(wǎng)。最終所有的數(shù)據(jù)通過廠區(qū)的以太網(wǎng)環(huán)網(wǎng)，進入循環(huán)水泵站集中控制室的操作員站。為保證工作人員對泵站現(xiàn)場運行狀況的實時掌控，在四大泵站各增加工業(yè)攝像頭兩部，并通過光纖納入現(xiàn)有的視頻網(wǎng)絡(luò)。在集中控制室，設(shè)視頻監(jiān)控站，滿足操作人員對視頻的查看、查詢需求。2.2 集中值守設(shè)計方案2.2.1 中轉(zhuǎn)泵站設(shè)計方案 在中轉(zhuǎn)泵站值班室增設(shè)a

8、b-1756系列控制系統(tǒng)一套，含cpu、di、do、ai、以太網(wǎng)模塊，中轉(zhuǎn)水池增設(shè)液位計一部，分流閥門采用電動閥代替手動閥門。泵站現(xiàn)場增加工業(yè)攝像頭兩臺，對現(xiàn)場運行狀況進行實時監(jiān)控。通過500m左右的光纖，通過外線線桿，進入采運辦公樓網(wǎng)絡(luò)接入點，將該系統(tǒng)與主廠房中三層主控網(wǎng)絡(luò)連通，并將視頻信號接入現(xiàn)有的工業(yè)電視系統(tǒng)。根據(jù)調(diào)度指令，崗位人員在上位機遠(yuǎn)程控制閥門切換、泵的啟停。當(dāng)中轉(zhuǎn)水池液位低于30%時，自動停泵。2.2.2 污水泵站設(shè)計方案 在污水泵站配電室增設(shè)ab-1756控制系統(tǒng)一套，含cpu、di、do、ai、以太網(wǎng)模塊，兩泵池各增設(shè)液位計一部，四個排水閥門采用止回閥代替手動閥門。泵站現(xiàn)場

9、增加工業(yè)攝像頭兩臺，對現(xiàn)場運行狀況進行實時監(jiān)控。工業(yè)污水泵的自動啟停。根據(jù)工業(yè)污水泵池液位高低自動控制，水位高于50%啟動一臺，60%啟動兩臺，70%啟動三臺，80%四臺泵全部啟動；當(dāng)液位低于30%時四臺泵都停止運轉(zhuǎn)。使泵池液位一直處于低水位，以保證最大的蓄水能力。生活污水泵的自動啟停。根據(jù)生活污水泵池液位高低自動控制，水位高于50%啟動一臺，70%啟動兩臺，當(dāng)液位低于30%時兩臺泵都停止運轉(zhuǎn)?？刂票贸匾何灰恢碧幱诘退唬员ＷC最大的蓄水能力。2.2.3 換熱站設(shè)計方案 在污水泵站控制柜柜內(nèi)增加75kw變頻器三臺、溫度隔離器4部、壓力配電器5部、液位計1部，ab模擬量輸入模塊1部，泵站現(xiàn)場增加

10、工業(yè)攝像頭兩臺，對現(xiàn)場運行狀況進行實時監(jiān)控。鋪設(shè)20芯控制電纜450m、光纖450m至循環(huán)水泵站值班室，從而將1-3#循環(huán)泵、1-2#補水泵的啟?？刂?、軟水箱液位、一期熱水出入口壓力、一期熱水出入口溫度、換熱出入口壓力、換熱出入口溫度、現(xiàn)場視頻監(jiān)控等信號接入循環(huán)水值班室。崗位人員啟動循環(huán)泵后，通過上位機對變頻器進行調(diào)頻，控制循環(huán)泵速度。當(dāng)換熱入口壓力低于正常值時，自動啟動補水泵。壓力恢復(fù)正常，或軟水箱液位低于20%時，補水泵停止。2.2.4 循環(huán)水站設(shè)計方案 在循環(huán)水泵站設(shè)立集中控制室，內(nèi)增加工業(yè)計算機兩部，一部作為操作員站，用于操作人員對設(shè)備運行情況的監(jiān)視及操控；一部用于視頻監(jiān)控站，向工作人

11、員提供現(xiàn)場實時視頻畫面。2.2.5 集中值守模式 按照本方案推行集中值守，建議設(shè)置崗位每班3人，四個班共12人：加藥、巡檢工：2人，負(fù)責(zé)四大泵站的點巡檢、衛(wèi)生、循環(huán)水泵的倒泵工作，并負(fù)責(zé)加藥站配藥、供暖期間的換熱站加鹽工作。操作員：1人，負(fù)責(zé)根據(jù)調(diào)度指令、實際生產(chǎn)需要在控制室進行中轉(zhuǎn)泵站、污水泵站、換熱站、循環(huán)水泵站的監(jiān)視、操作。3 系統(tǒng)功能3.1 泵站遠(yuǎn)程控制 泵組的啟、停操作；根據(jù)工藝條件的自動控制；閥門的自動、連鎖控制；根據(jù)工藝需求調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速、運行臺數(shù)。3.2 視頻監(jiān)控 為泵站配置視頻監(jiān)控系統(tǒng)，對泵站及周圍的現(xiàn)場情況進行全方位的監(jiān)視和管理，使運行情況能夠得到有效控制。運行人員在中控室內(nèi)便可以通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)及時、直觀地觀察整個現(xiàn)場的關(guān)鍵設(shè)備的運行狀態(tài)、人員情況和工作秩序。3.3 畫面顯示 圖形：電氣接線圖、泵站平面圖，輔機系統(tǒng)圖。在畫面上實時顯示開關(guān)狀態(tài)、泵組流量、電流、排水量、溫度、水位等參數(shù)。曲線：包括泵組的電流、流量以及各類模擬量變化曲線。報警：各種報警事件按時間順序記錄，包括發(fā)生時間，內(nèi)容，恢復(fù)時間，生成報警事件匯總表。提供面向?qū)ο蟮亩喾N查尋方法。3.4 統(tǒng)計計量 各站日、月、年泵組開停次數(shù)，累計運行時間；各站日、月、年閥門開停次數(shù)，累計運行時間；“水平衡”計量點的采集、計算、分析。3.5 故障診斷 泵站系統(tǒng)的在線監(jiān)測診斷、系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析處理、故障 診