煤礦井下排水自動(dòng)控制系統(tǒng)

1、 煤礦井下排水自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案-1-一、總則本方案是針對(duì)煤礦井下主排水系統(tǒng)遠(yuǎn)程數(shù)值化集中控制技術(shù)要求,并充分考慮其先進(jìn)性、安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性及安裝、使用和維護(hù)的方便而設(shè)計(jì)。（一）設(shè)計(jì)依據(jù)（1）設(shè)計(jì)方案根據(jù)使用方提出技術(shù)要求作出。（二）設(shè)計(jì)原則（1）控制系統(tǒng)由地面控制中心，監(jiān)控分站和工業(yè)電視監(jiān)視組成。（2）解決就地控制存在的事故隱患，減少各設(shè)備之間相互脫節(jié)、無法充分發(fā)揮效率的缺點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)就地?zé)o人操作，僅設(shè)巡檢人員。（3）本系統(tǒng)采用分布式控制，結(jié)構(gòu)合理，信息共享，實(shí)現(xiàn)提高指揮效率和生產(chǎn)率，達(dá)到減人提效的目的。（4）實(shí)現(xiàn)主排水系統(tǒng)中各種保護(hù)和水倉水位的控制信號(hào)及工業(yè)電視監(jiān)視信號(hào)全部由已有礦井千

2、兆以太網(wǎng)為平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)命令傳輸。（5）充分滿足現(xiàn)場運(yùn)行和檢修要求。（6）保證整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行可靠、故障率低、維護(hù)方便和修改靈活。（7）系統(tǒng)具有靈活和可靠的控制功能，簡單實(shí)用，易于掌握，視頻效果明顯。（8）系統(tǒng)具有自診斷功能，報(bào)警時(shí)可以發(fā)出聲、光報(bào)警（9）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理，便于系統(tǒng)的擴(kuò)展。（10）使用組態(tài)軟件編程和模擬動(dòng)態(tài)人機(jī)界面具有網(wǎng)絡(luò)中斷主排水系統(tǒng)自動(dòng)停止功能確保設(shè)備安全運(yùn)轉(zhuǎn)。（三）達(dá)到的技術(shù)水平和實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)（1）實(shí)現(xiàn)就地和分區(qū)集中控制、可視化和語音通話三位一體的自動(dòng)化控制系統(tǒng)體系。（2）立足于高起點(diǎn)、高技術(shù)和高質(zhì)量，將計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)和工業(yè)電視相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)以“集中控制為主，現(xiàn)場監(jiān)控為輔”的控制模式，

3、保證主排水系統(tǒng)系統(tǒng)的連續(xù)性和可靠性。（3）系統(tǒng)技術(shù)達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平。提高開機(jī)率和管理水平，減少操作人員和工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，為今后礦井生產(chǎn)綜合自動(dòng)化打下良好基礎(chǔ)。（4）實(shí)現(xiàn)調(diào)度中心對(duì)主排水系統(tǒng)的長距離控制、多點(diǎn)位信息傳輸和集中監(jiān)測監(jiān)控。具有在線監(jiān)測、分析及完善的保護(hù)和報(bào)警功能。（5）實(shí)現(xiàn)在控制中心對(duì)現(xiàn)場所有控制分站遠(yuǎn)程編程。（6）利用各種保護(hù)傳感器，實(shí)現(xiàn)主排水系統(tǒng)及相關(guān)設(shè)施的集中控制和保護(hù)。（7）通俗易懂的區(qū)域傳統(tǒng)操作臺(tái)，現(xiàn)場技術(shù)人員可在最短的時(shí)間內(nèi)掌握操作方法。（8）與工業(yè)電視相結(jié)合，有機(jī)的完成可視化管理的先進(jìn)理念。二、系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 針對(duì)礦現(xiàn)場煤流運(yùn)輸生產(chǎn)系統(tǒng)的特點(diǎn)，按照以“區(qū)域集中監(jiān)控為主，現(xiàn)場多

4、點(diǎn)監(jiān)測為輔”的原則，提出以下設(shè)計(jì)方案。（一）控制設(shè)備根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際分布情況，采用的集控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖，如圖1所示。利用光纖、電纜組成混合現(xiàn)場總線，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)主排水系統(tǒng)及工業(yè)電視。監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)主要由地面監(jiān)控中心，傳輸線路，控制分站和水泵電機(jī)開關(guān)、水位傳感器、開停傳感器、甲烷傳感器、煙霧傳感器電壓傳感器、電流傳感器、溫度傳感器、門禁傳感器信號(hào)等構(gòu)成（可根據(jù)實(shí)際要求擴(kuò)展）。（二）控制系統(tǒng)組成主排水系統(tǒng)地面集中控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。主要由四部分組成：（1）區(qū)域控制中心區(qū)域控制中心設(shè)置在集控室，主要通過計(jì)算機(jī)和工業(yè)電視對(duì)主排水系統(tǒng)監(jiān)視和集中控制。主要設(shè)備和設(shè)施包括工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、21顯示器、網(wǎng)絡(luò)通信、不間

5、斷電源和工業(yè)電視等。（2）遠(yuǎn)距離通訊傳輸系統(tǒng) 工業(yè)現(xiàn)場總線由光纖、雙絞線、集線器和網(wǎng)絡(luò)連接器等組成。（3）現(xiàn)場控制及信號(hào)采集裝置 現(xiàn)場控制及信號(hào)采集裝置由兩部分組成，本安主排水控制系統(tǒng)裝置。該裝置控制核心部分采用IO可編程控制器，其他主要元件均采用進(jìn)口元件。井下現(xiàn)場部分還包括電氣控制箱，外圍保護(hù)、監(jiān)測裝置等相關(guān)設(shè)施。主排水系統(tǒng)裝置結(jié)合相應(yīng)配套的傳感器、控制器、網(wǎng)絡(luò)組件等完成對(duì)水泵電機(jī)就地、遠(yuǎn)程控制。（4）保護(hù)和檢測裝置 水位保護(hù) 高溫保護(hù) 電流保護(hù) 電壓保護(hù) 甲烷保護(hù)水門開關(guān)測量電機(jī)開停狀態(tài)顯示（5）工業(yè)電視本系統(tǒng)主要由工業(yè)攝像設(shè)備、控制設(shè)備、顯示設(shè)備、傳輸設(shè)備、光纜等組成。主要包括攝像機(jī)、監(jiān)

6、視器、轉(zhuǎn)換器、光纖和控制器等。工業(yè)攝像設(shè)備采用低照度低噪聲本安型攝象儀。三、控制系統(tǒng)主要功能與特點(diǎn)1. 擴(kuò)展功能 選擇的分站和系統(tǒng)軟件留有備用容量和接口，可以很方便地進(jìn)行擴(kuò)展（如增主排水系統(tǒng)保護(hù)裝置）；分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)具有良好的擴(kuò)展性，（如主排水系統(tǒng)隨生產(chǎn)的發(fā)展增多，可方便的增加主、副排水系統(tǒng)分站）。2. 控制功能 具有遠(yuǎn)程啟動(dòng)、停止、復(fù)位和測試功能，并可進(jìn)行地面遠(yuǎn)程編程、故障（保護(hù)）屏蔽及控制方式轉(zhuǎn)換、給煤機(jī)點(diǎn)動(dòng)操作等功能控制。3. 顯示功能 能實(shí)時(shí)顯示各主排水設(shè)備、相關(guān)設(shè)施及所有信號(hào)狀況，并能方便地進(jìn)行多畫面切換；當(dāng)現(xiàn)場被測參數(shù)超限、保護(hù)動(dòng)作及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)改變后，給出聲、光告警提示。4. 網(wǎng)

7、絡(luò)功能 與其它集控系統(tǒng)（如：供電集控系統(tǒng)）組成網(wǎng)絡(luò)并納入全礦計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)，供礦調(diào)度室、礦領(lǐng)導(dǎo)及有關(guān)部門隨時(shí)掌握井下各系統(tǒng)工況。5. 掉電保護(hù) 為防止系統(tǒng)突然斷電造成系統(tǒng)數(shù)據(jù)的丟失以及控制失控，采用1VA UPS供電，保證系統(tǒng)不間斷運(yùn)行。UPS能夠?yàn)橄到y(tǒng)提供2小時(shí)的連續(xù)供電要求、各分站具有掉電記憶功能。（二）控制模式為了滿足日常運(yùn)行、檢修、故障處理等需要，具備三種控制模式：就地、遠(yuǎn)程和自動(dòng)。操作人員可采用不同方式控制排水系統(tǒng)的啟動(dòng)和停止?？刂品绞接腥N:1. 區(qū)域集中控制 在這種方式下，操作人員只需在區(qū)域控制中心操作按鍵，控制現(xiàn)場各排水系統(tǒng)的開、停以及故障解除等。并且通過計(jì)算機(jī)語音系統(tǒng)發(fā)布開車提

8、示命令。2. 人工就地控制 當(dāng)日常檢修或故障處理以及特殊需要時(shí)，操作人員可分別在各排水系統(tǒng)設(shè)備現(xiàn)場通過排水系統(tǒng)控制裝置控制電機(jī)的開、停。3. 控制方式變換 可以通過膠排水系統(tǒng)控制裝置手/自動(dòng)切換開關(guān)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使得二種控制方式互為備用、互相閉鎖，提高系統(tǒng)的可靠性和靈活性。4. 故障解除 上位機(jī)具有故障解除功能，對(duì)于使用中出現(xiàn)的各類故障，非正常動(dòng)作，使用中視情節(jié)正確使用。（三）保護(hù)功能符合煤炭安全規(guī)程對(duì)皮帶機(jī)保護(hù)的六項(xiàng)措施。系統(tǒng)具有膠帶機(jī)低速打滑、機(jī)頭堆煤，滿倉，超溫灑水，煙霧，滾筒超溫，沿線急停和跑偏保護(hù)（使用單位自選）。四、系統(tǒng)安全性1. 排水系統(tǒng)及相關(guān)設(shè)備的保護(hù)。采用性能可靠、動(dòng)作靈敏、故障

9、率低的控制保護(hù)裝置，如水泵電機(jī)自動(dòng)控制裝置核心部分采用可編程控制器（PLC）。2. 設(shè)備出線口滿足安全規(guī)程要求，芯線接續(xù)簡便、牢固。3. 傳感器采用本質(zhì)安全型或礦用隔爆型。4. 當(dāng)接觸器接點(diǎn)粘連需停水泵而無法停止時(shí)，切斷上一級(jí)開關(guān)。5. 就地控制裝置設(shè)立閉鎖開關(guān)，便于故障檢查、處理時(shí)實(shí)現(xiàn)閉鎖。6. 在遠(yuǎn)程控制方式下設(shè)立傳輸故障保護(hù)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)停機(jī)，防止失控。7. 設(shè)備選型符合礦煤礦安全規(guī)程要求，具有防潮、防塵、防震和抗干擾性能。8. 因故障查找或處理故障原因，需臨時(shí)啟動(dòng)水泵時(shí)，能將不必要的保護(hù)信號(hào)臨時(shí)屏蔽，一切正常后恢復(fù)。五、技術(shù)服務(wù)與技術(shù)支持1. 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與集成由滴道洗煤廠現(xiàn)已使用系統(tǒng)為標(biāo)準(zhǔn)。

10、現(xiàn)場安裝與調(diào)試盡可能不影響生產(chǎn)。2.當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障技術(shù)人員可利用互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷和維護(hù)（軟件故障）。 八、主排水系統(tǒng)改造工程主要材料設(shè)備及工程概算概算明細(xì)表： 序號(hào)名稱型號(hào)單位數(shù)量單價(jià)（元）金額（元）備注1光纖交換機(jī)2光4電可級(jí)聯(lián)臺(tái)615.00單纖千兆2IO繼電器EIO-080/WP臺(tái)780.00可編程3尾纖Sc-sc3米個(gè)15.004網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)1280P高清夜視臺(tái)1025.00小于10瓦5攝像機(jī)支架鋁合金套22.006網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)16口、千兆臺(tái)1250.007路由器臺(tái)300.00816路硬盤錄像機(jī)?？低昇VR臺(tái)1050.004盤位9本安電源塊12V、24V塊500.0010專用硬盤3T監(jiān)控

11、級(jí)西塊820.0011水晶頭100/盒盒90.0012控制作臺(tái)防爆臺(tái)2000.0013顯示器三星22"臺(tái)1150.0014顯示器60"臺(tái)15按鈕防水個(gè)20.00無源16網(wǎng)線6芯個(gè)2.00電源2網(wǎng)線417光纖單芯米18隔爆密封箱300*230*110個(gè)200.0019尾纖盒200*100*15個(gè)20.0020空氣開關(guān)DZ47/20A個(gè)21開關(guān)電源220VAC-dc5v/12v個(gè)200.0022電話服務(wù)器4300.0023IP電話分機(jī)350.0024礦用防爆電話25礦用電壓傳感器2000.0026礦用開停傳感器2000.0027礦用溫度傳感器2000.0028礦用瓦斯傳感器2000.0029礦用電流傳感器2000.0030礦用門禁傳感器2000.0031各種工具纜線32瓦斯監(jiān)控分站臺(tái)33工控機(jī)臺(tái)34服務(wù)器35大屏套36其他零配件臺(tái)200元3. 系統(tǒng)示意圖 主排水系統(tǒng)工程預(yù)算書編制說明:1.本工程預(yù)算是依據(jù)準(zhǔn)備安裝排水系統(tǒng)單位具體要求提供關(guān)于排水系統(tǒng)集中控制系統(tǒng)技術(shù)方案說明2.大屏幕顯示器設(shè)置在中心調(diào)度室，下設(shè)控制分站