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文檔簡介

1、XX煤礦-50M泵房無人值守系統(tǒng)技術方案 目 錄目 錄2一概述3二改造的必要性3三改造方案3四功能及特點41.功能42.特點5五工作原理6六系統(tǒng)組成6七信號采集元器件組成9八ZM711智能測控裝置控制點數統(tǒng)計10九主界面顯示圖11十-50泵房無人值守系統(tǒng)圖13十一系統(tǒng)設備報價表14一 概述50M泵房共有3臺型號為MDM280-43×3的水泵,揚程為90米,流量為280立方米/小時,水泵轉速為1480r/m;配套電機型號為YBKL1-4功率為160kw,供電電壓為6000V,轉速:1480r/m;電流:60A。 二 改造的必要性1. 50排水系統(tǒng)承擔著排出50M水平所有涌水的重要任務,

2、是保證礦井安全生產的關鍵環(huán)節(jié)。排水系統(tǒng)各種設備能否安全、可靠、有效的運行,關系到整個礦井的生產與安全。2. 排水設備不能實現自動開停、避峰填谷、科學調度、節(jié)能減排的要求。3. 不具備無人值守功能,不能在地面上實時查看井下運行情況,達不到國家有關規(guī)定要求。三 改造方案1. 在每臺水泵出水管路上增加1個電動閘閥執(zhí)行機構與電動閘閥用電動機(礦用隔爆型)。2. 每臺泵新裝2個電磁閥(氣用、水用)。增加1個水壓傳感器,1個負壓傳感器。3. 水泵房增加2臺真空泵(配防爆電機)。4. 增加2臺流量傳感器用于檢測水流量。5. 在水倉設置1臺水位傳感器,檢測水倉水位。6. 安裝礦用隔爆型光纖攝像儀和礦用本安型語

3、音報警箱,做到視頻監(jiān)控和開泵擴音電話預警。安裝1臺急停開關(帶擴音電話),便于在檢修或有人工作時閉鎖其它操作功能。7. 將原有的6000V啟動柜改造:內置自動排水控制裝置和電動閥驅動裝置(380V),增加光端機,電量變送器。8 為今后礦山供電自動化改造預留傳輸接口和傳輸通道,以免重復投資。四 系統(tǒng)功能及特點1. 系統(tǒng)功能(1)具有水位、電流、電壓、有功電量、無功電量、有功功率、無功功率、功率因數、饋電狀態(tài)、設備開停和排水量,水壓,負壓監(jiān)測功能、煙霧報警功能。(2)具有備用電源。當電網停電后,繼續(xù)監(jiān)控時間不小于2小時。(3)具有自檢功能。當系統(tǒng)中傳感器、分站、主站、傳輸電纜等設備發(fā)生故障時,報警

4、并記錄故障時間,故障設備,以供查詢及打印。(4)系統(tǒng)主機雙機備份,并具有自動切換功能。當工作主機發(fā)生故障時,備份主機投入工作,保證系統(tǒng)的正常工作。(5)具有實時存儲功能。存儲功能包括:水位、溫度等主要測點模擬量的實時監(jiān)測值; 模擬量統(tǒng)計值(最大值、平均值、最小值); 報警及解除報警時間及狀態(tài);設備開/停時間及狀態(tài);設備故障/恢復正常工作時間及狀態(tài)等。(6)具有列表顯示功能。模擬量及相關顯示內容包括地點、名稱、單位、報警值、監(jiān)測值、最大值、最小值、平均值、傳感器故障。開關量顯示內容包括地點、名稱、開/停命令、狀態(tài)、工作時間、開停次數、傳感器狀態(tài)。(7)具有模擬量實時曲線和歷史曲線顯示功能。在同一

5、坐標上用不同顏色顯示最大值、平均值、最小值3種曲線。在一屏上,同時顯示不小于3個模擬量,并設時間標尺,可顯示出對應時間標尺的模擬量值。在同一屏上顯示不小于3個模擬量是為了分析重要監(jiān)測物理量的變化規(guī)律。(8)具有模擬動畫顯示功能,以便形象、直觀、全面地反映安全生產狀況。顯示內容包括工藝流程模擬圖、相應設備開停狀態(tài)、相應模擬量數值等。具有漫游、總圖加局部放大、分頁顯示等功能。為便于使用模擬圖,除具有一幅顯示泵房概況的總圖外,一般按使用功能劃分多個系統(tǒng)圖。(9)具有系統(tǒng)設備布置圖顯示功能,以便及時了解系統(tǒng)配置、運行狀況、便于管理與維修。顯示內容包括傳感器、執(zhí)行機構、分站、電控箱、主站和電纜等設備的設

6、備名稱、位置和運行狀態(tài)等。(10)具有報表、曲線、柱狀圖、模擬圖、初始化參數等召喚打印功能(定時打印功能可選),以便于報表分析。(11)具有人機對話功能,以便于系統(tǒng)生成、參數修改、功能調用。(12)具有防雷措施,防止雷電擊毀設備。(13)具有抗干擾措施。(14)具有初始化參數掉電保護功能,以防停電后,初始化參數丟失。(15)具有網絡通信功能,具有統(tǒng)一校時功能,便于礦領導及上級主管部門對監(jiān)控信息的利用。(16)地面設備具有防靜電措施。(17)系統(tǒng)工作穩(wěn)定,性能可靠,出廠前進行連續(xù)7天的穩(wěn)定性試驗,系統(tǒng)軟件死機率應小于1次/720小時。(18)系統(tǒng)調出整幅實時數據畫面的響應時間小于5秒。2. 系統(tǒng)

7、特點Ø 每臺水泵的保護、閥門控制、電參數和模擬量的采集,均采用獨立單元,輸入輸出均進入電磁啟動器,每臺水泵單元只是從電磁啟動器中輸出RS485信號。使系統(tǒng)布線簡單、運行可靠、獨立性強、一臺水泵發(fā)生故障,其他系統(tǒng)照常運行。Ø 選用視頻、音頻、監(jiān)聽、數字控制等多媒體效果,形成了一套完整的多媒體控制系統(tǒng)。Ø 水泵現場有閉鎖性急停開關,無論在設備檢修還是人員檢查時,只需按下急停開關,無論采用哪種方式的操作都不能開機,確保現場人員不受傷害。Ø 自動方式時無需人為干預,由下位機自動控制,根據水位自動啟、停水泵,自動實現水泵的輪換工作,做出合理調度;Ø 本系

8、統(tǒng)保留了設備原先手動控制方式,手動控制具有優(yōu)先控制權,保證了即使系統(tǒng)出現故障,也可以在手動控制下實現水泵的正常工作;Ø 系統(tǒng)的實時性好,對各設備的運行工況能夠實時監(jiān)測、實時控制;Ø 可以隨時查詢、打印實時趨勢及任意時間段的歷史趨勢;Ø 人機界面顯示的內容豐富、形象、直觀,操作簡單、易懂;Ø 軟件中嵌入了大量的控制策略,可以根據實際情況做出不同的決策,大大提高了系統(tǒng)的自動化程度和智能程度;Ø 根據不同時期的具體情況,可以對軟件的運行參數進行調整,以適應復雜的情況,提高了系統(tǒng)的適應性;Ø 系統(tǒng)能夠進行遠距離監(jiān)控,并可無限擴展。五 工作原理

9、當水位上升時,水位傳感器將信號傳至起動器,由模塊將信號轉變?yōu)槟K識別的數字信號后,送至CPU。CPU對水位做出判斷,超過規(guī)定水位,先后發(fā)出打開氣路電磁閥指令、水路電磁閥指令和電動閘閥指令,完成一臺水泵的啟動過程。如果水位上升較快或水位達到另一規(guī)定的數值時,啟動另一臺水泵,直到水位符合預設的要求。在啟用水泵時選擇空閑時間最長的一組,實現水泵的合理調度。水位測控裝置關閉水泵打開射流抽真空系統(tǒng)真空度滿足要求打開水泵關閉射流系統(tǒng)上述由采集模塊采集的數據,通過光纖傳至遠端地面控制計算機上,遠端計算機同步顯示水泵的運行工況。需要遠端控制中心控制時(具有控制權限),遠端計算機將指令通過光纖發(fā)送到現場計算機,

10、由現場計算機控制相應的設備完成預定動作。六 系統(tǒng)組成1 數據采集與檢測數據采集由裝在啟動柜中的DCS模塊完成,模塊檢測傳感器狀態(tài),并將數據通過通訊模塊傳送至控制計算機。主要采集的模擬量數據有:水位、主電機電流、排水管流量等;數字量數據有:真空接觸器狀態(tài)、水泵工作狀態(tài)、電動閥門狀態(tài)、水泵出水口壓力等。2. 現場監(jiān)測與控制現場監(jiān)測與控制部分由控制CPU、管理控制軟件、手動集中操作面板組成??刂朴嬎銠C和管理控制軟件組成自動監(jiān)控系統(tǒng),負責將模塊傳輸來的數據整理分析,根據控制策略做出決策,并將數據記錄存儲。手動集中操作面板與自動監(jiān)控系統(tǒng)平行實現控制功能。3 遠端監(jiān)控指揮遠端監(jiān)控指揮部分由計算機、管理軟件

11、、網絡傳輸部分組成,通過計算機網絡,同步顯示現場工況。遠端監(jiān)控具有開放的接口,可以擴展功能或接入其他系統(tǒng)。4 視頻監(jiān)控在井下安裝3臺攝像機,管理人員可實時了解現場情況; 6 ZM711測控裝置用于控制水泵電機的開停及電動閥、電磁閥的供電。用于將各檢測的傳感器數據進行采集、整理、輸出。通過可編輯的邏輯關系、各傳感器的動作返回信號,將采集的數據記錄、存儲。輸出控制信號用于控制電磁閥開啟、關閉;電動閘閥的開啟、關閉。 內置閥門開關驅動裝置用于電動閘閥開啟時的供電。 電磁閥驅動裝置用于水、氣電磁閥開啟時的供電。 具有電量計量功能。 ZM711型智能測控裝置是以新型微控制器為核心的智能化礦用電子設備,能

12、方便地與多種傳感器、執(zhí)行器配接,構成礦用監(jiān)控子系統(tǒng),完成數據采集處理、信息編碼傳輸、超限報警斷電、遠方控制、就地控制、自檢測試、就地顯示、就地設備檢修等功能,它可以與多種型號的綜合監(jiān)控系統(tǒng)配套使用。主要技術參數 傳輸速度 19200bps 傳輸距離 不小于45km 傳輸信道 兩芯礦用屏蔽低頻通信電纜或光纜傳輸方式 異步時分制基帶傳輸轉換誤差 不大于0.5%(相當于1bit)容 量 20路模擬或開關量輸入,10路開關量輸出,10路模擬量輸入模擬量輸入信號 420Ma/010V 開關量輸入信號 無電位接點或高低電平,高電平不小于3V,低電平不大于1V開關量輸出信號 輸出電流大于2mA時,輸出電壓不

13、小于6V 輸入電流為2mA時,輸出端電壓應不大于1V供電電源 12V,0.5A地面主機通過傳輸接口的放大和隔離向測控器發(fā)送初始化、測試命令,測控器則根據主機的命令類型回送相應的信息,根據主機的初始化信息對各有關的輸入口進行采集和處理,并將所有的信息放入發(fā)送緩沖區(qū)等待發(fā)送。發(fā)送給地面主機的信息在CRT上或模擬盤上進行顯示。7. 傳感器水位傳感器采用投入式液位傳感器。傳感器采用一用一備的運行方式,確保系統(tǒng)正常運行。七 主要信號采集元器件組成序號名稱型號數量單位生產廠家1流量傳感器GLY12臺楠江集團2水位傳感器GUY52臺楠江集團3壓力傳感器GPD2003臺楠江集團4負壓傳感器GPD80G3臺淮北

14、安全儀器廠56煙霧傳感器GQL0.1(A)2臺焦作科誠7閥門電動裝置YBDF2-321-43臺南陽微特8電磁閥DF4/7.56臺棗莊遠大八 ZM711智能測控裝置控制點數統(tǒng)計根據主要輸入輸出設備,統(tǒng)計控制點數如下:序號控制點名稱控制點類型DIDOAIAO1電動閘閥開到位32電動閘閥關到位33電磁閥開到位64電磁閥關到位65打開電動閘閥36關閉電動閘閥37打開電磁閥68電磁閥返回69電動閘閥返回310軸承溫度611水倉水位212氣口真空度313水口壓力314管道流量215水泵電機電壓316水泵電機電流317泵房溫度218泵房煙霧2九十 -50泵房無人值守系統(tǒng)圖十一 系統(tǒng)設備報價表序號設備名稱型號

15、單位數量單價總價廠家安標證號備注一 現場傳感器部分1流量傳感器GLY1臺21300026000安裝在總出水管路2水位傳感器GUY5臺21900038000投入式3壓力傳感器GPD200臺39000270004負壓傳感器GPD80G(080)臺3390011700淮北煤礦安全儀器廠MFB080082氣路真空度5溫度傳感器GWD40臺軸承溫度與泵房溫度6煙霧傳感器GQL0.1(A)臺231006200焦作科誠泵房煙霧二.閥門控制部分1智能測控裝置Zm711臺319000570002智能保護器Zm711-1臺3320096003閥門開關驅動裝置Zm711-3臺310003000閘閥供電4電磁閥驅動裝

16、置Zm711-4臺38002400電磁閥供電5電量變送器YD2300支39200276006電磁閥DF4/7.5臺6350021000棗莊遠大200332817閥門電動裝置ZB45臺322000660008真空泵SK-3臺22100042000不含啟動器三集中控制及數據傳輸部分(二)礦用本安電源KDW28臺245009000宜興三恒(三)隔爆型接線箱4口臺320006000浙江電光(四)多媒體光端機ZMD485對11800018000山東中煤電器四.音視頻監(jiān)控部分(一)礦用隔爆型光纖攝像儀KQB-127J臺2800016000山東中煤電器20069680(三)擴音電話Ktc11.3臺2590011800濟南知順20043516五.地面監(jiān)控及軟件部分(一)監(jiān)控主機1GB/80G/DVD套11200012000臺灣研華(二)視頻卡HC08個315004500山東中煤電器(三)傳輸接口KJ233-J臺141004100山東中煤電器(四)

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