重慶煤科院 水泵控制系統方案

1主排水監(jiān)控系統在煤炭行業(yè)，當前煤礦井下主排水系統的運行和管理多為人工操作方式，操作過程復雜、勞動強度大、水泵運行效率低，無法滿足“提高生產效率，降低勞單獨成為一個子系統，該系統將計算機技術、自動控制技術融為一體，應用于煤礦井下排水的全自動和地面遠程監(jiān)控，系統根據礦井實際情況，在原來的設施基礎上進行自動化改造，使設備在無人干涉的情況下自動運行和自我診斷的一套系統。系統在確?？煽啃?、安全型的基礎上，采用國際、國內著名品牌可編程控制器，傳感器、電動閘閥、工業(yè)控制計算機等主要設備，對水泵設備的運行狀態(tài)、運行過程進行自動檢測、自動控制，使設備達到最佳工作狀態(tài)，從而有效地節(jié)約能源，提高煤礦的運行管理水平，降低運行成本，延長設備使用壽命，減輕工作神南孫家岔龍華礦業(yè)公司(以下簡稱“龍華礦業(yè)”)當前井下總共2個主排水(1)1#水泵房共計3臺水泵，型號為MD155-30*2,揚程60米，電壓等級(2)主排水管路2路，管徑為DN200mm,每趟排水管路已安裝唐山大方匯(4)每臺水泵排水管路使用3臺DN150/1.6MPa手動閥門和1臺止回閥作為1.2.22#水泵房(1)2#水泵房共計3臺水泵，型號為MD155-30*4,揚程120米，電壓等級為660V,功率90KW。(5)水泵灌水方式采用清水管路高壓直供方式，每臺水泵通過1臺1.3系統設計(1)調度室設置1臺監(jiān)控計算機，實現各水泵房監(jiān)控數據采集并處理，(2)地面監(jiān)控室設置1臺匯聚交換機，與井下交換機駁接，建立系統數據的(3)監(jiān)控主機的后備電源由調度室現有的UPS電源供給，本次系統不考慮1.3.21#水泵房(1)變電所值班區(qū)域安裝1臺顯示控制臺，方便巡檢人員查看數據及在緊急(2)變電所配電區(qū)域安裝1臺礦用百兆交換機，用于本次排水系統的(3)變電所配電區(qū)域安裝1臺礦用隔爆型PLC控制箱，實現所有數據接入(4)每臺水泵進水管和出水管各安裝1臺負壓傳感器、1臺正壓傳感器，用(5)每臺水泵安裝1臺設備開停傳感器，用于監(jiān)測水泵運行狀態(tài)。(6)每臺水泵電機前后軸承各安裝1臺溫度傳感器，用于監(jiān)測電機溫度流4分閥門全部更換成同規(guī)格的電動閥門，并在溢流管上安裝流量開關(9)每臺水泵配置1臺按鈕控制箱，實現水泵的就地控制。(10)因為水泵房已安裝水倉水位傳感器、排水管流量傳感器，本次系統建設不再增加以上傳感器，只將傳感器檢測數據接入PLC即可。(11)因為水泵排水管路閥門均處于常開狀態(tài)，所以本次系統建設不對這些閥1.3.32#水泵房(2)變電所配電區(qū)域安裝1臺礦用百兆交換機，用于本次排水系統的入，交換機通過光纜與1#變電所千兆交換機(3)變電所配電區(qū)域安裝1臺礦用隔爆型PLC控制箱，實現所有數據接入(4)每臺水泵進水管和出水管各安裝1臺負壓傳感器、1臺正壓傳感器，用(5)每臺水泵安裝1臺設備開停傳感器，用于監(jiān)測水泵運行狀態(tài)。(6)每臺水泵電機前后軸承各安裝1臺溫度傳感器，用于監(jiān)測電機溫度(7)水倉高、低水位線各安裝1臺液位開關傳感器，通過監(jiān)測高、低水位，流4分閥門全部更換成同規(guī)格的電動閥門，并在溢流管上安裝流量開關(9)每臺水泵配置1臺按鈕控制箱，實現水泵的就地控制。(10)因為水泵房已安裝水倉水位傳感器、排水管流量傳感器，本次系統建設不再增加以上傳感器，只將傳感器檢測數據接入PLC即可。(11)因為水泵排水管路閥門均處于常開狀態(tài)，所以本次系統建設不對這些閥間等參數，控制各工作泵與備用泵輪流工作，合理調度各水泵的運行。本系統通根據煤礦的實際情況，水泵控制系統PLC控制箱安裝在泵房內，對各傳感器數據進行采集，并通過水泵開關控制各水泵啟停。在倉(配水井)水位、管內壓力、流量、真空度等實時參數，還能夠監(jiān)測水泵、電動閥門的開停狀態(tài)，并對水泵電機、閘閥等進行集中啟工業(yè)以太網工業(yè)以太網(3)采用國際著名品牌PLC,程序采用模塊化結構，系統可按程序模塊分段(4)系統根據水位和水泵連續(xù)工作時間控制原則，自動實現水泵的輪換工(5)PLC自動檢測水位信號，計算單位時間內不同水位段水位的上升速率，1.6系統主要功能在地面上位機或者井下顯示操作箱上，能夠監(jiān)測系統當前的控制方式，遠程控制、本地自動、本地手動控制方式，另外還監(jiān)測當前泵的工作狀態(tài)，工作、備用或者檢修狀態(tài)。水泵的起、停狀態(tài)、故障信號、水泵電機的起停狀態(tài)，各閘閥系統監(jiān)測的主要信號有：水泵吸水管的真空度、排水管的壓力、流量、水倉在上位機或者本地集中操作臺上，對水泵能夠進行遠程監(jiān)控和就地監(jiān)控。系遠程控制：在上位機上通過操作水泵監(jiān)控界面，自動完成對水泵及其它關聯本地自動控制：在水泵房集中操作臺上，系統根據預先設定的程序，當自動是是是是備用泵”作泵’否否手動控制功能：由工作人員在顯示操作臺上，對水泵發(fā)出控制命令；排水監(jiān)控系統的開泵及停泵，加泵和減泵的控制流程如下：1)為了保證井下安全生產，系統可靠運行，水位信號是水泵自動化一個非常重要的參數，所以，系統設置了兩套水位傳感器，模擬量和開關量傳感器，兩套傳感器均設于水倉的排水配水倉內，根據所監(jiān)測的水位信號，設定低水位、高水位和上限水位開停泵信號及高水位報警。2)系統可根據水倉水位，并能夠根據單位時間內水位的上升速率判斷涌水量等參數來自動起停相關水泵。當水倉水位值達到高水位開泵位置時，可自動開啟一臺水泵工作。如果水位不再上升，系統就維持一臺水泵工作，如果水位連續(xù)上升到二號泵應開動的水位值時，系統自動開動第二臺泵；如果水位不再上升，則系統維持兩臺泵工作；如果水位持續(xù)上升到第三臺泵開啟水位時，系統則自動開啟第三臺泵；如果水位仍然持續(xù)上升到報警上限水位時，系統則將所有備用水泵全部自動開啟。所以，水位上升或下降到對應開停水位值時，系統可自動加減運轉水泵臺數。1)水泵負壓力保護水泵在啟動時候，先啟動射流泵或者是真空泵，監(jiān)測真空管路的負壓力，當負壓力達到設定值時，啟動水泵電機，同時關閉真空管路閥門。如負壓力一定時間內沒有達到設定值，系統會自動關閉真空泵、射流泵以及相關閥門，并發(fā)出故障報警信號。2)水泵失壓保護水泵出水電動閥門打開后，監(jiān)測排水管內的正壓力，當在一定時間內，正壓力沒有達到設定值，系統就會自動停止水泵的運行并發(fā)出故障報警信號。3)電動閘閥保護當控制閥門開關后，電動閥門會反饋一個狀態(tài)信號給PLC,當兩者信號不一致時，系統就會發(fā)出告警并在上位機上顯示報警信息。1.7主要設備技術參數隔爆兼本質安全型可編程控制箱作為排水監(jiān)控系統的核心，主要負責采集關聯設備的運行信息、設備狀態(tài)，通過工業(yè)以太網與上位機通訊、交換信息，同時對各設備進行集中監(jiān)控。用于煤礦井下有瓦斯及煤塵爆炸危險的場所，作為各種設備的自動監(jiān)測、保護控制裝置。>主要技術參數(1)防爆類型：礦用隔爆兼本質安全型，防爆標志：Exd[ib]IMb。(3)輸入電源波動范圍：標稱值的75%～110%。(7)重量：約400kg當壓力低于設定值時自動停泵。(3)真空壓力傳感器：主要用在水泵啟動之前，監(jiān)測吸水管路的真空度，當真空度達到設定條件時，才能啟動水泵電機。(4)流量開關傳