水泵自动化控制系统使用说明书(矿方)2023.7.28

水泵自动化控制系统使用说明书二零一四年七月二零一四年七月目录TOC\o"1-4"\h\z\u12880一、概述3285911、系统用途3199642、主要功能及特点34747二、系统和硬件组成4323641、硬件组成4255121.1主站电控箱498231.1.1概述4247391.1.2性能特点5291341.1.3技术参数5268391.2分站电控箱612331.2.1概述6275341.2.2性能特点634601.2.3技术参数7211341.3就地箱8149461.3.1概述8304641.3.2性能特点8230421.4操作台8181331.4.1概述8239421.4.2性能特点9260901.4.3技术参数9316251.5电动闸阀10127321.5.1概述10244771.5.2性能特点108911.5.3技术参数11293321.5.4调试11111681.5.5故障及维修12271721.5电动球阀12152431.5.1概述126871.5.2性能特点1352911.5.3技术参数1372131.5.4调试13128571.5.5故障及维修14316281.6液位计1424581.6.1概述14153721.6.2性能特点15324671.6.3技术参数1562281.6压力传感器1655711.6.1概述16126281.6.2性能特点1635751.6.3技术参数17269391.7负压传感器18180061.7.1概述18232981.7.2性能特点18284081.7.3技术参数18315751.8电磁流量计197391.8.1概述1956231.8.2性能特点2042271.8.3技术参数20129781.9温度传感器21202522、系统组成2119642.1组成部分2212419数据采集与检测222718现场监测与控制2223005远程监测与控制22289三、安装与调试238331、系统安装23123602、系统调试2332105四、系统工作原理和方式2336061、工作原理23219682、工作方式及流程24111522.1手动方式2453672.2半自动方式2411502.3自动方式25122002.4遥控方式252584五、上位机系统平台使用说明26193091、系统平台概述26102892、系统平台功能26142253、系统实时监控27165394、系统信息管理31182835、系统视频管理32140496、趋势曲线管理33245156.1曲线参数设置34139536.2添加、删除数据35226676.3曲线时间轴推移36287516.4趋势曲线重置3774997、系统报警管理37122087.1实时报警管理3825357.2历史报警管理39283508、系统操作记录40119529、系统报表管理402212六、运行维护4115836七、故障问题及处理办法4213783八、故障处理经验43水泵自动化控制系统使用说明书概述1、系统用途井下水泵自动控制系统适用于有甲烷和煤尘爆炸危险的煤矿井下水泵房的主、备水泵集中监测和监控。该系统以进口PLC作为核心主控单元，采用工业以太环网+现场总线模式的远程分布式监测、控制系统，通过各种传感器、电动阀门等监测各水泵和管路的工作状态，实现井下排水系统的自动控制，从而达到有效地节约能源、降低劳动强度、降低运行成本和延长设备使用寿命等目的，使井下排水系统安全可靠、节能高效、经济合理地运行。系统可实现煤矿井下排水系统无人值守，提高煤矿智能化调度和信息化管理水平，并可方便地接入矿井综合自动化系统。2、主要功能及特点·每台水泵具有远程、自动、半自动、手动控制方式；·本系统采用进口PLC，可靠性高，使用寿命长，能连续运行工作，操作维护简便等特点。·本系统能根据水仓水位等工况参数实现无人值守自动工作，从而实现减人提效的目的。·本系统通过以太网与矿井工业环网系统相接，使调度指挥人员随时了解水泵的工作情况及水仓水位情况，便于调度指挥，提高工作效率。·通过PLC主机可在地面实现对水泵进行遥控，并可以对水泵自动控制系统进行编程，满足客户需求。·检测电机电流、电压、三相绕组温度和轴承温度；·控制水泵电机的起动、停止，检测高爆开关分合闸状态；·控制阀门电动执行器的开、关，检测开、关到位以及力矩开关信号，具有过力矩保护功能；·实时检测真空泵工作状态、水泵吸水管真空度及水泵出水口压力；·若某台泵或所属阀门发生故障，则自动退出工作，后备水泵自动投入；·井下触摸屏图形化动态显示水泵、真空泵、电动阀门的运行状态；·光纤以太网接口便于接入矿井综合自动化系统。·现场控制中心将采集的数据和调度策略传至地面调度中心，使地面调度中心同步显示水泵运行工况，地面调度中心可以发出指令给现场，实现远程指挥；·通过摄像机将水泵工况画面传输到地面调度中心，地面调度中心能够直观的看到水泵现场的具体情况；·实时显示和记录所有的检测数据，绘制实时曲线和历史曲线，可以随时查询、打印实时数据及任意时间段的历史数据；·人机界面显示的内容丰富、形象、直观，操作简单、易懂，提高了系统的自动化程度和智能程度；·根据不同时期的具体情况，可以对软件的运行参数进行调整，以适应复杂的情况，提高了系统的适应性；·软件对操作权限进行了划分，不同的值班人员具有不同的操作权限，从而进行不同的操作。二、系统和硬件组成1、硬件组成1.1主站电控箱1.1.1概述KXJ5-1140(660)(A)矿用隔爆兼本安型可编程控制器适用于有甲烷和煤尘爆炸危险的煤矿井下，是主排水自动化系统的核心单元，用于对井下水泵实现集中控制和监测。控制器以PLC为控制核心，可依据各个运行方式，实现整个泵房的集中控制、数据监测以及故障检测，性能可靠、功能完善、数据稳定，可以方便地接入矿井综合自动化系统。1.1.2性能特点·主站控制箱为整个系统的核心，内部有西门子PLC、MOXA交换机、开关电源、本安电源、接触器、继电器、熔断器、变压器、插座等；·采用进口西门子S7-300PLC作为主控制单元，充分保证可靠性、实时性、通过模块完成对水泵及相关设备信号的采集、交换及运算工作，并作出判断发出相应控制信号；·灵活配置的输入输出接口可直接控制外部设备，实现分布式控制，实现数据远程采集和远程控制；·与TH5-24(A)矿用本安型操作台或PH1-12M矿用本安型显示屏配套使用；·通过RS485和PROFIBUS-DP分别与井下触摸屏和分站控制箱通讯；·具有Ethernet光口，易于连接全矿综合自动化系统、其它子系统和智能设备。·主控箱内放置有以太网交换机，可以通过已建立的井下千兆工业以太环网，将数据以及视频传输到综合自动化平台，实现设备的远程控制，并预留一定的I/O接口；·快开门结构使得调试、维护工作更具效率；·该电控箱是本安防爆型，可靠性好、运行速度快、抗干扰能力和兼容性强，体积小、能耗底、易于维护，控制箱内布线美观、电路运行可靠稳定，使用寿命长；·数据齐全，具有液位、压力、负压、流量、电机电流，以及电机绕组温度和轴承温度等。1.1.3技术参数工作电压(V)：AC660V/1140V，50Hz工作电压范围：（75%～110%）Ue工作电流(A)：≤1.0本安输出电压：DC24V，3路DC12V,1路，配套PH1-12M时本安最大开路电压：DC24.5VDC12.5V本安最大输出电流：520mA，每路1270mA，每路非本安输出电压：DC24V，1路，配套PB1-24(A)时非本安输出电流：≤2.3A输入信号：开关量≤48路，无源，导通电阻≤30Ω，断开电阻≥100kΩ模拟量≤14路，4～20mA，或0～5V，或Pt100，可根据需要添加输出信号：开关量≤32路，继电器无源接点，接点容量≤DC24V/2A开关量1路，有源，负载容量≤AC127V，300mA，可根据需要添加模拟量≤4路，4～20mA或0～5V，可根据需要需要添加通讯接口：RS485，1路，显示屏Ethernet单模光口，1路，可配加2电4光交换机通讯距离：≤1.2km，9600bps无中继≤20km，10M/100M自适应现场总线：传输协议ProfiBus-DP，1路传输速率9.6Kbps～6Mbps传输距离≤1.2km～100m，无中继电缆引入装置：规格A1，18个A2，18个B1，2个可配电缆外径（mm）（φ9.3～φ12.5）（φ10.6～φ13.1）（φ19.1～φ29.6）防爆型式：矿用隔爆兼本质安全型Exd[ib]I外形(宽×深×高)(mm3)：800×714×960净重(kg)：4001.2分站电控箱1.2.1概述分站控制箱亦采用西门子S7-300PLC为主控制单元，通过控制网通过PROFIBUS-DP总线连接与主站控制箱进行通讯，来完成相关水泵及相关设备信号的采集、交换及运算工作。1.2.2性能特点·分站控制箱为整个系统重要组成部分，内部有西门子PLC、开关电源、本安电源、接触器、继电器、熔断器、变压器、插座等；·采用进口西门子S7-300PLC，与主站电控内部的CPU进行DP通讯，充分保证可靠性、实时性、通过模块完成对水泵及相关设备信号的采集、交换及运算工作，并作出判断发出相应控制信号；·灵活配置的输入输出接口可直接控制外部设备，实现分布式控制，实现数据远程采集和远程控制；·通过PROFIBUS-DP和主站控制箱通讯；·快开门结构使得调试、维护工作更具效率；·该电控箱是本安防爆型，可靠性好、运行速度快、抗干扰能力和兼容性强，体积小、能耗底、易于维护，控制箱内布线美观、电路运行可靠稳定，使用寿命长；·数据齐全，和主站一起检测液位、压力、负压、流量、电机电流，以及电机绕组温度和轴承温度等。与主站控制箱相同1.2.3技术参数工作电压(V)：AC660V/1140V，50Hz工作电压范围：（75%～110%）Ue工作电流(A)：≤1.0本安输出电压：DC24V，2路本安最大开路电压：DC24.5V本安最大输出电流：520mA，每路输入信号：开关量≤48路，无源，导通电阻≤30Ω，断开电阻≥100kΩ模拟量≤16路，4～20mA，或0～5V，或Pt100，可根据需要添加输出信号：开关量≤32路，继电器无源接点，接点容量≤DC24V/2A开关量1路，有源，负载容量≤AC127V，300mA，可根据需要添加模拟量≤4路，4～20mA或0～5V，可根据需要添加现场总线：传输协议ProfiBus-DP，1路传输速率9.6Kbps～6Mbps传输距离≤1.2km～100m，无中继电缆引入装置：规格A1，18个A2，18个B1，2个可配电缆外径（mm）（φ9.3～φ12.5）（φ10.6～φ13.1）（φ19.1～φ29.6）防爆型式：矿用隔爆兼本质安全型Exd[ib]I外形(宽×深×高)(mm3)：800×714×960净重(kg)：4001.3就地箱1.3.1概述CXH1-24就地箱适用于有甲烷和煤尘危险的煤矿井下，是主排水自动化系统的重要单元，用于对井下现场泵房实现控制和监测。就地箱是现场实现泵房的手动控制和运行情况监测的操作平台，外形美观、显示清晰、操作方便、维护简单。1.3.2性能特点·采用不锈钢的面板和全密封结构,确保了长期使用寿命；·只具有手动运行方式，对设备单起单停，可以方便掌控；·面板安装具有急停按钮，直接控制多个外部设备的启停按钮；·面板安装具有各种设备状态指示灯；·指示灯可以通过颜色变化来显示各个设备的运行到位状态以及故障指示；·内部安装有接线端子排，通过电缆将操作台与就地箱、控制箱连接；·与KXJ5-1140(660)(A)矿用隔爆兼本安型可编程控制器配套使用。1.4操作台1.4.1概述TH5-24(A)矿用本安型操作台适用于有甲烷和煤尘爆炸危险的煤矿井下，是主排水自动化系统的重要单元，用于对井下现场泵房实现集中控制和监测。操作台是现场实现泵房的集中控制、故障检测和数据观察的操作平台，外形美观、显示清晰、操作方便、维护简单。1.4.2性能特点·具有遥控、自动、半自动、手动四种运行方式；·采用不锈钢的面板和全密封结构,确保了长期使用寿命；·内置PB1-24(A)矿用隔爆型显示屏或PH1-12M矿用本安型显示屏作为人机界面；·操作面板安装具有急停、复位、备用按钮，以及直接控制多个外部设备的启停按钮和工作方式选择开关；·显示面板安装具有各种设备状态指示灯、PB1-24(A)矿用隔爆型显示屏；·指示灯可以通过颜色变化来显示各个设备的运行到位状态以及故障指示；·显示屏可以通过动画、图形、汉字等方式直观显示系统各个设备的工作方式、运行状态以及运行参数，具有历史数据查询和统计功能；·出现故障时，蜂鸣指示灯可以发出预警以及闪烁，显示屏自动弹出故障诊断画面，显示通信故障和系统运行各类故障性质；·内部安装有接线端子排，通过电缆将操作台与就地箱、控制箱连接；·与KXJ5-1140(660)(A)矿用隔爆兼本安型可编程控制器配套使用。1.4.3技术参数工作电压(V)：DC24V，1路本安DC24V，1路，配PB1-24(A)工作电压范围：DC22.8V～DC24.5VDC22.8V～DC24.5V工作电流：≤500mA≤1.0A输入信号：开关量≤16路，无源，导通电阻≤30Ω，断开电阻≥100kΩ输出信号：开关量≤32路，无源，导通电阻≤30Ω，断开电阻≥100kΩ通讯接口：RS485，1路通讯距离：≤1.2km，9600bps无中继电缆引入装置：规格A1，5个A2，8个可配电缆外径（φ9.3～φ12.5）mm（φ10.6～φ13.1）mm防爆型式：矿用本安型ExibI外形(宽×深×高)(mm3)：1200×960×1170净重(kg)：1501.5电动闸阀1.5.1概述随着煤矿开采自动化的提高，井下各种管道上的手动阀已无法满足自动控制要求，部分矿井改造时采用液压阀和电液阀，但液压阀和电液阀的密封件容易老化，每年都要进行维护保养，压差大时要手工降压后才能打开，也无法直接进入自动化系统控制。矿用电动闸阀安装方便，调试简单，调试运行后数年内不用维护保养。而ZB系列电动装置正是为煤矿自动化水平的提高和成本下降而设计，现已在全国二十多个大型矿并中应用，具有体积小，性能可靠稳定的优点，可应用于闸海配水阀等。1.5.2性能特点·主要用于煤矿井下水泵房无人值班的全自动控制；·流体阻力和启闭力矩小，双向密封无安装方向要求，使用寿命长；·和“KXB系列矿用隔爆型阀门电动装置控制箱”配套使用；·电动闸阀电动执行机构的组成主要由电动机、减速器、力矩控制器、行程控制器、开度指示器、手电动切换机构、手轮及电气部分组成。1.5.3技术参数工作电压(V)：AC660V工作电压范围：±10%控制电压：24V、36V最大阀杆直径(mm):40～60手动速比：1:1输出转速(r/min)：18、24、36电机功率(KW)：压力:1.6MPa2.5MPa4.0MPa6.4MPa10.0MPa工作制：为短时10分钟工作环境：a.海拔不大于2000m；b.环境温度：-20～+40℃；c.相对湿度：≤95%（+25℃时）；d.用于含有甲烷、煤尘爆炸性危险气体的煤矿井下(采掘工作面除外)；防爆型式：矿用本安型ExibI1.5.4调试电动装置与阀门组装后，必须对行程控制器、开度指示器分别进行调整、方可使用。调整前，必须检查开度指示器上的电位器是或已脱开，以防损坏，检查电机转向，以防电机损坏。出厂时已按用户要求调好转矩，一般不需要调整，如需改变整定值，可旋转凸轮的调整轴至相应刻度，先调开度，再调关度。全关位置调整：用手将阀门关严→用螺丝刀压下顶杆并转90度卡住→按关向箭头旋转关向调整轴，至到关向凸轮动作为止→回旋顶杆至原来位置；全开位置调整：用手动将阀门开到所需位置→压下顶杆并旋转90度卡住→按开向箭头旋转开向调整轴，知道开向凸轮动作为止→旋回顶杆至原来位置；开度指示器调整：在调整好力矩，行程的基础上调整现场开度指示器和远传电位器，调整方法如下：移动转圈数调整齿轮至所需的转圈数位置→挂上电位器齿轮，拧紧电位器固定螺母并确定电位器齿轮的紧定螺钉是松开的→手动或电动关闭阀门并面对指示盘观察电位器齿轮的旋向→转动关指示盘使关向标志对准指针→按所观察电位器齿轮的旋向转动电位器轴接近终端位置，拧紧紧定螺钉→电动或手动操作阀门至全开位置，保持关向刻度盘不动，转动开指示盘使开向标志对准指针。1.5.5故障及维修故障原因解决方法电机不动作l、电源线脱开2、控制线路故障3、行程或力矩控制器失灵4、电动机绕组开路l、检查电源线2、排除线路故障3、行程或力矩控制器故障4、更换电动机输出轴旋转向错误电机相序接反任意调换两个相序接线电机过热l、连续工作时间太长2、电机与电动装置不配套3、一相线断开l、停止运行，使电机冷却2、检查配套情况3、检查电源线运行中电机停转l、电动执行机构过载控制器动作2、阀门有故障1、增大整定转矩2、检查阀门阀门到位后电机不停转或灯不亮l、行程或力矩控制器有故障2、行程控制器调整不当l、检查行程或力矩控制器2、重新调整力矩控制器远方无阀位信号l、远传电位器故障2、电位器齿轮紧定螺钉松动l、检查更换电位器2、拧紧电位器齿轮紧定螺1.6电动球阀1.6.1概述电动球阀是根据阀芯的这种移动形式绕阀杆的轴线作旋转运动的阀门。阀座通口的变化是与阀芯行程成正比例关系。主要用于截断或接通管路中的介质，亦可用于流体的调节与控制，是工业自动化过程控制的一种管道压元件。矿用隔爆型电动球阀由隔爆壳体、控制电路、直流电机、齿轮变速箱、高压球阀连接组合而成，利用直流电机的正、反转控制高压球阀的开启或关闭。当电动球阀接通电源后，如处于开启位置，直流电动机工作，电动球阀关闭并触动限位开关，直流电机停止工作，红色发光管亮。当有信号输入时直流电机正转，高压球阀打开并触动限位开关，直流电机断电停止工作，绿色发光管亮。1.6.2性能特点·开关迅速、启闭灵活，寿命长，安全可靠。·在阀杆下部设置台阶，不至于阀门内压异常升高脱出阀杆。·在球体和阀座间设置耐火密封环，阀座烧损后，仍具有密封作用。·在阀门全开、全关位置设有锁定孔，防止非工作人员误操作。·球阀采用全不锈钢三片式球阀，体积小、重量轻，开关无摩擦，密封不易磨损，启闭力矩小，不受介质流向、高低压和正负压的限制；·适用于消防、喷淋降尘、井下水泵喷射泵和真空泵的配套使用；·连接方式分内螺纹连接和法兰连接两种；·自带4～20mA阀位反馈信号单元，信号输出抗干扰性更强；·为机电一体化结构，采用固态继电器驱动，无火花更安全；1.6.3技术参数工作电压(V)：AC127V、220V工作电压范围：±10%控制电压：DC24V安装方式：水平或者垂直90°回转时间S：很据型号对应时间输出转速(r/min)：根据型号对应转速电机功率(KW)：根据型号对应功率压力:根据型号对应压力工作制：为短时10分钟工作环境：a.海拔不大于2000m；b.环境温度：-20～+40℃；c.相对湿度：≤95%（+25℃时）；d.用于含有甲烷、煤尘爆炸性危险气体的煤矿井下(采掘工作面除外)；e:不含有强腐蚀性介质的环境中；防爆型式：矿用本安型ExibI螺纹连接公称压力：≤6.4MPa和≥6.4MPa两种法兰连接公称压力：≤6.4MPa1.6.4调试出厂时已按用户要求调好转矩行程，一般不需要调整，如果需要进行调节，必须断电才能进行调节：全关位置调整：首先必须将阀门关严→用螺丝刀调整齿轮位置，切确保全开时可以有行程→触碰到关信号开关；全开位置调整：首先必须将阀门打开→用螺丝刀调整齿轮位置，切确保全关时可以有行程→触碰到开信号开关；对其进行调节时，必须相互调节，不可只调关或者只调开。1.6.5故障及维修故障原因解决方法电机不动作l、电源线脱开2、控制线路故障3、设备本身配件故障4、电动机绕组开路l、检查电源线2、排除线路故障3、短接板子控制点，若不动作联系厂家4、更换电动机电机过热l、连续工作时间太长管路内部有东西卡住，阻力过大电动机故障电动机电容器损坏设备板子有问题l、停止运行，使电机冷却2、检查管路内部3、更换电动机4、更换电动机电容器5、更换内部电路板阀门到位后电机部停行程控制器调整不当行程或力矩故障功率控制器损坏重新调整力矩控制器排除行程或力矩故障更换功率控制器远方无阀门到位信号l、设备返回信号没有电位器齿轮紧定螺钉松动控制线路故障控制板故障l、检查球阀本身返回信号拧紧电位器齿轮紧定螺检查线路故障更换控制板运行中电机停转指令信号丢失行程或力矩故障控制板损坏排除线路故障排除行程或力矩故障更换控制板1.7液位计1.7.1概述GUY30液位传感器使用CYB-10S传感器溅射膜片为敏感元件,和电子线路做成一体化结构，输出为4～20mA准电流信号,适合矿用测控系统配套。GUY30液位传感器可广泛用于煤矿监测系统的液位信号采集。本系列传感器为分体型结构，体积小、安装使用方便,监测水仓水位，提供数据给PLC，提供水泵开停和超水警信号。1.7.2性能特点·高温、高压；·高精度：精度可达±0.25%FS；·高稳定性：每年优于±0.25%FS；·温度漂移小：±0.03%FS/℃，由于取消了测量元件中的中介液,因而传感器不仅获得了很高的测量精度,且受温度的影响小；·抗振动、冲击、耐腐蚀全不锈钢结构，体积小、重量轻直接过程安装；·输出为4mA～20mA电流信号；1.7.3技术参数被测介质：液体测量范围：0m～30m（可选）供电电源：DC24V（使用取得矿用安全防爆认证的电源）安装方式：水平或者垂直输出信号：4mA～20mA（模拟、二线制）GUY30型(4-20mA)、气安装图形为:红红电源绿信号矿用隔爆兼本安型稳压电源介质温度：-20℃～80℃-20℃～80℃准确度：（含非线性、重复性、迟滞）%FS≤±0.5％FS/年压力过载：量程的1.5倍稳定性：±0.25％FS/年材料：1Cr18Ni9Ti不锈钢工作环境：使用温度：-20℃～60℃，相对湿度：≤96%RH，大气压强：80～110kPa，使用场所：可在具有甲烷、煤尘等爆炸混合物的危险场所使用；海拔不大于2000m；不含有强腐蚀性介质的环境中；防爆型式：矿用本安型ExibI1.8压力传感器1.8.1概述GYD60-Y2矿用本安型压力传感器，螺纹式GYD60-Y2本安型压力传感器，使用CYB-10S压力传感器溅射薄膜片为敏感元件,和电子线做成一体化结构,输出为4mA～20mA电流信号,适合矿用系统配套，可广泛用于煤矿监测系统的压力信号采集.本系列传感器为全不锈钢圆柱型结构,拥有体积小、精度高、安装使用方便等特点，有效的改进和提高了煤矿监测系统数据的采集，是替代进口压力传感器的理想选择。针对不同用户的要求，可以提供多种规格及连接方式的传感器。1.8.2性能特点·高温、高压；·高精度：精度可达±0.25%FS；·高稳定性：每年优于±0.25%FS；·温度漂移小：由于取消了测量元件中的中介液,因而传感器不仅获得了很高的测量精度,且受温度的影响小；·抗振动、冲击、耐腐蚀全不锈钢结构；·体积小、重量轻直接过程安装；·输出为4mA～20mA电流信号；·快插接头；1.8.3技术参数被测介质：液体，气体（和17-4PH不锈钢相容）及蒸汽测量范围：0Mpa～60Mpa（可选）供电电源：DC24V（使用取得矿用安全防爆认证的电源）安装方式：水平或者垂直输出信号：4mA～20mA（模拟、二线制）GYD60-Y2型(4-20mA)、安装图形为:红电源绿信号矿用隔爆兼本安型稳压监控装置介质温度：-20℃～80℃电气连线图：COM公共端（绿）+24DC（红）AGYD60-Y2COM公共端（绿）+24DC（红）AGYD60-Y2准确度：（含非线性、重复性、迟滞）%FS≤±0.5％FS/±0.25%FS压力过载：量程的1.5倍引线方式:直接电缆引出型（标准）、矿用快用插头位置影响：安装位置不受影响绝缘电阻：≥500MΩ(500V)稳定性：±0.25％FS/年接液材料：膜片17-4PH过成功连接件1Cr18Ni9Ti不锈钢工作环境：使用温度：-20℃～60℃，相对湿度：≤96%RH，大气压强：80～110kPa，使用场所：可在具有甲烷、煤尘等爆炸混合物的危险场所使用；海拔不大于2000m；不含有强腐蚀性介质的环境中；防爆型式：矿用本安型ExibI1.9负压传感器1.9.1概述GPD6矿用本安型负压传感器，采用全不锈钢封焊圆柱结构，螺纹式快插接头，高精稳定放大电路与高精度温度补偿电路,精确度与稳定性更好,微压压力传感器采用进口感压芯片，使用ZM-CYB-10S离子束溅射薄膜压力传感器为敏感元件,和电子线做成一体化结构,输出为4mA～20mA电流信号，体积小、精度高、安装使用方便等特点，有效的改进和提高了煤矿监测系统数据的采集，可广泛用于煤矿监测系统的负压信号采集。针对不同用户的要求，可以提供多种规格及连接方式的传感器。具有良好的防潮能力及优异的介质兼容性，适用于介质压力微弱的场合测量与控制，适用于介质压力微弱的场合的测量与控制。1.9.2性能特点·高温、高压；·高精度：精度可达±0.25%FS；·高稳定性：每年优于±0.25%FS；·温度漂移小：±0.03%FS/℃，由于取消了测量元件中的中介液,因而传感器不仅获得了很高的测量精度,且受温度的影响小；·抗振动、冲击、耐腐蚀全不锈钢结构，体积小、重量轻直接过程安装；·输出为4mA～20mA电流信号；1.9.3技术参数被测介质：液体测量范围：-0.1Mpa～0Mpa（可选）供电电源：DC24V（使用取得矿用安全防爆认证的电源）安装方式：水平或者垂直输出信号：4mA～20mA（模拟、二线制）GYD60-Y2型(4-20mA)、气安装图形为:红红电源绿信号矿用隔爆兼本安型稳压电源介质温度：-40℃～85℃准确度：（含非线性、重复性、迟滞）%FS≤±0.5％FS/年压力过载：150%FS引线方式:Φ12mm电缆引出/快插接头绝缘电阻：≥500MΩ(500V)稳定性：±0.25％FS/年材料：1Cr18Ni9Ti不锈钢工作环境：使用温度：-20℃～60℃，相对湿度：≤96%RH，大气压强：80～110kPa，使用场所：可在具有甲烷、煤尘等爆炸混合物的危险场所使用；海拔不大于2000m；不含有强腐蚀性介质的环境中；防爆型式：矿用本安型ExibI2.0电磁流量计2.0.1概述LCZ-803矿用隔爆兼本质安全型超声波流量仪表是以“速度差法”为原理，测量圆管内液体流量的仪表。它采用了先进的多脉冲技术、信号数字化处理技术及纠错技术，使流量仪表更能适应工业现场的环境，计量更方便、经济、准确。产品达到国内外先进水平，可安装在煤矿井下、工矿企业有防爆要求的场所。2.0.2性能特点·独特的信号数字化处理技术，使仪表测量信号更稳定、抗干扰能力强、计量更准确；·无机械传动部件不容易损坏，免维护，寿命长。·电路更优化、集成度高、功耗低、可靠性高。·智能化标准信号输出，人机界面友好、多种二次信号输出，供您任意选择。·防爆转换器选用磁力感应式键盘操作，不用打开机箱，即可实现对仪表的操作。·防爆传感器分外夹式和插入式两种。·插入传感器无滴漏、可不停产带压安装、精度高、免维护、工作更可靠。(专利产品)·外夹传感器捆绑在管路外侧，不影响液体流态，安装和维护不需停水，适用于任何压力管道。2.0.3技术参数被测介质：液体测量范围：0.3-10m/s供电电源：DC24V（使用取得矿用安全防爆认证的电源）安装方式：插入式或者外夹式输出信号：4mA～20mA（模拟、二线制）管路材质：钢管、铸铁管、非金属管可焊接或压接的管材料介质温度：-40℃～85℃本安参数：最高开路电压15V，最大短路电流20mA工作电源:AC127V绝缘电阻：≥500MΩ(500V)准确性：±0.1％材料：1Cr18Ni9Ti不锈钢工作环境：使用温度：-10℃～45℃，相对湿度：≤85%RH，大气压强：80～110kPa，使用场所：可在具有甲烷、煤尘等爆炸混合物的危险场所使用；海拔不大于2000m；不含有强腐蚀性介质的环境中；防爆型式：矿用本安型ExibI2.1温度传感器实时监测高压电机的三相绕组温度、轴承温度和水泵温度，监测电机、水泵运行是否正常。温度传感器一般为设备内置的PT100温度传感器，用来测电机及水泵温度，对于没有PT100的电机我们采用GWD75(B)温度传感器。PT100传感器是利用铂电阻的阻值随温度变化而变化、并呈一定函数关系的特性来进行测温。PT100温度传感器是一个模拟信号，主要采集到PLC的转用温度模块中，信号进入PLC后转换成数字量，在通过运算时实显示在显示屏上或远程PC上，另外，Pt100温度传感器还具有抗振动、稳定性好、准确度高、耐高压等优点。GWD75(B)温度传感器为矿用本质安全型，适用于煤矿井下有瓦斯、煤尘爆炸气体环境中。Pt100GWD75(B)图2.1图2.1为电机端子，在热电阻的根部的一端连接一根引线A，另一端连接两根引线B的方式称为三线制，这种方式可以较好的消除引线电阻的影响，是工业过程控制中的最常用的引线电阻；桥接M+和IC+，并连接红色（A）电阻端，始终将IC-和M-电缆分别连接白色（B）电阻端；系统组成2.1组成部分整个系统由数据采集与检测、现场监测与控制、远端监控指挥三部分组成。数据采集与检测数据采集由PLC模块完成，PLC模块检测接受传感器数据和设备状态，由程序运算再将数据分别通过通讯传至井下操作屏，通过以太网传送至上位机。主要采集的模拟量数据有：水位、电机电流、电机绕组温度、电机轴温、排水管流量、上水压力、负压真空度等；数字量数据有：高压开关合分闸状态、真空泵工作状态、电动闸阀状态、电动球阀状态等。现场监测与控制现场监测与控制由控制箱、操作台、触摸屏、就地箱以及传感器和电动闸阀等组成。现场在操作台和就地箱上进行控制，PLC通过通讯传送给触摸屏进行实时监测。远程监测与控制远程监测与控制由计算机、组态软件、管理软件、网络传输、视频摄像头等组成，通过计算机网络、组态软件以及视频，进行远程控制以及同步显示现场工况。2.2系统组成示意图安装与调试1、系统安装系统接线应由专业安装人员严格按照本公司设计的专用《主排水自动化系统电气图册》和有关的《煤矿安全规程》规定接线。主排水自动化系统的设备必须全部安放在泵房内部或附近，电控箱、操作台需要摆放在专门的水泥台子上，要高出泵房本身的水平面，防止泵房有水进入；就地箱必须悬挂在泵房的墙壁上，固定牢固，防止有水进入；闸阀控制箱可以悬挂也可以摆放在水泥台子上，具体情况有工况决定；电动闸阀和球阀以及各类传感器则安装在相应的位置上，必须紧固，防止在开泵过程中有水溅出；必须按照《主排水自动化系统电气图册》及现场情况合理布线，将所有需要的开关量、模拟量信号接入电控箱、就地箱、操作台，并使布线美观，接线稳定、可靠。注意电源线与信号线应尽量避开，避免对信号线产生干扰；所有设备安装必须注意要避免淋水。2、系统调试首先检查控制箱内部变压器、开关电源是否接线正确，有无短路，熔断器保险丝有无安装或烧坏；检查PLC模块是否安装正确，模块电源接线是否正确；检查各路接入信号接线正确，无短路。注意PLC模拟量接线不能短路，容易烧坏模块通道。其次检查矿上接入的电源是否在电源承受范围内，然后合上电源开关给电控箱供电，并逐步合上各个开关，查看PLC有无故障，开始测试各开关量、模拟量信号是否正确读入或输出，测试各指示灯、按钮是否指示操作准确，测试接触器、继电器合分正常，控制正确。注意要保证所有接入系统器件测试正确。最后组态PLC硬件、配置通讯参数等并将工程下载到PLC中，将画面下载进入显示屏，按照主排水自动化控制系统要求逐个测试手动控制、半自动控制、遥控控制、画面显示、报警等所有功能。运行无误后将监控控制系统投入使用。系统工作原理和方式1、工作原理用回水管的高压水或者外接高压气，通过射流泵来抽吸离心泵体内部的空气达到真空，由于外部大气压大于离心泵内部的压力，所以把水仓内的水压到离心泵内部，然后启动离心泵进行排水。在泵运行过程中，液位传感器、压力传感器、温度传感器、电流互感器等设备将数据传给PLC，通过计算然后发给触摸屏还有上位机，如果数据不正常，则发出报警信号，让水泵停止运行，此时需要检查原因，维修完后，需要按下“复位”，这样报警才会取消。工作方式及流程本系统的工作方式有四种，分别为手动方式、半自动方式、自动方式以及遥控方式。（注：报警解除之后，需要按“复位”。）2.1手动方式将操作台标有工作方式字样的转换开关转到“手动”位置，在就地箱上进行水泵、闸阀、球阀等设备的单起单停操作，下面以1号泵为例，介绍操作流程。（1）起泵流程：将操作台标有工作方式字样的转换开关选择到“手动方式”，把1号泵运行方式的转换开关选择到“运行”，然后在1号泵就地箱上按下“球阀开”，等操作台的显示屏上或者负压表上到达一定负压值,并稳定持续一段时间，出现较大范围的变动，此时水泵就完全抽了真空（注，在此期间可以自己判断管路是否真空，敲打管路听声音或者听水压声音，忽大忽小时则真空），等水泵完全抽真空，按下“水泵开”，接着按下“闸阀开”，然后观察触摸屏上的值或是压力表上的压力值是否在增大，若增大并且有流量值显示则证明水泵抽上水，此时按下“球阀关”，若压力表的值或者触摸屏上的压力值没有变化或者没有流量值显示，则水泵没有上水，必须立刻停止水泵，按下“闸阀关”和“水泵停”。（2）停泵流程：需要停止1号泵时，先按下“闸阀关”，等闸阀关到位显示红灯亮，再按“水泵停”。若果遇到突发情况，则按下“急停”，操作台和1号就地箱上的都可以，那么有关1号泵的设备都会停止工作。2.2半自动方式将操作台标有工作方式字样的转换开关转到“半自动”位置，在操作台上进行每台泵的一键启动操作，下面以1号泵为例，介绍操作流程。起泵流程：将操作台标有工作方式字样的转换开关选择到“半自动”，把1号泵运行方式的转换开关选择到“运行”，然后按下操作台上半自动区域1号水泵的按钮“水泵起”，系统自动启动两个球阀，监测到负压值达到设定的水泵真空值时，自动启动水泵和打开闸阀，延时6秒之后关闭两个球阀，水泵正常排水，此时启动流程完毕；。（注：如果遇到盘根不紧或者有漏气的地方，则负压值会达不到预设值，则在一段时间后会自动停止运行，并且报警提示真空值故障，此时就需要去维修泵体盘根或者漏气的地方）。停泵流程：按下操作台上半自动区域1号泵的按钮“水泵停”。（注：半自动操作是根据系统流程起泵，当你按下“水泵起”的时候，对应的球阀打开，当负压达到一定值时，一分钟内水泵电机自动启动，同时打开闸阀，数秒之后球阀自动关闭，如果在四分钟内负压值达不到预设值，则系统自动停止，报负压超时故障；同样，当你按下“水泵停”时，闸阀开始关闭，当闸阀关到位时，即闸阀关到位红灯亮时，电机自动停止，所以，在按下“水泵停”后，不会立刻停掉电机，等闸阀关到位，电机才会停止，这个是正常现象，为了防止回水过大对泵体、管路的冲击。）如果遇到突发情况，则按下“急停”，此时电机会立刻停止。2.3自动方式将操作台标有工作方式字样的转换开关转到“自动”位置，在操作台上进行整个泵房的一键自动操作，下面介绍操作流程。（1）起泵流程：将操作台标有工作方式字样的转换开关选择到“自动方式”，把运行方式的转换开关选择到“运行”（注：一备一用一检修，也就是三个泵中一个打到运行，一个备用，一个检修），按下操作台上自动控制区域对应的按钮“起动”，之后不要任何操作，程序会根据水位高低决定是否启动水泵，以及自动选择启动哪台水泵。（2）停泵流程：按下操作台上自动控制对应的按钮“停止”，之后会自己停泵。注：新景矿煤业公司不要求启用自动方式，所以没有自动控制。2.4遥控方式将操作台标有工作方式字样的转换开关转到“遥控”位置，由地面控制中心上位机发出控制指令，通过工业以太网把启动命令传到系统控制箱，控制一台或多台主排水泵的运行，达到最合理的排水效果，具体详见上位机系统平台使用说明。上位机系统平台使用说明1、系统平台概述目前我们系统选用IFIX5.5作为综合自动化系统平台开发环境，iFIX是GEFanuc过程处理及监控产品中的一个核心组件。它可以为准确开放安全的数据采集及管理企业级的生产过程提供一整套的解决方案。上位机平台通过工业以太网发送指令到SCADAI/O服务器中，再发送至PLC控制器，PLC控制器将指令传输到相应设备，从而达到控制目的；而参数数据首先传输到PLC控制器里，然后PLC控制器将数据通过工业以太网发送到SCADAI/O服务器中，上位机平台再利用iFIX从服务器中读取数据，从而用来实时监测。WEB网络发布负责处理WEB用户前端发出的各种管理请求，并将处理结果以WEB的方式返回给用户，系统软件应选用IFIXWebspace。作为整个综合自动化监控系统的历史数据的存储和查询服务中心，为数字化矿井提供历史数据的查询，为MSE系统以及三维GIS系统提供部分历史数据，是整个系统的核心设备。软件应选用GEHistorianv5.0StandardServer50000Points。2、系统平台功能新景矿井下水泵房监控系统可实现5个水泵房的全面监控，实现管控一体化，具体实现了如下要求：◆系统实时监控：操作员能在地面监控中心能远程控制所有水泵，真正实现井下主排水系统无人值守的功能要求；◆系统信息管理：实现了用户实时动态的查看水泵、电机，球阀、闸阀等相关静态铭牌参数；◆系统视频管理：提供了海康视频的扩展编程接口，支持实时调用现场监控视频，实现了报警时自动弹出该报警区域的视频功能（供用户选择：可以开启、可以关闭）。◆趋势曲线管理：分为实时趋势曲线和历史趋势曲线，它是用来反映变量随着时间变化的情况。可在线储存每个工艺过程点的多年数据，还可以浏览当前系统的生产情况，也可以回顾过去的生产情况。◆系统报警管理：提供了实时和历史报警查询功能，通过IFIXODBC接口实现报警历史记录SQLServer的归档，支持自定义时间间隔查询的功能。◆系统事件记录：还原了当时操作现场的实际情况，记录了何人何地何时具体操作了哪个事件，方便日后责任追查和记录归档。◆系统数据分析：提供了实时工业级IH历史数据库，实现海量数据趋势曲线调用查询和分析的功能；实现操作记录和数据报表的归档，支持自定义时间间隔查询的功能。3、系统实时监控先鼠标左键双击电脑桌面上标有iFIX字样的软件；系统会自动运行主排水监控系统。如下图（5-1）所示：（图5-1）打开之后进入系统登录页面，输入用户名和密码，获取相应的操作权限，如下图（5-2）所示：（图5-2）注：系统登录入口用户名：admin密码：abc-123输入上述用户名和密码，点击Login，即可以访问新景综合自动化平台监控系统的主画面，如下图（5-3）所示：图（5-3）右上角显示系统当前的登录用户：系统默认以自动节点FIX登录用户为值班员登录，可以通过如下图（5-4）所示，切换系统的访问权限，系统权限划分为值班员、操作员、管理员。每个子系统都划分了不同的登录权限和密码，可以在系统参数设置中由技术员定时修改。图（5-4）然后在综合自动化系统主页面（如上图5-3所示上）找到下图5-5所示的图标，单机该图标，进入新景主排水系统监控系统主画面。图（5-5）新景主排水系统包括芦南水泵、芦北水泵、五二五水泵、佛洼水泵、保安水泵。在系统主画面中，显示当前各个地区的3个水泵的运行状态和水仓液位，如右下图例所示：当系统通讯中断时候，状态显示为OFF；当系统通讯正常时候，状态显示为ON。当电机运行时候，状态指示为绿色；当电机停止时候，状态指示为红色。当水仓液位处于半仓以下的时候，状态显示为蓝色，并且实时显示当前水仓液位；当水仓液位处于半仓以上的时候，状态显示为红色。如下图（5-6）图5-6由于芦南水泵房，芦北水泵房、五二五水泵房、佛洼水泵房和保安水泵房结构相同，这里只介绍芦南水泵房。通过主排水系统主画面可进入相应水泵房画面，点击芦南水泵监控画面，显示如图5-7所示：图5-7需要操作的时候，首先要登陆，如图5-8，选择相关人员输入自己密码登陆；图5-8进入界面之后，首先观察各个参数是否有值，例如：压力、负压、流量、电流等，借此来判断井下是否正在起泵排水；如果各个参数都是初始值，则井下没有起泵排水，那么上位机可以按需求进行起泵排水操作；将鼠标移至界面最左边的“芦南水泵系统控制栏”如下图（5-9），系统自动弹出弹出一个窗口如下图（5-10），此时通知井下将操作方式打到“遥控”如图（5-11），在窗口上将1号泵的控制方式旋转到“运行”状态如图（5-12），只有在“遥控”、“运行”方式之下，上位机才能进行操作；注：遵循1用1备1检修。然后单击“启动”按钮，输入管理员密码，点击确定，1号泵就会启动；首先，两个球阀从关到位的红色→黄色→开到位的绿色，负压值慢慢升高，当到达一定的负压，电机自动启动，显示绿色，压力值升高，启动瞬间压力值会很大，当平稳之后大约在3.5MPA左右，然后同时球阀自动关闭，闸阀打开，从关到位的红色→黄色→开到位的绿色，流量在电机启动之后就开始慢慢升高，达到最大值。注意，在您退出当前泵房画面，再次进入时，系统控制栏里的选择开关会复位，默认值（一号运行，二号备用，三号检修），所以需要您再次进行选择。图5-9图5-94、系统信息管理企业信息化管理的精髓是信息集成，其核心要素是数据平台的建设和数据的深度挖掘，通过信息管理系统把企业的设计、采购、生产、制造、财务、营销、经营、管理等各个环节集成起来，共享信息和资源，同时利用现代的技术手段来真正意义上实现综合自动化平台系统管控一体化。如图5-1所示，在综合自动化系统平台中对每个过程控制的设备进行静态参数的归档查询，将鼠标移动到该设备上时，显示该设备重要参数信息。图5-1由于电机、水泵、球阀、闸阀等静态铭牌参数弹出效果类似，这边就以电机作为例子显示鼠标移动到该设备上，弹出设备参数信息，铭牌会实时根据鼠标移动，当鼠标失去设备的焦点时，该铭牌会自动消失；用户可根据该参数信息实时了解井下设备运行情况，额定负荷、转速等，为技术人员对设备进行定期维护提供实时有效地依据。5、系统视频管理视频监控系统发展了几十年，近年来传统的模拟系统以迅猛的速度向数字化、网络化和智能化监控系统演进。监控视频录设备也由第一代磁带录像机、第二代数字硬盘录像机(DVR)、第三代混合数字硬盘录像机(H-DVR)逐步过度至现在炙手可热的第四代网络硬盘录像机(NVR)。DVR接入模拟视频信号并转化成数字视频数据录像存储，有视频数据易于保存、支持随机查询、方便拷贝、操作维护简单等特点，受到用户青睐;H-DVR继承DVR优点的同时，增加了网络视频接入和远程网络管理功能，但仍然是一款模拟视频监控系统向全网络数字视频监控系统推进的产品。图6-1如上图6-1所示，点击摄像头小图标，在监控平台中嵌入自定义有模式的视频监控窗体，通过后台脚本调用海康视频控件的Login和RealStartPlay方法，实现现场视频无缝切换和实时在线监测的功能。6、趋势曲线管理趋势曲线是控制软件必不可少的功能，（如图7-1所示）分为实时趋势曲线和历史趋势曲线，他是用来反映变量随着时间变化的情况。可在线储存每个工艺过程点的多年数据，还可以浏览当前系统的生产情况，也可以回顾过去的生产情况。图7-1历史趋势曲线6.1曲线参数设置实时趋势曲线和历史趋势曲线相关设置和查看功能类似，如图7-2所示，以下就以历史趋势曲线为例子，首先介绍下图7-2系统参数设置1、曲线参数设置：点击参数设置按钮，弹出如图7-3的窗体，通过该窗体可以自定义曲线间隔时间，包括5分钟、15分钟、30分钟、1小时、6小时等；也可以自定义是否显示曲线数据源列表和网格列表。图7-3趋势曲线参数设置6.2添加、删除数据添加数据记录：当鼠标移动到第二个图标的时候，弹出如图7-4的窗体，显示当前状态下用户可以自定义添加历史趋势曲线的数据源记录。图7-4添加数据标签添加数据记录：点击该按钮，弹出如图7-5的窗体，通过该窗体可以子系统和区域的双重过滤筛选，添加想要查看的历史数据标签，右面是对搜索历史数据标签的起始时间和截止时间的定义，调整相应的时间搜索区域可以查看自定义区域内该变量的历史数据变化趋势。图7-5数据标签设置删除数据记录：当鼠标移动到第三个图标的时候，弹出上述的设置窗体，显示当前状态下用户可以删除当前所选的数据源记录。6.3曲线时间轴推移历史曲线时间推移：点击该按钮，在曲线中可以看到历史标签的变量随着时间轴的前后推移而发生改变，可以浏览当前历史数据标签的变化趋势情况，也可以回顾过去的生产情况。（如图7-6所示）图7-6趋势曲线时间轴推移6.4趋势曲线重置历史曲线参数重置：点击该按钮，在曲线中可以看到历史标签的变量清空，曲线间隔时间会恢复到默认的5分钟，默认为显示数据源标签和显示网格区域显示。7、系统报警管理实时报警信息：在综合自动化监控系统中，操作人需要实时的了解现场设备的状况，及时掌握系统当前的发生的隐患，需要利用监控平台能对实时报警消息及时准确的告知操作人。历史报警信息：方便操作人员了解历史报警的处理情况。根据已有的历史报警，及时掌握系统可能存在的隐患，对系统做出相应的调整，需要利用监控平台建立历史报警查询的功能。如下图8