重庆煤科院 水泵控制系统方案

1主排水监控系统在煤炭行业，当前煤矿井下主排水系统的运行和管理多为人工操作方式，操作过程复杂、劳动强度大、水泵运行效率低，无法满足“提高生产效率，降低劳单独成为一个子系统，该系统将计算机技术、自动控制技术融为一体，应用于煤矿井下排水的全自动和地面远程监控，系统根据矿井实际情况，在原来的设施基础上进行自动化改造，使设备在无人干涉的情况下自动运行和自我诊断的一套系统。系统在确保可靠性、安全型的基础上，采用国际、国内著名品牌可编程控制器，传感器、电动闸阀、工业控制计算机等主要设备，对水泵设备的运行状态、运行过程进行自动检测、自动控制，使设备达到最佳工作状态，从而有效地节约能源，提高煤矿的运行管理水平，降低运行成本，延长设备使用寿命，减轻工作神南孙家岔龙华矿业公司(以下简称“龙华矿业”)当前井下总共2个主排水(1)1#水泵房共计3台水泵，型号为MD155-30*2,扬程60米，电压等级(2)主排水管路2路，管径为DN200mm,每趟排水管路已安装唐山大方汇(4)每台水泵排水管路使用3台DN150/1.6MPa手动阀门和1台止回阀作为1.2.22#水泵房(1)2#水泵房共计3台水泵，型号为MD155-30*4,扬程120米，电压等级为660V,功率90KW。(5)水泵灌水方式采用清水管路高压直供方式，每台水泵通过1台1.3系统设计(1)调度室设置1台监控计算机，实现各水泵房监控数据采集并处理，(2)地面监控室设置1台汇聚交换机，与井下交换机驳接，建立系统数据的(3)监控主机的后备电源由调度室现有的UPS电源供给，本次系统不考虑1.3.21#水泵房(1)变电所值班区域安装1台显示控制台，方便巡检人员查看数据及在紧急(2)变电所配电区域安装1台矿用百兆交换机，用于本次排水系统的(3)变电所配电区域安装1台矿用隔爆型PLC控制箱，实现所有数据接入(4)每台水泵进水管和出水管各安装1台负压传感器、1台正压传感器，用(5)每台水泵安装1台设备开停传感器，用于监测水泵运行状态。(6)每台水泵电机前后轴承各安装1台温度传感器，用于监测电机温度流4分阀门全部更换成同规格的电动阀门，并在溢流管上安装流量开关(9)每台水泵配置1台按钮控制箱，实现水泵的就地控制。(10)因为水泵房已安装水仓水位传感器、排水管流量传感器，本次系统建设不再增加以上传感器，只将传感器检测数据接入PLC即可。(11)因为水泵排水管路阀门均处于常开状态，所以本次系统建设不对这些阀1.3.32#水泵房(2)变电所配电区域安装1台矿用百兆交换机，用于本次排水系统的入，交换机通过光缆与1#变电所千兆交换机(3)变电所配电区域安装1台矿用隔爆型PLC控制箱，实现所有数据接入(4)每台水泵进水管和出水管各安装1台负压传感器、1台正压传感器，用(5)每台水泵安装1台设备开停传感器，用于监测水泵运行状态。(6)每台水泵电机前后轴承各安装1台温度传感器，用于监测电机温度(7)水仓高、低水位线各安装1台液位开关传感器，通过监测高、低水位，流4分阀门全部更换成同规格的电动阀门，并在溢流管上安装流量开关(9)每台水泵配置1台按钮控制箱，实现水泵的就地控制。(10)因为水泵房已安装水仓水位传感器、排水管流量传感器，本次系统建设不再增加以上传感器，只将传感器检测数据接入PLC即可。(11)因为水泵排水管路阀门均处于常开状态，所以本次系统建设不对这些阀间等参数，控制各工作泵与备用泵轮流工作，合理调度各水泵的运行。本系统通根据煤矿的实际情况，水泵控制系统PLC控制箱安装在泵房内，对各传感器数据进行采集，并通过水泵开关控制各水泵启停。在仓(配水井)水位、管内压力、流量、真空度等实时参数，还能够监测水泵、电动阀门的开停状态，并对水泵电机、闸阀等进行集中启工业以太网工业以太网(3)采用国际著名品牌PLC,程序采用模块化结构，系统可按程序模块分段(4)系统根据水位和水泵连续工作时间控制原则，自动实现水泵的轮换工(5)PLC自动检测水位信号，计算单位时间内不同水位段水位的上升速率，1.6系统主要功能在地面上位机或者井下显示操作箱上，能够监测系统当前的控制方式，远程控制、本地自动、本地手动控制方式，另外还监测当前泵的工作状态，工作、备用或者检修状态。水泵的起、停状态、故障信号、水泵电机的起停状态，各闸阀系统监测的主要信号有：水泵吸水管的真空度、排水管的压力、流量、水仓在上位机或者本地集中操作台上，对水泵能够进行远程监控和就地监控。系远程控制：在上位机上通过操作水泵监控界面，自动完成对水泵及其它关联本地自动控制：在水泵房集中操作台上，系统根据预先设定的程序，当自动是是是是备用泵”作泵’否否手动控制功能：由工作人员在显示操作台上，对水泵发出控制命令；排水监控系统的开泵及停泵，加泵和减泵的控制流程如下：1)为了保证井下安全生产，系统可靠运行，水位信号是水泵自动化一个非常重要的参数，所以，系统设置了两套水位传感器，模拟量和开关量传感器，两套传感器均设于水仓的排水配水仓内，根据所监测的水位信号，设定低水位、高水位和上限水位开停泵信号及高水位报警。2)系统可根据水仓水位，并能够根据单位时间内水位的上升速率判断涌水量等参数来自动起停相关水泵。当水仓水位值达到高水位开泵位置时，可自动开启一台水泵工作。如果水位不再上升，系统就维持一台水泵工作，如果水位连续上升到二号泵应开动的水位值时，系统自动开动第二台泵；如果水位不再上升，则系统维持两台泵工作；如果水位持续上升到第三台泵开启水位时，系统则自动开启第三台泵；如果水位仍然持续上升到报警上限水位时，系统则将所有备用水泵全部自动开启。所以，水位上升或下降到对应开停水位值时，系统可自动加减运转水泵台数。1)水泵负压力保护水泵在启动时候，先启动射流泵或者是真空泵，监测真空管路的负压力，当负压力达到设定值时，启动水泵电机，同时关闭真空管路阀门。如负压力一定时间内没有达到设定值，系统会自动关闭真空泵、射流泵以及相关阀门，并发出故障报警信号。2)水泵失压保护水泵出水电动阀门打开后，监测排水管内的正压力，当在一定时间内，正压力没有达到设定值，系统就会自动停止水泵的运行并发出故障报警信号。3)电动闸阀保护当控制阀门开关后，电动阀门会反馈一个状态信号给PLC,当两者信号不一致时，系统就会发出告警并在上位机上显示报警信息。1.7主要设备技术参数隔爆兼本质安全型可编程控制箱作为排水监控系统的核心，主要负责采集关联设备的运行信息、设备状态，通过工业以太网与上位机通讯、交换信息，同时对各设备进行集中监控。用于煤矿井下有瓦斯及煤尘爆炸危险的场所，作为各种设备的自动监测、保护控制装置。>主要技术参数(1)防爆类型：矿用隔爆兼本质安全型，防爆标志：Exd[ib]IMb。(3)输入电源波动范围：标称值的75%～110%。(7)重量：约400kg当压力低于设定值时自动停泵。(3)真空压力传感器：主要用在水泵启动之前，监测吸水管路的真空度，当真空度达到设定条件时，才能启动水泵电机。(4)流量开关传