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MZKB泵站自动化控制装置 无锡煤矿机械厂有限公司 技术部 陆立东 2009年3月 泵站的智能化的背景 1. 21世纪，随着技术日益发展以及人性 化管理的需求，对煤矿开采技术和矿 井安全生产提出了更高的要求。在此 背景下，各大煤矿均对煤矿自动化作 出了要求，而乳化液泵站及喷雾泵站 的自动化控制系统也成为了煤矿自动 化控制系统的子系统。 泵站的智能化的背景 2. 近年来，随着国内经济的飞速发展，对 能源需求急剧增加。针对我国所特有的能 源结构（多煤少油），煤炭产量节节增高 ，在如此优异的市场行情中，对煤炭开采 工作也突出了要求，长时间大强度工作对 各类煤矿机械的可靠性提出了新的要求。 l无锡煤矿机械厂有限公司所开发的ZKMB 泵站自动化控制装置系统是针对乳化液泵 站以及喷雾泵站的工况监测所设计，可以 实时反映泵站的基本工作状态，控制泵站 的运行工作，从而能够有效地延长泵站的 正常工作周期以及泵站使用寿命。 l该系统满足现有煤矿综合自动化生产的需 求，对煤矿安全生产、增产增效以及综合 管路有着重大意义。 系统特点： vZKMB泵站自动化控制装置系统作为煤矿 综合自动化系统，能够实时动态显示泵站 信息，并对采集数据处理后实现对乳化液 泵站或喷雾泵站的自动控制。 v本系统具有中文显示功能，可以显示压力 、温度、流量、液位等各种泵站信息，也 可以通过MODBUS通讯协议RS485数据接 口与中心计算机联网，实现远程监测。 系统组成： v本控制系统由乳化液（喷雾）泵站、多路 启动器（组合开关）、各种物理量（压力 、液位、温度）转换为电量的变送器、调 速变频器、PLC 及人机界面（中文显示器 ）等各种部件组成的乳化液（喷雾）泵站 的控制系统。并留有与上位机联网的接口 。 v泵站控制系统实时采集各个物理量变送器的信号， 经PLC 内置用户程序处理，对各种工况（采集到 的各种数据）按生产工艺要求作出规定的反应，以 满足生产要求。通过人机界面进行现场显示,便于 操作人员了解系统运行工况。并可经RS485 总线 送到井下中心站作进一步的处理。 系统主要功能： n可实现就地或远距离对乳化液泵站进行启 动或停机操作； n电动机变频系统，使泵电机随乳化液需求 而改变运转频率；并安装有电度表可显示 所消耗电力。 n曲轴箱油温保护：当油温达到78报警， 80保护停机； n曲轴箱油位保护：当润滑油油位低于最低 油位时报警停机； n齿轮泵油压保护：当齿轮泵油压低于 0.2MPa 报警，低于0.1MPa保护停机。 6. 乳化液泵站出口压力显示，并能够对压 力系统管路突然爆裂自动停机（压力 5 秒 内由28.5MPa 下降到10MPa，参数可修改 ）。 n乳化液温度保护：当液温达到42报警， 45保护停机； n乳化液箱液位保护：当进水管破裂或其他 原因无水供应时，配液箱缺液，液位达到 设定的最低液位时自动停机并报警。 v泵站电机温度保护：对电机前后轴承及绕 组温度进行温度监控，防止电机超温损坏 。 10. 具有中文显示功能，能够对乳化液泵站 的监测参数进行显示、报警及控制。 11. 泵站控制系统能够满足工作面主监测系 统的通信要求：通过RS485接口与主系统 连接，将数据上传。 12. 根据需要，即可单机运行又可双机同时运 行。 13. 通过上述多参数的监测并采用多传感器 信息融合技术，就可以对乳化液泵和液压 系统的障进行初步诊断，用以指导生产和 设备的维修。 系统操作说明： 中文显示屏操作界面： 参数设定 v本控制系统由 PLC（S7-224XP、226） 、人机界面（中文显示屏）及各种物理量 变送器组成的智能化控制系统。系统运行 参数通过人机界面直接设定，参数设定灵 活方便，运行、故障画面直观简明。 设定过程：系统上电并经初始化后，界面显示如下图： v按 键或用户菜单键一次，界面显示变 为下图： 按 键一次，界面显示变为下图： 按 键一次，界面显示变为下图： 按 键，提示：输入密码，输入正确密码后，1#管路 给定压力数据个位数闪烁， 如下图： v此时按 键使数据增加，按 键使数据 减小。按 键，光标移到需要修改 的数据位。输入正确的数据后，按 键 完成 1#管路给定压力的设定，并进入压力 变送器量程设定，方法与1#管路给定值设 定方法相同，压力变送器量程设定值必须 与实际安装的压力变送器相一致。在设定 过程中按 键放弃修改。2#管路参数设 定与1#管路设定方法相同。 使用备注： 1.初次使用本系统时，电源通电后必须执行 上述参数设定中步骤。即对1、2#乳化液 箱管路出口给定压力值及所安装的压力变 送器的量程值（通常出厂时已设定）进行 设置。否则系统可能不能正常运行。 2.本控制系统可以实现就地起停（通过人机 界面，在控制箱上）每台乳化液泵，也可 以远距离控制每台乳化液泵的起停，远距 离控制操作即常规控制操作，按相应起停 按钮即可。 v就地起停操作中为了确保安全，采用了组 合按钮控制方式，起动时为组合按钮，停 止为单按钮。即起动时先按 键，后按 相应泵的起停按钮；停止时只要按停止按 钮即可。例如开2#泵，先按 键一下， 再按 键，2#泵即起动。停止工作时只 要按 键，2#泵即停止工作。 3.在运行过程中如有参数超限或故障，系统即 发出声光报警，按按 钮 ， 屏 幕 上 即 显 示 故 障 点 及 相应参数，若要解除报 警可按 键，解除声光报警，同时显示 屏恢复正常显示，消除 PLC 的故障纪录。 控制系统故障分析与排除 最常见的故障： 1#不能正常启动(或2#、3#、4) 即开机就报警 油压持续变小 故障分析：解决方案： 1.液箱液位或曲轴箱油位是否 过低, 2.是否进液阀没打开,液位传感 器坏。 3.1#泵组油温过高(或2#、3#、 4泵组)。 4.1#泵组电 机轴承或电机绕组 温度过高(或2#、3#、4泵组) 。 1.添加润滑油， 2.打开进液阀,更换 液位传感器。 3.检查泵 站 4.检查电 机 故障分析：解决方案： 5.传感器损坏或信号线路 短接或开路。 6.变频运行时检查变频 器 显示器是否显示变频器故 障代码。 7.工频运行时检查 是否有 故障未解决 5.修复线路,更换传感器 6.按显示变频器故障代码 维修调整。 7.检查控制箱故障显示， 解决故障。 故障故障分析解决方案 液位或油位 过低 1.进液管是否供液; 2进液蝶阀没有打开 或损坏, 3.液位传感器工作不 正常. 4.曲轴箱中无润滑油 1.进液管进液 2.打开或更换蝶 阀。 3.更换液位传感 器。 4.添加润滑油 故障故障分析解决方案 显示的各项数 据与实际值误 差较大并带有 波动 温度、压力等 传感器数据线 是否开路或传 感器是否损坏 。 连接数据线,更 换传感器。 变频器故障分析： 故障故障分析解决方案 泵组变频 运 行压力不稳 1.压力传感器线 路接触不良 2.压力传感器工 作不正常. 1.检查压 力传感器 连线并连接可靠。 2.更换压力传感器 。 散热风机不 能正常工作 变频器箱内控制 保护动作或电器 元件损坏。 恢复保护线路正常 运行，调整更换电 器元件。 控制装置一般检查维护： 指定的维护人员定时对控制装置维护。 必须将控制装置的电源切断后再进行维护。 对于电源的切除和投入，要维护人员自己确认，不 要让他人取代。 断开电源10分钟之内不要开启防爆箱门盖，因为有 残留高压电。 维修后松开的螺钉螺母要拧紧，不要漏接接线端子 ，不要把工具等遗失于控制装置箱内。 控制装置隔爆接合面每3个月检查一次隔爆参数并 将隔爆面原有防锈油脂擦去再涂换防锈油脂。 控制装置外接电气连接件每1个月检查一次绝缘电 阻。 泵站的一般检查维修 吸液管路、出液管路、回液管路、连接件有无渗 漏,有渗漏应及时更换密封垫。 泵组管路连接头有松动立即紧固。 泵组油箱油位不低于红色油线。 液箱的管路、连接件应检查管路系统是否有漏液 、串液的地方,有渗漏应及时更换密封垫。 每月应清洗一次平板滤网。 每3个月清洗一次液箱过滤室及沉淀室。 包装、运输与储存： v包装： 产品经质保部门检验合格后，包装人员对箱体做最后 的清洗措施；凡将外露部分使用防尘物品封住。 产品在包装箱内应固定可靠，严防松、脱、斜等。 包装箱内封装有下列文件随箱发送： 1) 装箱单； 2) 产品使用说明书； 3) 产品合格证； 4) 相关电器设备的煤安证及防爆合格证。