自动排水系统自动排水系统方案.doc

ZPS-660矿用自动排水装置 使用说明书（ZPZ660-00-SM）目 录1 用途22 环境条件33 产品分类34 产品组成及功能44.1 产品组成44.2 功能及原理44.2.1 主要功能44.2.2电气原理65 安装、调试、操作及使用注意事项85.1 位置安装95.2 注意事项126 常见故障及排除127 运输和储存138 订货和服务13安装使用产品前，应详细阅读使用说明书矿用自动排水装置使用说明书1 用途矿井排水承担着排出井下涌水的重要任务，是保证矿井安全生产的关键环节。排水系统各种设备能否安全、可靠、有效的运行，关系到整个矿井的生产与安全。ZPS-660矿用自动排水装置是使设备在无人职守的情况下自动运行和自我诊断的一套系统。通过工业计算机的决策控制，对设备的运行状态、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。ZPS-660矿用自动排水装置（以下简称装置）主要用于煤矿井下的排水自动化控制系统，采用PLC可编程控制器作为核心设备，具有较强的适用性、可扩展性、高可靠性和强大的通讯能力。其逻辑控制方式可通过软件的编程来实现，使复杂的控制逻辑变得简单易行。装置内部的输入和输出信号之间有可靠的隔离措施和本安电源，从而确保与各种类型传感器、执行器、各种设备电控回路的连接和匹配之间更加灵活、通用。装置执行标准：GB3836-2010、Q/ZMD0422012。2 环境条件温度: 040；平均相对湿度: 95%RH（25）；大气压力: 80kPa106kPa；机械环境: 无显著振动和冲击的场合；适用于有瓦斯和煤尘爆炸危险的环境中；周围介质无腐蚀性气体。3 产品分类 Z P S - 660 额定电压排水装置4 产品组成及功能4.1 产品组成装置由显示控制箱、PLC综合控制箱、阀门电动装置、压力传感器、负压传感器、液位传感器、超声波物位传感器、温度传感器、电动球阀组成。详见附图。装置的组网方式有2种，1）集控方式：在操作工值班处布置一台显示控制箱，用于查看泵房内所有设备的工作情况，人工操作相应的执行设备。在泵房内放置1台KXJ660矿用隔爆兼本安型可编程控制箱，用于采集各传感器的数据，控制水泵、真空泵、球阀等执行设备。电动闸阀使用电动装置控制箱进行控制。 图1 集控方试图2）分控方式（多主多从）：在操作工值班处布置一台显示控制箱，用于查看泵房内所有设备的工作情况，人工操作相应的执行设备。每台水泵布置1台KXJ660矿用隔爆兼本安型可编程控制箱，每台水泵的各种传感器接入控制箱，控制箱直接控制电动闸阀、球阀、电机等执行部件。3台控制箱与显示控制箱使用以太网连接。图2 分控方试图4.2 功能及原理4.2.1 主要功能具有远程启动、停止、复位和测试功能，并可进行地面远程编程、故障（保护）屏蔽及控制方式转换；具有 “自动”、“手动”、“检修”、“远程”四种工作方式，工作方式可直接在井下控制箱上设定。自动：1）由液位传感器连续监测水仓水位，根据水仓和吸水井的水位，自动开停水泵及其阀门，在正常水位时，各水泵自动轮换工作，在危险水位时，自动投入必要数量的水泵。2）根据所监测的水位信号，设定出低水位、高水位和上限水位信号。低水位时停泵；高水位时水泵一台运行、两台备用；上限水位时两台泵运行。3）可根据工况设定，以及时间、水位、煤矿用电负荷等参数，根据避峰填谷的原则自动开启、停止水泵的运转，并能实现泵阀的联锁启动，对运行中的各种参数进行实时监控。4）当运行的水泵出现轴承超温（先报警，后报故障）、开关柜故障、流量不够或压力突然降低时自动停止运行，并提示、报警。通过接口向上传送数据。5）自动开泵时严格按开泵顺序开泵，各步骤之间有闭锁。就地操作人员根据水仓显示水位，人工手动开停水泵及确定开泵台数，电机及其阀门的开、停由PLC自动执行。可现场就地或地面监控中心就地完成，对运行中的各种参数进行实时监测，通过接口向上传送数据。检修维修人员用操作按钮可操作任一水泵电机、电动闸阀、电磁阀的开关，解除相互闭锁关系。图3 下位机触摸屏检修界面图远程由地面监控中心进行控制水泵的启停，确定开泵台数，可以一键完成任一水泵的启动（停止），包括各抽真空、启动（停止）电机、开启（关闭）电动闸阀等，也可以由地面监控中心分别控制电机及其阀门的开、停。网络功能：在地面机电监控中心设置上位机，将现场设备运行状态、故障状态、传感器信号等传输到上位机，并与矿综合自动化系统进行信息集成。具有故障自诊断功能：可准确判断故障类型、位置并能进行图像和语音提示及打印输出，故障自动切换时间小于20秒。实时报警/报警记录：当被测参数超限、保护动作及设备运行状态改变后，在井下控制柜上可在地面上位机也可发出语音、文字告警提示，并进行声、光、语音报警。并实时保存以上信息。每一步操作都有语音提示，现场有开泵预警时间20秒左右（配置相应的预警设备）。图形曲线显示：在地面上位机上实时显示各设备运行状态图。显示实时曲线，可显示年、月、日各时间段的历史曲线和具体数据表。 组网功能：该系统可挂接在矿信息化网络内。4.2.2 电气原理图4 排水系统流程西门子PLC图5 电气原理框图5 安装、调试、操作及使用注意事项装置在安装前，应仔细检查各产品及电器元件是否在运输中遭到碰撞损坏，紧固螺栓是否松动。技术文件、产品出厂合格证应与装置一致。5.1 位置安装5.1.1 显示控制箱（如有配置）安装在泵房操作工值班位置，便于观察整个泵房设备的情况。图6 显示控制箱5.1.2 可编程控制箱根据设计情况安装在水泵旁，标准设计为每台水泵1台（若控制设备较少，也可一个泵房使用1台）。前门板安装有冗余按钮，即便在PLC出现故障时，仍可以使用手动按钮进行开、停泵的操作。图7 可编程控制箱5.1.3 正压传感器安装与每台泵的阀门上方的出水管路上，检测开泵时的出水压力。图8 正压传感器5.1.4 负压传感器安装在引水管路上，检测引水管路内的真空度。5.1.5 流量传感器安装与总出水管路上，检测总出水管路的流量。图9 流量传感器5.1.6 温度传感器安装在每台泵的轴前与轴后，检测两端的温度。图10温度传感器5.1.7 超声波液位传感器安装在水仓的上部，检测水仓水位。图11 超声波液位传感器5.1.8 浮球式液位传感器安装在水仓上部，纯机械式结构。为超声波液位传感器的备用。即便超声波液位传感器出现故障时，浮球液位传感器仍能够正常工作，确保系统工作的稳定性。图12液位传感器5.1.9电动球阀主要控制水泵引水管路，可选择射流、抽真空两种方式。详细位置布局见安装位置附图。图13 电动球阀5.1.10 隔爆型电动装置安装在阀门的旋转轴上，替代以前非电动的转轮，自动开启、关闭阀门。电动装置应垂直安装，其倾斜角度不大于5。图14 电动闸阀（尺寸及压力根据用户要求定做）5.2 注意事项5.2.1 严禁带电开盖。5.2.2 维修时不得改变本安电路和与本安电路有关的元、器件的电器参数、规格和型号。5.2.3 装置中各产品连接正确后才能投入运行。5.2.4 维修时注意防止“失爆”（注意保护紧固件和保护引入装置里的橡胶密封圈）。6 主要设备组成表（以下设备组成可选）序号名称型号规格防爆型式防爆合格证编号安全标志证书编号生产厂1矿用隔爆兼本安型显示控制箱KXJ127Exdib11220736MAB120300山东中煤电器有限公司2矿用隔爆兼本安型可编程控制箱KXJ660Exdib112.1502MAB120537山东中煤电器有限公司3矿用隔爆型阀门电动装置ZB45-24Exd20821105MAB080237常州贝斯特控制设备有限公司4矿用本安型压力传感器GPD40Exib112.4697MFB120272山东中煤电器有限公司5矿用本安型负压传感器GPD0.1FExib112.4694MFB120273山东中煤电器有限公司6矿用本安型物位传感器GUCS10Exib112.4696MFB120269山东中煤电器有限公司7矿用本安型液位传感器GUG2Exib112.4699MFB120271山东中煤电器有限公司8矿用本质安全型电动球阀DFH20/7Exib320100200MAJ070001淄博德贝尔矿山设备有限公司9温度传感器BKGWD200Exd21020505MFB060116江苏东佳电气有限公司 10矿用本质安全型流量传感器GLC250/500Exib1124561MFB120128山东中煤电器有限公司11煤矿用聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套通信电缆MHYV14 (7/0.28mm)/MIA110188扬州市红旗电缆制造有限公司表1设备组成表7常见故障及排除故障现象原因分析解决方法备注射流故障射流泵堵塞将射流泵拆下，冲洗泥沙，使其畅通。抽真空故障真空泵故障检查真空泵是否正常4#电动球阀打开故障更换电动球阀射流球阀关闭不到位，漏气更换关不严的电动球阀自动方式不启动电机负压设置值太低检修方式开启射流或抽真空，观察机械表直到泵体充满水时记录负压值为a，将PLC控制箱的负压值设置为a。电动闸阀开到位故障检修方式查看电动闸阀开启是否正常，开到位、关到位信号是否正常。自动方式启动电机后接着停止正压设置过高查看正常排水的额定压力，设置压力过低报警值为额定压力-0.2Mpa。开关柜状态返回错误（若连接）检查开关柜的状态继电器吸合是否正常（若连接此接点）表2故障排查表8 运输和储存l 产品包装木箱摞装层数不得大于二层。l 搬运时避免摔碰和防雨淋。l 必须贮存在干燥的房间内。l 随机技术资料：产品合格证、使用说明书、装箱单各1份。9 订货和服务l 订单上需注明产品名称、型号、数量及交发货日期。l 订单上需注明收发货单位、联系人、通讯地址、托运方式及到站名称。附件1系统网络连接方案 1）环网方案 2）2芯光缆直连方案3）4芯光缆环网方案附2 系统抽引水方案1) 抽真空引水方式2）射流引水