水源井自动化改造方案

1、水源井系统一.系统概述： 柴矿水源井分为东、西井，在行政区南600m处，调度室位于行政办公区，水塔位于行政区北600m处。现用两台水泵由低向高打水到水塔蓄水。控制方案分为就地控制箱手动控制及调度室远程控制两种方式运行。现场控制器为西门子s7-200可编程控制器控制；水塔为超声波液位计；调度室采用力控组态软件。系统框架示意图二.系统存在问题：1、 超声波液位计每月出现卡死现象问题；2、 在选厂用水、用电高峰期，水源井系统持续运行，造成用电费用过高；3、超声波液位计实时液位数据传输只能传输到调度室，通过4-20ma转RS-485通讯方式，连接到服务器COM口与力控组态软件通讯。力控组态软件编程计算

2、发出控制命令，达到自动控制水源井现场设备自动运转的目的。但是，在组态软件未启动或电脑主机未启动时，会造成水源井现场PLC接收不到控制命令，以至于设备不动作，水塔缺水。三、改造方案一将原有自动控制部分，即用组态软件采集水塔中超声波液位计数据进行比较，然后下发控制命令的方式，改为由PLC直接采集水塔水位数据进行自动控制。1、水塔水位采用浮球式，浮球触发控制信号，信号类型为开关量类型，即高低水位控制。低水位控制水泵启动，高水位控制水泵停止。用电峰期，高水位2控制点为停止水泵控制信号，防止用电高峰期水泵持续运行；低水位控制点为启动水泵控制信号。低水位控制点要保证选厂在用水高峰期到来时，最低蓄水量加上两

3、台或单台水泵启动蓄水水量能够满足高峰期总水量。且高峰期过后选厂用水量小于等于水泵蓄水量（需要选厂配合给出选厂高峰期总用水量及高峰期时间）。用电谷期，将高水位2作为控制水泵启动信号，高水位1作为水泵停止信号；高水位1控制点保证蓄水时，水位不能过高，溢出水塔。浮球式信号控制方式的优点：设备成本低，信号稳定，安装方便，控制方式简单，不需要解决远距离传输信号衰减等技术问题。缺点：控制精度低。 2、在系统编程阶段，用PLC自带时钟功能来分割用电“峰、平、谷”时间段。实现用电低谷时，水塔蓄水，以备厂区用水高峰。达到“削峰填谷”的用电目的。浮球式水位控制示意图 3、 水源井现场安装一台压力变送器，实时采集主

4、管道内水压值，同时做到水泵故障未启动时，对主电路及水泵的保护作用。真实反映水源井水泵运行情况。使得整个系统安全、稳定运行。4、PLC控制器安装AI量模块，采集压力等模拟量信号，同时以备后续添加数字式功能表采集电机电压、电流等模拟量信号。系统功能实现水源井监控系统数据上传至调度指挥中心，数据能够进行数据库存储， 系统能够与矿调度中心监控站通讯实现信息传递和交换；系统能够实现在调度中心监测水源井系统水泵的运行状态，能够检测液位等模拟信号，系统能够实现在调度中心控制水泵启、停，实现整个流程的自动控制，并可故障报警，故障停机。自动控制部分：根据工况设定，以及时间、液位等参数自动开启、停止水泵，对运行中

5、的各种参数进行实时监控。单机自动控制：地面监控主机将工作方式切转到单机自动时，可在地面监控主机上单独控制系统中的各设备。此时各分站仍处于自动状态，保护信号动作时可报警停机。就地手动控制：各设备工作方式打到就地位置时，可直接在高压柜或就地控制箱上人工手动控制。此时系统仅在线监测各设备的运行参数，保护信号动作时仍报警。此方式主要用于设备检修时。四、改造方案二在原有系统的基础上，采购一台超声波液位计或投入式液位计，达到双液位控制，避免因单台液位计计量不准确造成的误操作。传输信号为模拟量信号。两个信号同时传输至PLC，参与PLC程序控制。但需要解决两台液位计信号远距离传输问题；原有超声波液位计输出信号

6、为4-20ma电信号。1、采购二台4-20ma模拟量信号转RS-485转换器，根据RS-485理论传输最远距离1500m。可以将RS-485信号传输至PLC，参与逻辑控制。系统优点：系统自动控制精度提高，能够准确读取水塔实时液位数值，同时操作员可以根据两台液位计数值显示，手动操作现场设备运转。缺点：RS-485信号远距离传输信号衰减，易受干扰。2、采购四台4-20ma模拟量信号转以太网转换器，将两台液位计信号传输至PLC，采购西门子s7-200模拟量模块，参与逻辑控制。系统优点：系统自动控制精度高，信号传输稳定，能够读取水塔实时液位数值，操作员可以根据两台液位计数值显示，手动操作现场设备运转。

7、缺点：成本高，设备维护费用高。 投入式液位计 超声波液位计 4-20ma转RS-4854-20ma转以太网3、完善组态画面控制水源井原有控制系统，采用调度室上位机采集水塔超声波液位计参数，计算比较发出控制命令。系统存在上位机故障或组态软件运行故障时，水源井控制系统不动作。通过采购一台上位机及组态软件，做到一备一用，达到系统持续稳定运行目的。系统优点：系统可以一备一用安全稳定运行，改造简单，改造项目少，日后添加新系统可以连续开发组态控制画面。系统缺点：采购费用高。五、附录：设备清单：序号名称型号、规格数量单位单价（元）合计（元）厂家备注1AI模块6ES7 231-0HC22-0XA81块4054

8、05Siemens2浮球式液位计BL-YW430-P/W/S/X/5m3台180540天津比利科技3控制电缆KVVP1*4/1.51500米4.16150天津线缆总厂4继电器MY2NJ AC220V 10个10100omron继电器NY2NJ DC24V 10个10100omron5继电器底座MY2NJ20个3.570omron6总 计7365元7总计（大写）： 柒仟叁佰陆拾伍元整4000220007 天津线缆总厂 改造方案二设备清单：序号名称型号、规格数量单位单价（元）合计（元）厂家备注1AI模块 四通道6ES7 231-0HC22-0XA01块860860Siemens2投入式液位计CYB-51S普通型（0-7m）1台420420星义3控制电缆KVVRP1*4/1.51500米4.16150天津飞亚4继电器NY2NJ DC24V 10个16160omron54-20ma转