水泵排水系统技术介绍

井下主排水泵房自动控制系统技术介绍

ZSK(A)矿用水泵自动化电控装置

唐山开诚电器有限责任公司为什么水泵控制系统现在比较多？？1、提升系统、通风系统、排水系统是保证矿山生产的最为关键的3大系统。2、在全面推广全矿井自动化时排水系统是非常重要的一个子系统。3、中央水泵房是井下条件最好，体现煤矿形象，领导检查必去的场所。4、由于以前对自动化的不重视，大部分矿井都采用手动就地控制，比较落后。与现在的形势不适应。我公司水泵控制系统的优势1、进入市场推广比较早，已有成功案例。2、技术上已经比较成熟，设备选型已经比较合理。3、跟我公司的高压软启动装置配套使用。4、是国内仅有的2家有系统证件的厂家之一。井下泵房概况电动闸阀排真空管路配电设备排真空设备ZSK(A)矿用水泵自动化电控装置防爆合格证号：10721004煤安标志证号：MAB070412矿用隔爆兼本安型可编程控制器 KXJ-30/1140(660) 本安控制显示台 KXA-2 矿用本安型压力传感器GPD10 矿用隔爆型高压软起动控制器 QBRG-300/6K 投入式液位传感器KGU7 矿用防爆电动球阀 DFH20/7 压力变送器KGY50 矿用隔爆兼本质安全型数字超声波流量计LCZ-803

本安控制显示台投入式液位传感器超声波流量计电动闸阀矿用本安型压力传感器一、系统规范与标准1、遵循的设计原则1）以《煤矿安全规程》为基础，并结合现场实际情况；2）遵循“五高”建设方针，即高起点、高技术、高质量、高效率、高效益，突出效益优先；3）技术先进，可靠性高，扩展与升级容易，具有故障自诊断功能，做到够用、适用、好用、易扩展；4）充分利用现有资源，在技术先进的基础上，做到经济实用；5）网络通讯功能强大，易于与其它系统集成。

2、遵循的主要现行标准GB4796《电工电子产品环境条件》GB20062《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》GB50058《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB4720-84《低压电器电控设备》GB50171-92《电气装置安装工程盘、柜及二次回路接线施式及验收规范》IEC144《低压开关和控制设备的外壳防护等级》ANSI488《可编程仪器的数字接口》ISA-55.2《过程运算的二进制逻辑图》ISA-55.3《过程操作的二进制逻辑图》ISA-55.4《仪表回路图》

3、系统适应环境

工作温度0～60℃存储温度-40～85℃工作湿度5～95%，无冷凝工作环境无滴水及震动抗干扰性距电子设备1.2m处发出的电磁和射频干扰(频率400～500MHz，功率5W)，不影响其正常工作。保护等级IP54、IP33（本安）防爆类型隔爆，本安二、系统方案1、系统要求1.能够自动采集、显示水泵的各种运行参数；2.能够根据水仓水位、生产工作制及负荷情况控制水泵自动工作。3.能够根据监测到的信号判断水泵的工作情况，故障时能及时发出报警信号，并根据故障类型停泵。4.可自动、手动控制水泵的启停及电动闸阀的开、关及开度。5.在矿井地面调度监控中心可完成对水泵控制的各种操作。6.系统应能与矿井综合调度系统无缝连接，实现数据的共享。

系统的主要监测信号有：各水泵及真空泵的开停信号；各电动闸阀的开关位置信号；排水管路的流量；水仓的水位信号；水泵的真空度、排水压力；电机温度及电机轴承温度信号；水泵电机的工作电流等。系统的控制信号有：主电机的开停控制；真空泵开停控制；液动闸阀控制及真空引水电磁阀的开闭控制。排水管路的流量选用超声波流量计进行检测；水仓的水位选用超声波液位计进行检测；电机轴承温度由电机厂家设PT100进行检测；真空度和压力传感器选用精度高、稳定性好的传感器；

实现功能1、自动控制功能

根据工况设定，以及时间、水位、煤矿用电负荷等参数自动开启、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，通过接口向上传送数据。1）地面计算机统计出每天矿井的用电负荷情况，确定用电高峰、低谷时间，并将参数传给本机；或在本机上根据统计出的时间进行设定。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；高水位时水泵二台运行、二台备用、一台检修；上限水位时三台泵运行，另二台备用或检修。3）每台水泵设置远控、自动、手动和检修四种工作方式，工作方式可直接在本机上设定或由地面主机设定。当水位达到高位或不在高位而处在用电低谷时间内，将自动启动运行泵，当达到低位或不在高位而处在用电高峰时间内时自动停泵。当水位达到上限水位时，自动启动“运行泵”及“备用泵”，直到水位低于高位时停止“备用泵”只运行“运行泵”，当达到低位或不在高位而处在用电高峰时间内时自动停泵。4）系统可自动或手动选择以实现备用泵的循环启动和停止。5）将本机工作方式转为“地面控制”时，各水泵由地面主机控制。6）当运行的水泵出现轴承超温、开关柜故障、流量不够时自动停止运行，并提示、报警。2.手动控制功能：根据实际需要也可以从自动控制方式切换到手动控制方式。此方式下操作人员在操作台上人工手动控制。3.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。4.就地手动控制：各设备工作方式打到就地位置时，可直接在开关柜上人工手动控制。此方式主要用于设备检修时。5.现场编程：用户可在现场通过面板上的键盘对程序或参数进行修改。6.组网功能：该分站与水窝排水控制器一起挂接在中央变电所的网络交换机上，通过交换机与全矿综合自动化系统连接。7.水泵运行计量/时间/运行统计：在地面控制站上应可分别对每台水泵的运行电耗、工作时间等进行统计，便于管理人员及时掌握每台水泵的工况。8.图形曲线显示：在地面控制站上应可实时显示各设备运行图。并提供开放式的图形制作软件，用户可随心所欲描绘各种动态图形、静态图形，同时支持多种图形格式（Bmp、Jpg、Gif、Icon、Avi等等），图形画面具有链接功能，可以很方便地切换其它画面显示。可显示实时曲线，可显示年、月、日各时间段的历史曲线和具体数据表。9.实时报警/报警记录：在现场PLC控制器上可汉字显示各故障信息并报警，在地面控制站上可显示现场单元当前的报警信息以及保存的报警记录。10、系统具有真空泵和射流引水真空装置双套设施控制功能。本监控系统具有以下几方面特点：1、选用先进的控制器，系统的实时性好，可靠性高，数据处理速度快。2、可扩展性强，便于系统的扩展及管理网络的发展。3、维护方便，运行费用低。系统扩展方便，可随时增加节点。本系统可根据生产需要随时增加控制接点，控制器和网络可靠性高，维护工作量小。4、总结各矿中央泵房集控系统的经验教训，特别采取了增加设备可靠性的措施。系统投入运行时，PLC对软起动装置、高压防爆开关状态进行扫描分析，运行过程中对传感器监控，故障时报警。5、根据水位控制原则，自动实现水泵的轮换工作，大大延长了水泵的寿命；6、该监控装置可根据电网负荷信息，以“移峰填谷”原则确定开、停水泵时间，从而提高了矿井的电网质量；本监控装置采用超声水位计连续检测水仓水位，超声水位计输出4～20mA信号送PLC，PLC经运算判别，自动开停水泵。在正常水位时，各台泵能自动轮换工作，在危险水位时，自动投入必要数量的水泵运行，并自动控制相应管路上的阀门。系统以水仓水位为主，结合分时计费和“移峰填谷”原则，确定开停水泵时间，从而达到节能、节耗目的。系统设备及组成：水泵房监控装置包括PLC控制箱、井底集中操作台、LED模拟显示屏、就地控制箱和外围传感器，地面上位工控机等五部分。1、PLC控制箱主要由可编程控制器、信号变送器、中间继电器等组成，主要完成对信号的变换、放大，并由PLC运算、判断发出各种控制信号，监控水泵的运行工况。2、井底集中操作台由指示灯、按钮、触摸屏等组成，完成整套系统的控制与监视。3、LED模拟显示屏，显示系统主要设备的各个工况。4、就地控制箱主要由按钮、指示灯等组成；5、传感器包括超声水位计、流量传感器、闸门位置行程开关、闸门过转矩行程开关、电机电流，传感器等组成。矿井主排水泵PLC自动化控制系统配置图控制层设备层管理层DP网络操作员站工程师站监控中心DP网络去调度室

井下2#控制分站

动力柜监视器（电视墙）等离子屏或背投监视屏DP网络

动力柜

井下1#控制分站PLC系统介绍1、主控元件：西门子S7-300S7-2002、网络：PROFIBUS

或以太网3、组态软件：WINCC设备主要技术参数1、主电机型号为：Y450-4630KW/6KV（3台）2、水泵型号：MD280-65*7（3台）；3、电动闸阀型号：Z941H-64DN2501.5KW/660V（9台）4、配水闸阀型号：Z945T-2.5DN8002.2KW/660V（3台）5、采用真空泵吸水方式，真空泵型号：SZ-27.5KW/660V（2台）6、现场供电电压等级：高压6kV；低压660V。工程案例：龙口北皂海域泵房集控系统1、配电及拖动系统♦两台软起动柜的高压AC6kV电源及2#、3#水泵起动柜和馈电柜用于1~3#主排水泵的供电。AC660V电源。♦实现1#排水泵的一拖一软起动控制系统及2#、3#两台排水泵的一拖二软起动控制系统。♦对9台电动闸阀、3台配水闸阀、5台电磁阀进行配电及控制，同时提供相应的配电设备。♦高压软起动技术参数：AC6KV，额定电流：180A。♦软起动设备必须设有完善的保护功能：过压、欠压、失压、过流、短路、过负荷、缺相、接地、功率元件过热和晶闸管短路、CPU故障等保护功能。控制系统：♦PLC选用ROCKWELLAB品牌的SLC500系列PLC。♦PLC作为网关：两台软起动器本身与PLC形成RIO网络，43面高低压开关柜与PLC形成PROFIBUSDP的设备层网络，同时PLC提供以太网接口通过井下工业以太网将所有的信息上传到地面集控室，实现地面集控室泵控系统和配电系统的集中监控。♦通过RIO网络将软起动的参数(如：电流、电压、功率、功率因数)传输到PLC，经以太网传输到地面集控室。PLC配置及网络图系统配置：1、PLC控制柜，负责整个系统的控制程序，采用ROCKWELLAB品牌的SLC500系列的PLC。本PLC带有以太网口可直接与交换机相连。具体连接方式可参考该系统图纸。该控制柜内有一以太网交换机与PLC、DP主站模块、操作台触摸式平板电脑、井下环网交换机相连。2、闸阀控制柜，负责12台闸阀的低压配电，它与PLC控制柜相连实现对闸阀的各种控制。3、操作台，实现对系统的各种设备操作及各种控制方式的转换，显示各种设备运行状态及参数，各设备故障状态的报警。操作台除各种控制按钮和显示灯外还设有一触