水泵自动化排水系统使用说明书

水泵自动排水监控系统

使用说明书

水泵排水自动化/热电输煤系统/恒压供水/水处理自控

成套

目录

第一局部系统功能概述

1.监控系统功能综述3

2.监控系统框图4

3.系统工作原理及工作方式6

4、设备配置6

5.系统通讯网络9

6.系统控制流程8

第二局部上位机监控软件操作说明

1.登录界面10

2.主界面103

3.系统参数设置界面11

4.数据报表查询12

5.报警查询17

6.系统信息查询17

第三局部操作面板操作说明

1.操作面板18

2.主画面18

3.单泵参数界面18

4.参数设备界面19

5.系统控制界面20

6.就地控制20

7.报警查询界面21

第五局部系统运行操作流程21

第六局部考前须知24

第七局部水泵自动控制系统图纸25

第一局部系统功能概述

1.监控系统功能综述

①地面监控机的主要功能：

＞实时PLC数据通信，采集现场的检测参数；

＞实时记录、显示现场运行数据；

＞在远程控制允许的方式下，实现对各水泵的启停运行控制；

＞实时监测水泵、电机运行状态。

＞具有采区水泵的工艺画面的动态模拟。

＞具有操作人员的登录管理功能，有效防止非法操作、误操作。

＞对设备的启停控制实时记录，便于对设备的操作查询管理。

＞可以查询设备实时运行数据及历史运行数据。

＞具有实时动作状态变化报警提示。

②控制柜完成的功能

＞对水泵、抽真空系统和电动阀门的自动监控。

＞实时采集水泵的出水口压力，并根据此值作为保护电机的一项参数。

＞实时采集水泵进水口的真空度，在启动电机时作为启动的依据。

＞实时采集水泵电机前后轴温度、震动，作为电机是否运行正常的依据。

＞实时采集隔爆开关的电压、电流运行参数以及故障保护信号。

＞实时采集集水井水位，在自动运行方式时，根据集水井水位的液位控制电机的自动

运行。

＞实时采集出水母管的管网压力和出水总流量。

＞通过就地控制柜可在就地控制模式下进行手动控制。

＞通过千兆工业以太网将运行数据传到远控制中心监控机。

③自动轮换工作

对水泵为了防止因备用泵及其电气设备长期不用而使电机和电气设备受潮或锈死，

在丁作泵出现紧急故障需投入备用泵时,而不能及时投入以至影响平安,系统程序设计

了自动轮换工作控制，控制程序将水泵运行时间自动记录并累计，决定下次开机时的开机

顺序，实现各台水泵轮换运转，以使各台水泵具有较为平均的开机时间，延长其使用寿命,

保证平安生产。

④自动控制

水泵泵体内部只有到达一定的真空度，使其叶轮完全淹没于水中，才能实现正常的排

水。假设真空度不够，泵内有空气存在，将会造成不上水和转动部件烧坏等故障。系统一

般采用真空泵或射流泵抽真空，由真空表监测真空度，正常运行情况下，有出口压力、直

空泵出水流量和真空度三个参数判断水泵运行是否正常。

为了减少启动时间和对电网的冲击，水泵操作规程规定离心式水泵一定要关闭出水闸

阀启动，而当水泵停车时，为防止水锤事故，必须先关闭闸阀，缓慢减少流速，最后停车。

水泵的开机顺序为：

♦翻开真空泵，自动抽真空；

♦抽真空完毕，开启水泵；

♦翻开排水管路上电动阀门；

♦关闭真空泵运行；

♦水泵自动开机完毕。

水泵关机顺序为：

♦关闭出水电动阀门；

♦停止排水泵运行

2.监控系统框图

本系统总体结构框图如图1.1所示。主要有工控机、可编程控制器、控制柜、EPS

电源柜、温度、压力、振动、液位变送器、电动阀门、真空泵、UPS电源等。结

构组成设计成为上、下位机结构，工控机为上位机，可编程控制器PLC为下位机。

出

液丸排抽

水

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1系

图1.

3.系统工作原理及工作方式

水泵启动开关的电量参数由PLC及其配套的A/D模块共同完成，PLC自动巡检，通过扩

展工业以太网模块CP343-接入信息化系统设在该处矿千兆环网交换机上传给远程控制中心。

系统可有三种工作方式：全自动、半自动、就地手动。

*全自动运行时，系统的下位机PLC实时采集水仓水位状态，并根据水仓水位情况，按

照各台水泵的运行时间长短启动相应水泵的运行或停机。不需要人工参与。下位机在正常运

行过程中，可以脱离上位机的通讯仍能正常运行。

*半自动运行时，工作人员按照水位情况选择启动水泵，本功能既有一键启而水泵的功

能。只要工作人员点击相应需要启动水泵号的启动按键，系统就可自行完成水泵开启，反之

关泵乜一样。

*远程工作时，由授权值班工作人员通过上位计算机控制水泵的启动和停止；系统在正常

运行过程中，不管何种工作方式，均可实时将现场的各种参数、设备状态通过工业以太网传

到远程控制中心。

*就地手开工作方式时，根据水仓水位，就地通过就地控制柜操作手动控制水泵的启停。

（选择就地时全自动、半自动都不能使用）

4、设备配置

4.1系统软件配置

兰监控系统操作系统软件为WindowsXPProfessional,编程软件采用西匚子公司的

STEP7V5.4SP3,组态软件为功能强大的西门子公司的2种软件分别是WINCCflexible2008

和WINCCV6.2SP3,通讯软件采用西门子公司的SOFTNET,数据库软件采用微软公司的

SQLserver2005专业版。

4.2硬件配置及性能指标

4.2.1PLC可编程控制器采用国际知名品牌德国西门子公司S7-3152DP系列PLC。

供电AC85~264V

频率50HZ

运算速度0.0811s

存储容量64路

开关量I/O0点

模拟量输入0点

A/D分辨率13位+符号位

A/D通道转换时间<70mS

A/D运行误差±0.5%

4.2.2超声波液位仪

•供电电压DC12-30V

•测量范围20-6000mm

•输出4~20mA

4.2.3压力变送器

•供电电压DC24V

•测量范围0~5Mpa

•输出4~20mA

4.2.4振动、温度变送器

・振动测量特性：

振动测量量程范围：0"20mm/s

振动测量综合误差：±5%

•温度测量特性：

温度测量量程范围：0〜150c

温度测量综合误差：±2%

•输出特性；两线制DC/4~20mA

•推荐工作电压：+24V

4.2.5控制柜

•执行标准编号：Q/32O3O3MTOO7-2OO5

・工作电压：AC220V；

・最大工作电流：W0.8A；

•容量：N路开关量输入、N路开关量输出、N路模拟量输入信号口，

•PS307电源

PS307电源负责为PLC、除DI外的模块及人机界面提供电源，其性能参数如下:

输入

单相120/230VAC通过设备上的选择开关设定

电压范围85~132/170^264VAC

电源频率；范围50/60Hz；47~63Hz

额定电流4.1/1.8A

输出

额定电压24VDC

总误差±3%

额定电流10A

启动短路典型值35A,80ms

•STT0P电源

SIT0P电源负责为工业交换机、现场仪表及传感器、DI模块提供电源

输入电压：AC120/230V

电压范围：85132VAC

170^264VAC中间缝螭

电源缓冲）20ms（93/187V）1CR01-TR30

额定电源频率50/60HzLJItJIUltllU誓町町誓筌誓W町誓

额定输入电流4.1/2.4A

I叼叼丸町弘町4町玄町先町町克叼

额定输出电压24VDC微颤路着电流电压传感基

-

误差+/-3%MCCB1Mlm

二

4

-设定范围22.8到28V熔断卷

额定输出电流10A（12A高达+45°C)

FU0HV03“S7-300PLC

额定效率90%

•信号输入、输出

■开关量输入信号：上插座2

限工业以太网

下电平信号，〈2V

x/嫌机

为低电平，218V为p，9。®®ncL

高电平SIT0P电源

—PS02

■模拟量输入信号：电

曲器

流信号4mA〜20mAFU04-FU05

■模拟量的转换误差：加热器控制器

融1/

W0.5%

、、光纤盒

■开关量输出信号：常效字糊洸.

开接点，接点容量AC断（M）机

220V/3A（阻性负载）

•通信接口

与交换机通信的传输方式为以II

输，

传输速率为：100Mbps

最大传输距离：100m（双绞线）

通讯信号工作电压峰峰值：W2V

•工作条件

■海拔高度不超过2000米；

■周围环境湿度-5℃-+40C;

■周围空气相对湿度不大于95%（+25C时）;

■无明显摇动与冲击的地方；

■无破坏绝缘的气体或蒸汽的地方；

■与水平面安装倾斜度不大于15度;

■能防止滴水的地方；

■安装类别I；“d”污染等级3；

5.系统通讯网络

该监控系统共有四种通讯网络（图1.4）

>MPI通讯网络：PLC与人机界面间的通讯。

该通讯完成将PLC中处理后的现场的各种运行数据送就地人机界面显示，同时可以将人机

界面输入的控制命令送到PLC,控制设备的运行。

>工业以太网通讯网络：在泵房PLC控制系统与地面监控系统间实现数据通讯。

在PLC上扩展一个工业以太网模块，该模块完成将现场的设备状态、运行数据、故障信息等所有

设备信息参数通过矿信息化的千兆以太网送到上位机，同时将上位机的控制指令送PLCo

6.系统控制流程

为了保证平安生产，系统可靠运行，水位信号是水泵自动化控制的一个非常重要的参数，水位

传感器的可靠性和准确性直接影响整个控制系统的工作可靠性，为此选用超声波液位传感器，它具

有精度高、非接触式、非机械型、维护方便、安装容易、标定简单等优点，可根据控制的要求将水

位信号的上限和下限分别设置为四个级别，超高、高、中、低C

第二局部上位机监控软件操作说明

1.登录界面

该界面为系统登陆界面，只有具备系统认可的用户名及相

应密码的操作人员方可进行登录。不同的用户拥有不同的权限。

具有最高权限的管理员用户可以通过点击用户管理键对用

户进行管理，授予相应的权限。

如果不具备操作权限的人员进行了相关操作，那么系统会提示

错误信息

2.运行主界面

运行主界面

在此画面中会动态显示每台泵的出口压力、真空度、累计运行时间、运行状态以及水仓的液位情况。

•鼠标左键出水压力点击左侧“菜单”，将会弹出相应的

界面：真空度吸水井水位

累计时间H

运行主界面水育嘉伴化2.0|M

进入运行主界面

进入效劳器系统监捽界面

用户管理I进入用户权限管理界面

’进入系统参数设置界面

进入历史数据查询界面

数据查询

进入报表处理界面

退出监控制系统

说明：进入单台泵监控界面也可以通过点击相应的电机泵来实现，例如：进入1号泵监控界面，

可直接点击1泵电机泵。

报警窗口如下列图：

窗口所显示的报警为实时报警，要想查询历史报警可以通过点击历史报警按钮来进入历史报警查

询界面。

系统状态窗口如下列图：

该窗匚显示当前运行模式、各泵运行状态、各泵出水压力、水仓水位等参数。

3.系统参数设置界面

在此参数设置画面中，我们可以投入、切除相对应的水泵。

»假设1#水泵已被投入到系统中，绿色按钮会不断闪烁。假设1#水泵已从系统中切除，红色按钮将

不断闪烁。

&注意：只有1#水泵处于停机状态才允许从系统中切除。将水泵切除系统后，无论系统处于何种工

作方式〔自动/手动〕，该水泵都不会响应启动、停止命令。

2#、3#水泵道埋同上。

3.1系统工作方式选择

现场自动运行

远端手动运行宜此处两个按钮允许操作人员对系统的工作方式进行选择。

设置自开工作方式：

方假设要使系统处于自开工作方式，点击“自动”右侧的“确定”按钮；

“确认”后，即可使系统处于自动运行状态。由PLC检测水位、压力浮球及有关信号，自动完成各

泵组运行，不需人工参与。

设置手开工作方式：

版假设要使系统处于手开工作方式，点击“手动”右侧的“确定”按钮

“确认”，即可使系统处于手动运行状态。这时需要授权值班工作人员通过本上位机监控软件或操

作面板来控制每台水泵的启动或停止；

&注意：水泵没有停止运行、电动阀门未关到位时，无法进行运行模式的切换。

“现场手动运行模式”只有在现场主站内方可进行切换

3.2抽真空方式选择

夕点击相应的按钮，就可选择采用真空泵或射流泵方式进行抽真空

3.3液位检测方式的选择•选择浮球、液位控制方式

系统处于自开工作方式时，浮球、液位控制选择。

吠点击“液位”右侧的按钮，按“确定”后，当系统处于自动运行状态时，系统将会根据PLC

检测到的水仓液位的变化来启动或停止相应的水泵的运行。

a假设“液位”下方的按钮不断闪烁，说明系统在自动运行时将会根据水仓的液位来自动控制

水泵运行。

3.4限值设置

b停机水位:当水位到达该设置的数值，系统处于自动运行方式时，系统将自动停上所有工作

的水泵。

b单泵水位:当水仓水位到达我们设置的数值，系统处于自动运行方式时，系统将根据一定的

原则，自动启动1台水泵运行。

b双泵水位、启动3台水泵水位,道理同上。

b超限水位:当水位到该设置的数值，系统处于自动运行方式时，将启动所有能启列（无故障）

的水泵，并输出报警。

b真空度设定值:真空泵工作后，除非泵的真空度大于等于所设置的限值，电动阀门、水泵等

都不会投入工作。

b抽真空时间:该参数为抽真空系统在对水泵吸水口进行抽真空操作的时候，最大允