文档介绍：MA-100203
兴隆煤矿+50中央水泵房
自动化控制方案说明
广州市昌宁机电设备有限公司
二○一○年二月
目录
一、系统概述 3
二、设计依据 5
设计依据 5
适用环境 6
6
现场情况及系统配置 6
三、系统特点 7
安全可靠性 7
经济性 13
适用性及先进性 13
四、系统设计原则 14
安全可靠性 14
先进性 14
经济性 14
五、系统构成 15
系统结构图 15
水泵管路系统图 17
布线图 19
KJP-660-30矿用隔爆兼本安型控制器 20
六、系统功能 20
系统功能综述 20
运行模式 22
系统参数的采集 23
七、系统工作原理及配置 25
25
26
27
八、上位机软件操作界面(参考) 29
九、传感器介绍 36
LCZ-803矿用隔爆兼本质安全型数字超声波流量计 36
GUY10煤矿用投入式液位传感器 37
DFH20矿用防爆电动球阀组成 38
GYD本质安全型压力变送器 39
一、系统概述
随着计算机控制技术的迅速发展,以微处理器为核心的可编程序控制器(PLC)控制已逐步取代继电器控制,普遍应用于各行各业的自动化控制领域。但目前矿井主排水系统仍多采用继电器控制,水泵的开停及选择切换均由人工完成,还做不到根据水位或其它参数自动开停水泵,这将严重影响井下主排水泵房的管理水平和经济效益的提高。
国家安全生产监督管理总局2009年12月1日实施的《煤矿防治水规定》第118条规定:受水威胁严重的矿井,应当实现井下泵房无人值守和地面远程监控,本系统正是根据此规定进行设计的。
井下主要排水设备必须有工作、备用和检修水泵,必须有工作和备用水管;并应有同水泵相适应的配电设备,能同时开动工作和备用水泵等。井下的水泵电压高、功率大、启动复杂,水泵启动前吸水管路的充水,通常采用抽真空吸水的方法来完成。现泵房内设备的运行与管理以及水仓水位的观察,普遍采用人工操作方式,操作过程繁琐、劳动强度大、水泵启动时间长、自动化程度低、不适应现代化矿井管理。
矿井中央泵房是矿山企业的机电要害场所,直接影响到矿山企业的安全生产,现在还不是很高,这影响了生产的安全生和高效性,矿井中央泵房无人值守自动化系统可以有效解决这些问题。
矿井中央泵房无人值守自动化系统应该具有以下的一些功能和特点:系统应满足水泵机组起停、故障诊断和数据处理上完全自动化,不需要人工干预;达到节约能源和人力资源的功能,并能长时间连续稳定地工作。
针对矿井的实际要求,本系统主要实现如下几项内容:
1、采用集中控制器对水泵房设备运行实行在线监控,自动、手动控制水泵的启停及闸阀的开、关,并具有自诊断功能,可实现水泵房的无人值守。
2、控制系统通过以太网接入矿井工业以太干网,实现水泵监控子系统与全矿井的监控系统信息共享,满足全矿井自动化控制的要求。
3、集中控制器采用西门子S7300系列工业级PLC及先进的过程控制软件,综合考虑矿井各种安全信息,实现井下排水监控系统的最优控制策略;井下排水监控系统的报警,信息显示,报表统计处理全部融入整个矿井监控系统的数据系统。
水泵房现场以计算机图形界面结合现场操作,最大程度简化操作与状态
显示。
根据水位控制原则,自动实现水泵的轮换工作。
结合水仓水位和全矿电力负荷信息,以“移峰填谷”原则确定开、停水泵时。
系统具有多种通讯协议可选,可与系统互联互通,软件修改可在控制室完成。
水泵监控子系统有三种工作方式,“自动”、“手动”、“检修”。
自动:自动控制下,控制室控制所有设备,并显示各水泵及闸阀工作状况和各种故障显示。PLC采集各种信号。集中控制室按照工艺流程及PLC闭锁程序顺序控制水泵及闸阀的开启。由液位传感器连续检测水仓水位,根据吸水井的水位及其他因素,合理调度自动开停水泵及其阀门,在正常水位时,各台水泵能自动轮换工作,最大涌水及突出涌水时,自动投入必要数量的水泵运行。此方式下可实现无人值守。
当水泵出现故障时,能够及时报警,并能够自动开启备用水泵。
根据水泵使用台数和水位变化率的情况可判断矿井涌水情况,从而确定水泵增加台数。
手动:操作工人根据水仓显示水位,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,即PLC完成单台水泵抽真空、启泵、开液压阀等自动控制,并完成运行停止。
检修:可操作任一水泵