北宿煤礦泵房遠(yuǎn)程集控系統(tǒng)設(shè)計方案

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1、兗州煤業(yè)公司北宿煤礦一水平泵房改造接入技術(shù)方案目錄1概述31.1可靠性31.2安全性41.3經(jīng)濟(jì)性41.4擴(kuò)展性41.5操作性41.6主要特點42標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定53基本參數(shù)及結(jié)構(gòu)63.1泵房主排水目前概況63.2泵房排水系統(tǒng)適用環(huán)境63.3基本結(jié)構(gòu)74系統(tǒng)概況74.1設(shè)備管理74.2現(xiàn)有工作方式85技術(shù)要求105.1基本要求105.2系統(tǒng)功能116系統(tǒng)設(shè)備組成136.1可編程控制箱:136.2就地控制箱146.3現(xiàn)場設(shè)備及檢測部分146.4主要傳感器146.5上位機及軟件部分176.5.1組態(tài)軟件186.5.2編程軟件186.6系統(tǒng)可靠性186.7設(shè)備改造186.7

2、PLC點位表197控制模式19徐州中國礦業(yè)大學(xué)科技發(fā)展總公司36/36兗州煤業(yè)公司北宿煤礦一水平泵房改造接入技術(shù)方案7.1自動工作方式197.2自動工作方式217.3自動控制功能217.4手動控制功能227.5單機自動控制227.6就地手動控制227.7現(xiàn)場編程227.8組網(wǎng)功能227.9水泵運行計量/時間/運行統(tǒng)計227.10實時報警/報警記錄238控制主站238.1PLC配置及功能特點238.2控制站特點248.3監(jiān)控系統(tǒng)具有的功能258.4主要監(jiān)控設(shè)備268.5控制主站工作環(huán)節(jié)278.5.1自動注水環(huán)節(jié)278.5.2閘閥操縱環(huán)節(jié)278.5.3水位自動監(jiān)控環(huán)

3、節(jié)288.5.4參數(shù)傳示環(huán)節(jié)288.5.5故障保護(hù)環(huán)節(jié)288.5.6電動機的自動控制環(huán)節(jié)299網(wǎng)絡(luò)299.1現(xiàn)場級控制網(wǎng)絡(luò)299.2分站間數(shù)據(jù)交換299.3遠(yuǎn)程監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)2910管理系統(tǒng)3010.1綜合管理功能3010.2控制策略3010.3系統(tǒng)可靠性保障3011網(wǎng)絡(luò)3112擴(kuò)展功能3113設(shè)備清單3214示意圖32徐州中國礦業(yè)大學(xué)科技發(fā)展總公司36/36兗州煤業(yè)公司北宿煤礦一水平泵房改造接入技術(shù)方案1概述煤礦井下排水泵房是煤礦生產(chǎn)的主要設(shè)備之一，實現(xiàn)井下泵房的遠(yuǎn)程控制與監(jiān)測，是綜合自動化建設(shè)的重要組成部分。目前,在礦井泵房的排水系統(tǒng)設(shè)計中,一般設(shè)置多臺多級水泵。

4、這些水泵電壓高、功率大、運行工況復(fù)雜，人工很難做到實時監(jiān)控。此外，對于水倉水位監(jiān)測、泵房內(nèi)設(shè)備的運行與管理等工作,普遍采用人工操作方式。傳統(tǒng)模式操作過程繁瑣、勞動強度大、人為因素多、啟泵時間長、自動化程度低，已不能適應(yīng)現(xiàn)代化礦井管理的要求，因此，有必要使泵房水泵實現(xiàn)自動化控制。煤礦中央水泵房自動化設(shè)計是以系統(tǒng)安全、可靠、先進(jìn)為設(shè)計原則，實現(xiàn)在安全生產(chǎn)指揮調(diào)度中心對泵房內(nèi)所有設(shè)備進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視和控制，從而做到泵房無人值守、設(shè)備安全可靠運行。目前，在礦井中央泵房的主排水系統(tǒng)設(shè)計中，根據(jù)礦井涌水量和有關(guān)規(guī)定，一般設(shè)置多臺多級離心水泵，一組工作、一組備用，另外，還要設(shè)置用

5、于輪換檢修的水泵。這些水泵電壓高、功率大、啟動復(fù)雜。出于同樣考慮，多敷設(shè)兩條或兩條以上排水管路。對于水泵啟動前吸水管路的充水，通常采用抽真空吸水的方法來完成。至于這些泵房內(nèi)設(shè)備的運行與管理以及水倉水位的觀察，普遍采用人工操作方式。該方式操作過程繁瑣、勞動強度大、水泵啟動時間長、自動化程度低、不適應(yīng)現(xiàn)代化礦井管理，因此，有必要對中央泵房水泵進(jìn)行自動化改造。1.1可靠性集控系統(tǒng)充分考慮到井下實際工況，選用了先進(jìn)的技術(shù)、成熟的設(shè)備和傳感器。主控站和分站核心部分采用德國西門子公司的PLC300系列產(chǎn)品。該產(chǎn)品多年成功應(yīng)用于煤礦井下，目前我國煤礦絕大部分提升機電控、皮帶機

6、集控、水泵集控等等，都采用西門子公司產(chǎn)品?？刂凭W(wǎng)絡(luò)采用光纖傳輸，具有穩(wěn)定、可靠的特點，抗干擾能力強。在控制網(wǎng)絡(luò)癱瘓時，具有井下集控和就地控制方式的應(yīng)急措施。因故障查找或處理故障原因，需臨時啟動設(shè)備時，能將不必要的保護(hù)信號通過上位機臨時屏蔽，一切正常后恢復(fù)。徐州中國礦業(yè)大學(xué)科技發(fā)展總公司36/36兗州煤業(yè)公司北宿煤礦一水平泵房改造接入技術(shù)方案1.2安全性所用設(shè)備完全滿足最新版《煤礦安全規(guī)程》（2010版）的要求，井下控制設(shè)備采用隔爆型或本安型。水泵配置各種按安全規(guī)程規(guī)定的傳感器，并設(shè)有起動時語音預(yù)告、故障報警，配置電鈴打點信號。1.3經(jīng)濟(jì)性在滿足系統(tǒng)要求的情況下，

7、采用性價比高的設(shè)備，達(dá)到降低成本的目的。1.4擴(kuò)展性考慮到將來系統(tǒng)的可擴(kuò)展性，可方便的將未來的輸煤設(shè)備融入到現(xiàn)行系統(tǒng)中來，并可擴(kuò)展對系統(tǒng)實現(xiàn)更遠(yuǎn)距離的監(jiān)控。所有主站和分站采用工業(yè)以太網(wǎng)傳輸，可以任意接入井下工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)（1000M網(wǎng)）。1.5操作性本集控以集中控制操作為主，實現(xiàn)對整個排水系統(tǒng)的運行控制和數(shù)據(jù)監(jiān)測。既可遠(yuǎn)程集中控制，也可就地集中控制和單臺設(shè)備就地控制。1.6主要特點　（1）PLC控制程序采用模塊化結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)可按程序模塊分段調(diào)試，分段運行。該程序結(jié)構(gòu)具有清晰、簡捷、易懂，便于模擬調(diào)試，運行速度快等特點。（2）系統(tǒng)根據(jù)水位和壓力控制原則，自動實現(xiàn)水泵的

8、輪換工作，延長了水泵的使