矿井主排水系统的集中控制改造设计

矿井主排水系统的集中控制改造设计作者：阮伟来源：科技资讯2011年第19期阮伟(安徽省淮南市矿业集团张集煤矿保运二队安徽淮南232171)摘要:为了响应单位精简机构，大幅度减员提效，实现矿井综合自动化办公，减少人员职责不 清、缺乏效率的状况，现将我单位井下主排水泵房进行自动化改造。实现井下中央泵房的自动控 制后，可以达到无人值守，提高矿井的自动化水平。关键词：超声流量计(Ultrasonic Flowmeter) 水位传感器(Water Level Sensor) 耐磨离 心水泵(Wear-resistant centrifugal pump)中图分类号:TD442文献标识码:A文章编号：1672-3791(2011)07(a)-0055-01随着科学技术的进步，为了适应新时期下生产的需要，张集矿井北区各个部门将统一建成智 能化办公控制系统。本系统建成后将使矿井各个生产流程之间都将实现微机控制，达到零人工、 智能化的需要。而作为其关键生产环节的井下中央泵房将建设成为无人值守水泵房，要求泵房可 以进行远程控制作业达到自动化办公的需要。中央泵房现铺设有5台多级离心泵型号为HDM420X7,通过接入6kV高压起动，另配有两台 油泵、两台液压站和两台真空泵。系统通过三个液压闸阀控制阀门的开启、关闭。本系统是信息化集成系统的一个子系统，它是在操作现场通过分站对运行设备进行实时监控 和控制，通过传感器对运行时的系统各项指数进行采集，再由以太网将系统采集得到的数据传输 融入矿井智能化办公控制系统的一个系统。1系统组成改造后的系统由PLC主站和两个远程分站，配以本安操作台，实现对水泵的远程自动控制。本系统应具有操作简便、直接显示和抵抗其它信号侵扰能力强、对输入/输出点数进行扩展、可 在现场进行编程等特点。不仅能对单一水泵进行控制，还可以与安装在中央变电所的网络交换器 通过以太网接口模块进行连接，由地面监控中心监测所有排水泵等设备。系统的主要监测信号有:水仓内、外的水位信号;各主排水泵的开停信号；各液动闸阀的开停 信号；各真空泵及各油泵的开停信号；水泵吸上的真空度的多少；水泵电机的运行电流；电机工作 时轴承温度及电机温度数值；排水管口的压力大小；三趟排水管路的流量大小等。系统的控制信号有:主电机的开停控制；真空泵开停控制；液动闸阀开关控制。为达到智能化控制的目的，装设三台液压闸阀一一呼应三趟排水管路在每台水泵出口处；再 安装三台数字超声波流量计在各趟排水管路用来监控水泵运行时流量；在水仓内、外各装设一个 水位传感器用来检测内、外水仓水位。由可编程控制器通过预留的排水泵控制水窝接口实现自 动排水。2系统功能2.1自动控制功能根据生产需要以及内外水仓水位、煤矿地面与井下用电负荷、开停泵时间等参数来设定水 泵的自动运行或停止，并且能做到各水泵和闸阀间的闭环，同时能做到同步的监测水泵工作中的 各种数据并通过以太网向地面传送采集到的数据。(1) 由供电单位统计出每天矿井的生产、生活用电负荷情况划分处用电高峰和用电平段及用 电低谷时间，将划分的时间段传给本子系统;或在本系统上根据划分的时间进行运行时间设定以 避开用电高峰尽量在用电低谷时间内开泵。(2) 由水位传感器所传输出的水位信号，设置出上限警戒水位、排放水位和停止水位信号。 上限警戒水位时三台水泵运行，另两台备用或检修;排放水位时两台水泵运行、两台备用、一台 检修;停止水位时停水泵。(3) 根据设备维护状况和使用状况可选择投入其中的任意一台或几台，将选择的各水泵设置 成循环工作，自动控制功能将根据监测到的各水泵的状态来调整选择备用水泵和运行水泵。当实 时水位达到上限警戒水位时，自动启动运行水泵和备用水泵,直到实时水位低于排放水位时停止 备用水泵只运行运行水泵，当达到停止水位或不在排放水位而处在用电高峰时间内系统将自动选 择停泵。当实时水位达到排放水位或不在排放水位而处在用电低谷时间内，将由系统自动选择运 行水泵并启动。当实时水位达到停止水位或不在排放水位而处在用电高峰时间内时系统将自动 选择停水泵。(4) 当本系统处在地面控制状态时,各运行水泵和备用水泵均由地面主系统控制其开、停。(5) 当在用的水泵出现吸不上真空、流量达不到要求、轴承温度超温时自动停泵，并报警给 出提示信号以方便检查水泵。2.2人工控制功能根据生产需要也可以从自动方式转换成人工控制方式。这样就需要由水泵司机手动控制子 系统。2.3 单机自动控制主系统将运行方式转换成单机自动时，可在主系统上控制系统中的各单独设备。这时各分系 统仍位于自动运行方式，当系统保护动作时仍停止运行并发出报警信号。2.4 就地手动控制各运转电气状态选择就地运行时,可直接由操作人员在PLC上进行人工控制。这种模式用于 所控制使用的设备发生故障时。2.5现场编程使用人员可在分系统上通过触控板对设置的参数和运行程序进行重置或删改以达到工作需 要。2.6组网功能本分系统和网络交换器挂接与全矿智能化办公控制系统组网。2.7水泵工作时间/运行/计量统计在主系统上可分别对各个水泵的总运行时间和单次运行时间以及运行时的电耗等数据进行 采集，方便工作人员对各个水泵的状况进行掌握。2.8图形曲线显示应可实时的在主系统上动态的显示各运转设备效果图。同时提供画图软件，使用者可根据需 要画出各种运行图形、状态图形，并提供多图形显示格式，并且画面支持链接功能，能快捷的转换 成其它显示画面。能显示水泵同步运行曲线效果图，显示出记录内各时间段的监测数据表和状态 曲线效果图。2.9实时报警记录当出现故障时可汉字显示出发生位置的故障信息并发出报警信号在分系统可编程控制器上， 在主系统上可显示出分系统实时的报警信息和在系统中保存的报警记录。3社会及经济效益本系统各项技术可大量实践于给、排水工程和能源材料等的改造和扩建及新建项目中，可实 现大幅度减员提效，能创造较高的社会价值和经济价值。