1、方案設(shè)計(jì) 項(xiàng)目?jī)?nèi)容：井下主排水集控系統(tǒng)項(xiàng)目名稱：淮北礦業(yè)(集團(tuán)) 有限公司劉店煤礦設(shè)計(jì)單位：合肥長(zhǎng)江自動(dòng)化工程有限公司地 址：合肥市阜陽(yáng)北路355號(hào)電 話：0551-806 傳 真：0551-二七年十二月目 錄一、概述2二、電控系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)說(shuō)明22.1、現(xiàn)場(chǎng)控制站22.2、操作臺(tái)32.3、電器控制系統(tǒng)組成32.4、集控系統(tǒng)通信接口說(shuō)明32.5、儀器儀表配置3三、電控系統(tǒng)主要功能及特點(diǎn)4四、電控系統(tǒng)操作方式54.1、集中控制54.2、就地控制6五. 同類工程業(yè)績(jī)6六設(shè)備清冊(cè)7一、概述目前，劉店礦正在按現(xiàn)代化礦井的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行建設(shè)中，作為礦井的重要設(shè)備之一的井下排水系統(tǒng)，將采用現(xiàn)代先進(jìn)的控制技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)

2、通訊技術(shù)對(duì)井下排水系統(tǒng)實(shí)施控制和管理。主排水電控設(shè)備主要由PLC和儀表組成，同時(shí)預(yù)留與上位監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)的接口，現(xiàn)場(chǎng)控制站和上位監(jiān)控系統(tǒng)之間通過(guò)礦井自動(dòng)化信息網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接，采用以太網(wǎng)通訊。本系統(tǒng)能自動(dòng)控制主排水泵、抽真空系統(tǒng)和管道電動(dòng)閘閥等設(shè)備的合理運(yùn)行和參數(shù)檢測(cè)，實(shí)時(shí)地反映系統(tǒng)工作狀態(tài)以及水倉(cāng)水位、水窩水位、電動(dòng)機(jī)定子溫度和軸承溫度、3趟排水管流量等參數(shù)，并能將數(shù)據(jù)傳送到地面生產(chǎn)調(diào)度中心。該系統(tǒng)具有運(yùn)行可靠、操作方便 、自動(dòng)化程度高等特點(diǎn)，并可節(jié)省水泵的運(yùn)行費(fèi)用。主排水泵：5臺(tái)水泵，配套電機(jī)為1500kW、6kV。采用高壓電抗器起動(dòng)。排水管路：3趟。防爆電動(dòng)閘閥：15臺(tái)，660V供電。真空泵：2臺(tái)

3、，1用1備, 配套電機(jī)為YB100L2-4型、3kW，660V。二、電控系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)說(shuō)明2.1、現(xiàn)場(chǎng)控制站現(xiàn)場(chǎng)控制站是系統(tǒng)的控制核心，主要有PLC、隔離柵、繼電器等組成。主要承擔(dān)對(duì)控制對(duì)象的工藝參數(shù)采集和處理，接收來(lái)自操作臺(tái)或上位的控制指令，對(duì)控制對(duì)象實(shí)施控制。根據(jù)礦井使用環(huán)境要求，現(xiàn)場(chǎng)控制站的控制元件集成在隔爆殼體內(nèi)，通過(guò)穿墻端子和各關(guān)聯(lián)設(shè)備連接，為隔爆兼本質(zhì)安全型設(shè)備。2.2、操作臺(tái)操作臺(tái)是各現(xiàn)場(chǎng)控制站的關(guān)聯(lián)設(shè)備，由指示燈、選擇開(kāi)關(guān)和操作按鈕組成。主要監(jiān)視系統(tǒng)的工作狀態(tài)和對(duì)系統(tǒng)中的各控制對(duì)象的控制操作。該操作臺(tái)為本安型設(shè)備，和現(xiàn)場(chǎng)控制站通過(guò)隔離柵或繼電器隔離，采用單獨(dú)的本安電源供電。2.3

4、、電器控制系統(tǒng)組成本控制系統(tǒng)根據(jù)具體情況出發(fā)，在控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置一套PLC，共設(shè)1個(gè)主控制站3個(gè)遠(yuǎn)程控制站，分別集成在4個(gè)本安兼隔爆的控制箱中，1#箱為主控制箱，內(nèi)置控制處理器、掃描模塊和I/O輸入輸出模塊等，2#3#為遠(yuǎn)程I/O控制站，內(nèi)置掃描適配器模塊、I/O輸入輸出模塊等，2#、3#箱各擔(dān)負(fù)水泵的控制和輔助設(shè)備的控制和運(yùn)行參數(shù)的采集。操作臺(tái)為本安型，同1#箱連接。4#箱為繼電器箱。2.4、集控系統(tǒng)通信接口說(shuō)明井下排水集控系統(tǒng)的預(yù)留了10Base-T接口通過(guò)五類雙絞線接入自動(dòng)化信息網(wǎng)絡(luò)井下交換機(jī)，根據(jù)局域網(wǎng)管理，由系統(tǒng)分配本控制站IP地址、網(wǎng)關(guān)等和上位信息化管理系統(tǒng)通訊。2.5、儀器儀表配置每

5、一趟排水管路上安裝一臺(tái)防爆超聲波流量計(jì)(帶數(shù)顯) 。每一臺(tái)水泵的出口管路上各安裝一只防爆壓力變送器。每一臺(tái)水泵的抽管路上一只真空電磁閥。二條水倉(cāng)各安裝一臺(tái)只防爆液位變送器。三、電控系統(tǒng)主要功能及特點(diǎn)1本電控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)為局域網(wǎng)，使排水控制系統(tǒng)具有冗余功能，提高了系統(tǒng)的可靠性。2本電控系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)水泵房運(yùn)行時(shí)無(wú)人值守。3本系統(tǒng)能自動(dòng)控制水泵機(jī)組的啟動(dòng)和停止。系統(tǒng)根據(jù)采集水倉(cāng)水位，在水位高、低限及增長(zhǎng)速度過(guò)快時(shí)報(bào)警，并計(jì)算單位時(shí)間內(nèi)水位的上升速率，從而判斷礦井的涌水量，自動(dòng)投入和退出水泵機(jī)組運(yùn)行臺(tái)數(shù)，合理地調(diào)度水泵運(yùn)行4系統(tǒng)根據(jù)電網(wǎng)負(fù)荷和供電部門所規(guī)定的平段、谷段、峰段供電電價(jià)時(shí)間段，以“避峰填谷”原

6、則確定開(kāi)、停水泵時(shí)間，從而合理地利用電網(wǎng)信息，提高礦井的電網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量。系統(tǒng)可由地面計(jì)算機(jī)統(tǒng)計(jì)出每天礦井的用電負(fù)荷情況，確定用電高峰、低谷時(shí)間，并將參數(shù)傳給現(xiàn)場(chǎng)控制站；另外現(xiàn)場(chǎng)控制站根據(jù)所監(jiān)測(cè)的水位信號(hào)，設(shè)定出低水位、高水位和上限水位信號(hào)。當(dāng)水位達(dá)到高位或不在高位而處在用電低谷時(shí)間內(nèi)，將自動(dòng)啟動(dòng)運(yùn)行泵，當(dāng)達(dá)到低位或不在高位而處在用電高峰時(shí)間內(nèi)時(shí)自動(dòng)停泵。5水泵輪值工作。本系統(tǒng)根據(jù)水泵機(jī)組運(yùn)行的時(shí)間多少，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)水泵的輪值工作，延長(zhǎng)了水泵的使用壽命。6本系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集水泵的的流量、出水壓力、電動(dòng)機(jī)的軸承溫度和定子溫度。7在觸摸屏上動(dòng)態(tài)監(jiān)控水泵及其附屬設(shè)備的運(yùn)行狀況，實(shí)時(shí)顯示水位、流量、壓力、溫度、電

7、流、電壓等參數(shù)，超限報(bào)警，故障畫面自動(dòng)彈出，故障點(diǎn)自動(dòng)閃爍。8系統(tǒng)具有通訊接口功能，PLC可同時(shí)與觸摸屏及地面監(jiān)測(cè)監(jiān)控主機(jī)通訊，傳送數(shù)據(jù)，交換信息，實(shí)現(xiàn)遙測(cè)遙控功能。9系統(tǒng)保護(hù)功能有以下幾種： 電動(dòng)機(jī)超溫保護(hù)：水泵長(zhǎng)期運(yùn)行，當(dāng)電動(dòng)機(jī)軸承溫度或定子溫度超出允許值時(shí)，通過(guò)PLC 實(shí)現(xiàn)超限報(bào)警。 流量保護(hù)：當(dāng)水泵啟動(dòng)后或正常運(yùn)行時(shí)，如流量達(dá)不到正常值，通過(guò)PLC裝置使本臺(tái)水泵停車，自動(dòng)轉(zhuǎn)換為啟動(dòng)另一臺(tái)水泵。 10采集的數(shù)據(jù)為： 模擬量檢測(cè)的數(shù)據(jù)主要有：水倉(cāng)水位、電機(jī)工作電流、功率、電機(jī)軸承和定子溫度、水泵吸水管真空度及水泵出水口壓力、排水管流量。 11. 數(shù)字量檢測(cè)的數(shù)據(jù)主要有：水泵高壓?jiǎn)?dòng)柜的狀態(tài)

8、(工作、停止、故障)、電動(dòng)閘閥的工作狀態(tài)與啟閉位置(全開(kāi)、全關(guān))、真空泵工作狀態(tài)(工作、停止、故障)、水窩水泵工作狀態(tài)(工作、停止、故障)等。四、電控系統(tǒng)操作方式井下排水控制方式分為：集中控制（簡(jiǎn)稱集控）和就地控制。4.1、集中控制集中控制又分為：遠(yuǎn)程控制、自動(dòng)控制、手動(dòng)控制和檢修。遠(yuǎn)程控制是通過(guò)地面上位機(jī)對(duì)井下排水系統(tǒng)進(jìn)行集中控制。自動(dòng)控制、手動(dòng)控制和檢修是通過(guò)集控操作臺(tái)對(duì)井下排水系統(tǒng)進(jìn)行控制。自動(dòng)控制時(shí)PLC根據(jù)已投入自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)的水泵、水位、及有關(guān)信號(hào)，自動(dòng)完成水泵機(jī)組的運(yùn)行，無(wú)需人工參與。手動(dòng)控制時(shí)由工作人員在集控操作臺(tái)上控制水泵的運(yùn)行，但泵閥及真空泵之間具有閉鎖關(guān)系，屬于半自動(dòng)控制運(yùn)

9、行，手動(dòng)控制還可以通過(guò)觸摸屏對(duì)各設(shè)備進(jìn)行操作，觸摸屏操作和控制臺(tái)的操作是對(duì)等關(guān)系，在觸摸屏操作無(wú)需選擇水泵，但需在管路選擇框輸入要選擇的管路，啟動(dòng)水泵時(shí)點(diǎn)擊啟動(dòng)按鈕框，啟動(dòng)過(guò)程與手動(dòng)相同，停泵時(shí)點(diǎn)擊停止按鈕框，停泵過(guò)程與手動(dòng)相同。檢修操作時(shí)，泵閥及真空泵之間沒(méi)有閉鎖關(guān)系，可以檢修水泵、電動(dòng)閘閥、電磁球閥等設(shè)備。4.2、就地控制在上位系統(tǒng)和集控系統(tǒng)都出現(xiàn)故障情況下，則井下排水可通過(guò)就地按鈕箱手動(dòng)控制井下排水。具體操作如下：首先可以明確的是水泵可以通過(guò)高壓開(kāi)關(guān)柜上的按鈕進(jìn)行控制，另外真空泵可以通過(guò)組合開(kāi)關(guān)柜上的按鈕進(jìn)行手動(dòng)控制。就地操作要將開(kāi)關(guān)柜的“遠(yuǎn)/近”控轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)到“就地”，再通過(guò)本體上的按鈕進(jìn)行操作。五. 同類工程業(yè)績(jī)井下中央水泵房計(jì)算機(jī)控制裝置用戶張北煤礦井下中央水泵房計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)新莊孜煤礦井下-412中央水泵房計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)界溝煤礦井下中央水泵房計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)新莊孜煤礦井下-812中央水泵房計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)六設(shè)備清冊(cè)序號(hào)設(shè)備名稱規(guī)格及型號(hào)數(shù)量生產(chǎn)廠家1隔爆兼本安型電源控制箱KXJD1-127 TP270-10（Siemens）1套上海