井下恒壓供水系統(tǒng)使用說明書

1、變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)使用說明書 青 島 科 技 大 學2010年7月重要的安全使用防范措施：閱讀以下簡單說明，并遵守這些規(guī)則，謹防因違規(guī)操作而導(dǎo)致危險的發(fā)生。1本說明書詳細介紹了系統(tǒng)的使用方法，包括上位機組態(tài)的使用和下位機的手動操作的詳細方法，在使用本系統(tǒng)以及本系統(tǒng)所涉及的產(chǎn)品時，都必須在使用前仔細閱讀本說明書。青島科技大學不對任何由于違反安全事項而造成的損失承擔任何責任！2本系統(tǒng)的維修時，不得改變系統(tǒng)內(nèi)部本安電路和本安電路有關(guān)的元器件以及傳感器，必須嚴格按照提供的系統(tǒng)接線圖檢查線路，本系統(tǒng)不得隨意與其他設(shè)備連接！3嚴禁非操作人員操作控制系統(tǒng)！4本系統(tǒng)需配備專有人員定期維護和檢修，使用中如出現(xiàn)

2、問題并且在煤礦維修工不能解決時應(yīng)該找廠家維修！5本系統(tǒng)所包括的各種設(shè)備具有一定的防水能力，但絕對不能浸泡在水里使用！6.維修時不得改變本安電路和本安電路有關(guān)的元器件的電氣參數(shù)規(guī)格和型號！7.維修時不得縮小各電器元件之間的電氣間隙及對地距離，特別時高壓電器元件的電氣間隙及對地距離！8.嚴禁帶電開蓋！9.在變頻柜斷電十分鐘之后方可開蓋！系 統(tǒng) 概 述 與 使 用 說 明一、恒壓供水系統(tǒng)功能與特點1.1 系統(tǒng)全面執(zhí)行新版防爆標準、監(jiān)控標準及新版的煤礦安全規(guī)程。1.2 變頻調(diào)速裝置對電磁干擾進行了特別處理，符合有關(guān)的EMC規(guī)范。變頻調(diào)速具有過壓、欠壓、過載、短路、缺相、過熱等保護功能，并具有漏電閉鎖功

3、能。1.3恒壓供水系統(tǒng)上位機選用先進成熟的監(jiān)控組態(tài)軟件MCGS，操作簡單、功能強大，下位機西門子PLC和ABB變頻器作為主控制器，采用威綸通觸摸屏實時顯示各種傳感器信號。1.4監(jiān)控系統(tǒng)軟件可在Windows2000中文版、WindowsXP中文版等系統(tǒng)下運行，由于操作系統(tǒng)支持多任務(wù)，因此在運行監(jiān)控系統(tǒng)軟件的同時還可以運行其它軟件。1.5 控系統(tǒng)軟件窗口有：參數(shù)及狀態(tài)顯示、實時曲線及歷史曲線顯示、系統(tǒng)運行狀態(tài)顯示、各種運行動畫顯示、各種數(shù)據(jù)統(tǒng)計、各種報警顯示等。1.6本系統(tǒng)的計算機監(jiān)控通信接口占用系統(tǒng)資源少，響應(yīng)速度快，輸出為本安信號。1.7特有的軟件容錯、糾錯技術(shù)，提高了系統(tǒng)的可靠性。1.8功

4、能齊全、人機界面友好、操作方便；1.9監(jiān)控設(shè)備、礦用傳感器、執(zhí)行器全系列配套；1.10有井下、遠程手動控制；1.11采用變頻調(diào)速方式能夠使水壓保持恒定，同時電機以低于工頻的頻率工作，節(jié)約了電能的同時也延長了水泵電機的使用壽命。二、系統(tǒng)設(shè)備主要技術(shù)指標3.1變頻器柜輸入電壓 AC660V輸出模式 三相交流電輸出輸出電壓 AC660V額定電流 70A最高本安開路電壓 8.5V最高本安短路電流 90mA3.2 PLC控制柜輸入電壓 AC660V最大電流 510mA最高本安開路電壓 24.3V3.3 GPD10壓力傳感器量程 正壓時為0-2.5Mpa，負壓時為-0.10.1Mpa輸出信號 4-20mA

5、響應(yīng)時間 小于30S工作電壓 DC12-24V工作電流 < 60mA3.4 KGT9型礦用設(shè)備開停傳感器防爆型式 礦用本質(zhì)安全型，標志為“ExdibI”工作電壓 DC8-24V工作電流 不大于10mA被測設(shè)備電纜范圍 外徑：16-80mm工作方式 直接卡固在供電電纜外皮上，連續(xù)工作輸出信號 開關(guān)量，電流及無電位接點3.5 GUY5煤礦用投入式液位傳感器防爆型式 礦用本質(zhì)安全型，標志為“ExdibI”工作電壓 DC12-24V工作電流 DC18V時，不大于100mA輸出信號 4-20mA三、系統(tǒng)基本工作原理變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)主要由水泵、電動機、安裝在管道上的壓力傳感器和閥門等組成。通常由

6、三相籠型異步電動機驅(qū)動水泵葉片的旋轉(zhuǎn)來供水，并把電機和水泵做成一體。變頻供水控制系統(tǒng)通過變頻器來調(diào)節(jié)異步電動機的轉(zhuǎn)速，來改變水泵出水量實現(xiàn)管網(wǎng)的恒壓供水。因此，變頻調(diào)速恒壓供水控制實質(zhì)是異步電動機的變頻調(diào)速控制。而異步電動機的變頻調(diào)速是通過改變定子供電頻率來改變同步轉(zhuǎn)速達到調(diào)速的目的。異步電機的轉(zhuǎn)速為:n1=60f/p(1-s)異步電機的同步轉(zhuǎn)速執(zhí)為: n=60f/pn1為異步電機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速；n為異步電機的理想空載轉(zhuǎn)速；f為異步電機的定子電源頻率；p為異步電機的極對數(shù)。從上式可知，若極對數(shù)p不變時，電機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n與定子電源的頻率f成正比，可連續(xù)調(diào)節(jié)異步電機供電電源的頻率f，就可連續(xù)平滑的調(diào)節(jié)

7、電機的同步轉(zhuǎn)速，從而調(diào)節(jié)其電機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。四、系統(tǒng)使用與維護4.1變頻調(diào)速裝置變頻調(diào)速裝置面部有兩個玻璃視窗，其中一個為變頻器的操作面板。從此視窗上可以看出變頻器的給定頻率，電機的轉(zhuǎn)速，電機工作電流和變頻器的輸出頻率。變頻柜的外型尺寸為：1500*1100*1100（長*寬*高）。4.1.1變頻調(diào)速柜的使用變頻調(diào)速裝置在使用前，前先檢查各元器件有無損壞和松動現(xiàn)象，并對照產(chǎn)品名牌上的額定電壓，額定功率等是否與被控設(shè)備相符，否則不準使用。變頻調(diào)速裝置參數(shù)設(shè)置完畢后，要進行試車，原則上先輕載后重載，先低速后高速。先近控后遠控（本裝置經(jīng)調(diào)試完畢交付使用后參數(shù)已經(jīng)設(shè)置好，無需再對參數(shù)進行重新設(shè)置，如需重

8、新設(shè)置請確保能夠使變頻系統(tǒng)的正常運行的情況下設(shè)置）。變頻調(diào)速裝置操作者使用前應(yīng)仔細閱讀產(chǎn)品使用說明書，明確各操作按鈕的位置，名稱和功能意義。首先將變頻柜側(cè)面的隔離開關(guān)從停止按鈕打到正向位置，然后將柜門上的轉(zhuǎn)換開關(guān)打到需要的檔位，在本控制系統(tǒng)中需要將轉(zhuǎn)換開關(guān)打到遠控和變頻位置，由于變頻和工頻啟動前都需要射流，所以本控制系統(tǒng)的操作都將在PLC的控制柜上操作，由PLC程序自動條用射流程序，因此在一般情況下將轉(zhuǎn)換開關(guān)打到遠控和變頻位置后，將不需要再操作變頻器上的按鈕。4.1.2變頻調(diào)速柜的維護變頻調(diào)速裝置正常運行情況下，維護人員要保持變頻調(diào)速裝置殼體的衛(wèi)生，定期清掃，特別是變頻調(diào)速裝置散熱器部分不能有

9、積層，否則影響變頻調(diào)速裝置功率組件的散熱和使用壽命。另外還由經(jīng)常檢查變頻調(diào)速裝置的接地線，確保完好牢固。當變頻調(diào)速裝置出現(xiàn)故障需開門維修時應(yīng)遵循一下規(guī)則：(1)禁止帶電維修變頻調(diào)速裝置、電機和電纜。變頻調(diào)速裝置供電電源斷開10分鐘之后，方可打開門蓋。在開始操作之前，還應(yīng)該使用萬用表（阻抗至少1兆歐）測量端子UDC+和UDC-之間的電壓，確信變頻調(diào)速裝置放電完畢。(2)所有的絕緣測試必須在斷開電纜連接的情況下進行。(3)重新連接主電纜時，應(yīng)確保相序正確。(4)不管電機是否運行，只要變頻調(diào)速裝置輸入電源接通，電機電纜端子都會存在危險的高壓電。(5)不要用手觸摸變頻調(diào)速裝置上的敏感電子元件，以免人體

10、的靜電損壞這些元器件。(6)禁止帶電開蓋，斷電10分鐘之后方可開蓋。變頻調(diào)速裝置常見故障和解決方法變頻調(diào)速具有過壓、欠壓、過載、短路、缺相、過熱等保護功能，并具有漏電閉鎖功能。當變頻器檢測到一個故障，故障將會顯示在控制柜上的顯示屏上。常見的故障有一下幾種：1.MOTOR PHASE（FF56）表示電機缺相，可能由于電機故障、電機電纜故障，此時應(yīng)該檢測電機和電機電纜。2. MOTOR STALL（7121）表示電機堵轉(zhuǎn)，可能由于過載或電機功率不足，此時應(yīng)該檢查電機負載和傳動單元的額定值。3.OVERCURRENT（2310）表示輸出電流過大，超過跳閘極限值，此時應(yīng)該檢查電機負載，電機和電機電纜（

11、包括相序）。當電機啟動不起來時，請首先檢測電機是否損壞，連接電纜以及電源相序等。請勿亂操作變頻調(diào)速各個按鈕，每次變頻器在變頻和工頻之間的切換間隔時間至少5min（由于變頻有大電容放電的時間）。井下-256水平現(xiàn)場手動操作程序4.2 PLC控制柜裝置PLC控制柜完成整個系統(tǒng)的控制任務(wù)，其由西門子PLC控制器，開關(guān)電源，顯示屏等組成。其功能包括水泵射流、變頻器頻率給定、系統(tǒng)手動自動方式的選擇以及各種實時數(shù)據(jù)和報警信息的顯示。PLC控制裝置較變頻調(diào)速裝置體積更小。 PLC控制柜的使用PLC控制柜的操作組要根據(jù)控制柜上屏幕的提示進行操作，控制柜門蓋上有4個按鈕如下圖1所示：圖1 控制按鈕示意圖控制柜每

12、次上電之后，控制系統(tǒng)將處于自動控制方式，并且觸摸屏的將顯示如圖2所示：圖2 自動操作畫面圖中將顯示系統(tǒng)運行過程中的各種報警信息和各種實時數(shù)據(jù)。如果觸摸屏處于如圖2所示畫面，表示系統(tǒng)處于自動控制狀態(tài)。在自動控制狀態(tài)中，系統(tǒng)每隔設(shè)定好的時間將自動切換運行泵。從圖2中可以看出圖中最下面有幾個可供操作的按鈕，分別是：“啟動”，“停止”，“參數(shù)設(shè)置”，“自動方式”和“手動方式”。按一下圖1中所示的“選擇”按鈕光標指示將在圖2中所示的按鈕上跳轉(zhuǎn)，如圖3所示：圖3 控制操作示意圖與圖2比較，圖3中“啟動”按鈕呈現(xiàn)高亮狀態(tài)，表示已經(jīng)準備啟動系統(tǒng)，此時再按下“確定”按鈕，系統(tǒng)將以自動方式啟動。同理，按 “選擇”

13、按鈕，當選中想要的操作之后再按“確定”按鈕，此時系統(tǒng)將以選擇的方式運行。如選擇“參數(shù)設(shè)置”再按“確定”后，系統(tǒng)將跳轉(zhuǎn)到圖4所示畫面，此時即可對系統(tǒng)各種參數(shù)進行設(shè)置。如選擇“手動方式”后再按“確定”系統(tǒng)將進入手動控制方式如圖5所示。圖4 系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置畫面 圖5 手動操作畫面圖4所示為系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置話畫面，包括水位報警值和各種壓力設(shè)定值，通過按下圖1中的“選擇”鍵，將選中需要調(diào)整的參數(shù)，再按圖1中的按鈕所選擇參數(shù)將以0.05往上加，按鍵所選參數(shù)將以0.05往下減。圖5所示為手動操作畫面，同樣可以按下圖1中的“選擇”按鈕，選擇需要的操作方式。當按下“啟動”按鈕之后，則可以選擇1#泵或2#泵的變頻和工頻

14、啟動方式，或者時選擇“停止”鍵，停止1#泵或2#泵。注意：若有一臺泵正在工作，而想切換到另一臺泵工作，請先停止正在工作的泵。由于關(guān)閉正在工作的泵之前，一定先要將閘閥關(guān)死。所以要想停止系統(tǒng)的工作，請選擇“停止”按鈕，此時系統(tǒng)將以正常的方式停機。切勿直接將電源斷電，否則在下一次啟動前將會在閘閥沒有關(guān)死的情況下重載啟動電機，這樣將會損壞電機或者減少電機的使用壽命。如果遇到緊急情況需要直接斷電的，可以在斷電之后用手動的方式將閘閥關(guān)死。 PLC控制柜注意事項在使用PLC控制柜時，嚴禁帶電開蓋，嚴禁使用PLC中的電源給外部設(shè)備供電，如果在使用中需要檢查線路請將電源斷開之后開蓋。由于本控制柜接線盤的1#接線

15、盤是轉(zhuǎn)有的電源接線盤，接有AC660V，AC220V和DC24V電源，所以在檢查線路時請確保人身安全。AC220V電源用于給光纖收發(fā)器供電，DC24V電源給系統(tǒng)中使用的各種傳感器供電，檢查線路時請勿將直流電源反接，否則帶來后果自負。另外本控制柜帶有光纜接線頭，由于光纜易于折斷，所以在移動光纖時應(yīng)該注意不要將光纜垂直曲折。光纜頭也不要沾染灰塵，否者會影響通信的可靠性，甚至使之不能通信。光纖收發(fā)器的外殼是金屬制品，所以在安放收發(fā)器時要避免和電源接觸。注意：各傳感器信號線已經(jīng)連接好，請勿改動。如有傳感器線未接好，需要重新接好時，請對照提供的接線圖。在調(diào)度室電腦上操作4.3上位機組態(tài)軟件MCGS操作4

16、.3.1 進入運行環(huán)境雙擊圖標，進入MCGS組態(tài)環(huán)境：單擊工具欄上的 圖標，進入MCGS運行環(huán)境。圖6 系統(tǒng)監(jiān)控主界面圖6中左半邊圖中所示為系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)的顯示，包括壓力、流量和閘閥開度的顯示。圖中右邊所示為系統(tǒng)的運行信息顯示和操作控制平臺，系統(tǒng)控制平臺的操作方式如下：(1)在系統(tǒng)上電之后（并且井下變頻柜的轉(zhuǎn)換開關(guān)打到遠程控制和變頻方式），選擇需要的運行方式如“自動運行”和“手動運行”。(2)選擇好系統(tǒng)運行方式之后再按下“系統(tǒng)啟動”，系統(tǒng)將以選擇的方式工作。(3)如果運行方式選擇的時“自動運行”,按下“系統(tǒng)啟動”后，系統(tǒng)將以自動方式運行，兩臺水泵會以設(shè)定的時間間隔自動切換泵。如果選擇的是“手動選

17、擇”模式，按下“系統(tǒng)啟動”之后系統(tǒng)將處于積極的運行等待之中，此時可以選擇“1#泵啟動”或者“2#泵啟動”，系統(tǒng)將運行1#泵或者2#泵，在運行過程中可以在“自動方式”和“手動選擇”之間自由切換而不影響系統(tǒng)的運行。(4)如果系統(tǒng)運行在自動方式時，想要停止系統(tǒng)運行可以直接按下“系統(tǒng)停止”按鈕，系統(tǒng)將以正常的流程停止。(5)如果系統(tǒng)工作在手動方式時，可以停止正在工作的泵，注意要想從一臺泵轉(zhuǎn)換到另一臺泵時，必須先按下“1#泵停止”或“2#泵停止”停止正在工作的泵，在按“1#泵啟動”或者“2#泵啟動”才能再切換到另一臺泵。(6)在每次系統(tǒng)停止之后，要想重新啟動系統(tǒng)必須間隔至少5min，保證變頻器能搞放電完

18、畢。(7)當兩臺泵需要檢修時或者供水壓力不足時，可以打開-167閘閥。點擊“開閥”閘閥開度將開大，點擊“關(guān)閥”閘閥開度將減小，當閘閥開度開到需要的開到之后，按下“停止按鈕”。點擊圖6中最上面一排的“系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置”、“供水實時曲線”等按鈕，將會顯示對應(yīng)的操作畫面。 系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置畫面如圖7所示：圖7 系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置畫面圖中包括系統(tǒng)的壓力設(shè)定，水位報警設(shè)置，通過設(shè)置系統(tǒng)供水工況的需要設(shè)置壓力，以滿足供水需求。 統(tǒng)計報表查看統(tǒng)計報表可以查看系統(tǒng)歷史運行信息，包括流量統(tǒng)計和系統(tǒng)運行信息統(tǒng)計。以流量統(tǒng)計為例如圖8所示：圖8統(tǒng)計圖如圖8所示選擇所需查看的年月日，點擊“流量日報表”、“流量月報表”

19、或“流量年報表”即可查看對應(yīng)的報表。同理系統(tǒng)運行信息也可采用同樣的方法查看。4.3.4 供水曲線查看供水曲線包括實時曲線和歷史曲線，如圖9所示：圖9 供水曲線圖 報警信息查看打開報警查看畫面可以查看系統(tǒng)運行過程中產(chǎn)生的報警信息，如圖10所示：圖10 系統(tǒng)報警信息系統(tǒng)常見故障及解決方案1. 傳感器是系統(tǒng)正確運行的關(guān)鍵，在運行過程中如發(fā)現(xiàn)傳感器指示為零，請檢查傳感器是否斷線或者掉線，是否電源未接好（注意傳感器都使用了分線盒，分線盒中線連接檢查是必要的），如果接線、供電以及安裝等一切正常，有可能是傳感器損害，此時情聯(lián)系廠家。2. 電動閘閥出現(xiàn)故障的幾率可能偏大，如出現(xiàn)電動閘閥不能工作，同時接線完好的

20、情況下為了不影響系統(tǒng)的工作，可以采用手動的方式開閥和關(guān)閥。同時出現(xiàn)問題可以聯(lián)系閘閥生產(chǎn)廠家（常州蘭陵）。3. 如果遇到電動機不能正常啟動的情況首先應(yīng)該檢查電動機是否損壞，排除電動機故障后仍不能解決問題請聯(lián)系廠家。4. 請勿改動變頻柜和PLC控制柜中電路，可以檢查其電源和連線問題。5. 手動操作時，勿重載啟動電動機（即在電動閘閥打開時勿啟動電機）。6. 若系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，請斷電檢修此時應(yīng)該將變頻柜和PLC控制柜同時斷電，在系統(tǒng)檢修完成后再重新上電，PLC將自動清除報警信息。7. 如果在對系統(tǒng)參數(shù)不能很好理解時請不要輕易的更改系統(tǒng)參數(shù)。8. 請勿井上和井下同時操作系統(tǒng)。變頻器操作說明（附件）一、門蓋上有兩個萬轉(zhuǎn)開關(guān)：工頻/變頻、近控/遠控，二者組合使用。二、萬轉(zhuǎn)打在工頻位置、近控位置時：手動起動或者停止1#工頻或者2#工頻。三、萬轉(zhuǎn)