煤礦自動排水方案

1、XX煤礦-50M泵房無人值守系統(tǒng)技術(shù)方案 目 錄目 錄2一概述3二改造的必要性3三改造方案3四功能及特點41.功能42.特點5五工作原理6六系統(tǒng)組成6七信號采集元器件組成9八ZM711智能測控裝置控制點數(shù)統(tǒng)計10九主界面顯示圖11十-50泵房無人值守系統(tǒng)圖13十一系統(tǒng)設(shè)備報價表14一 概述50M泵房共有3臺型號為MDM280-43×3的水泵，揚程為90米，流量為280立方米/小時，水泵轉(zhuǎn)速為1480r/m；配套電機型號為YBKL1-4功率為160kw，供電電壓為6000V，轉(zhuǎn)速：1480r/m；電流：60A。 二 改造的必要性1. 50排水系統(tǒng)承擔(dān)著排出50M水平所有涌水的重要任務(wù)，

2、是保證礦井安全生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。排水系統(tǒng)各種設(shè)備能否安全、可靠、有效的運行，關(guān)系到整個礦井的生產(chǎn)與安全。2. 排水設(shè)備不能實現(xiàn)自動開停、避峰填谷、科學(xué)調(diào)度、節(jié)能減排的要求。3. 不具備無人值守功能，不能在地面上實時查看井下運行情況，達(dá)不到國家有關(guān)規(guī)定要求。三 改造方案1. 在每臺水泵出水管路上增加1個電動閘閥執(zhí)行機構(gòu)與電動閘閥用電動機（礦用隔爆型）。2. 每臺泵新裝2個電磁閥（氣用、水用）。增加1個水壓傳感器，1個負(fù)壓傳感器。3. 水泵房增加2臺真空泵（配防爆電機）。4. 增加2臺流量傳感器用于檢測水流量。5. 在水倉設(shè)置1臺水位傳感器，檢測水倉水位。6. 安裝礦用隔爆型光纖攝像儀和礦用本安型語

3、音報警箱，做到視頻監(jiān)控和開泵擴音電話預(yù)警。安裝1臺急停開關(guān)（帶擴音電話），便于在檢修或有人工作時閉鎖其它操作功能。7. 將原有的6000V啟動柜改造：內(nèi)置自動排水控制裝置和電動閥驅(qū)動裝置（380V），增加光端機，電量變送器。8 為今后礦山供電自動化改造預(yù)留傳輸接口和傳輸通道，以免重復(fù)投資。四 系統(tǒng)功能及特點1. 系統(tǒng)功能（1）具有水位、電流、電壓、有功電量、無功電量、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、饋電狀態(tài)、設(shè)備開停和排水量，水壓，負(fù)壓監(jiān)測功能、煙霧報警功能。（2）具有備用電源。當(dāng)電網(wǎng)停電后，繼續(xù)監(jiān)控時間不小于2小時。（3）具有自檢功能。當(dāng)系統(tǒng)中傳感器、分站、主站、傳輸電纜等設(shè)備發(fā)生故障時，報警

4、并記錄故障時間，故障設(shè)備，以供查詢及打印。（4）系統(tǒng)主機雙機備份，并具有自動切換功能。當(dāng)工作主機發(fā)生故障時，備份主機投入工作，保證系統(tǒng)的正常工作。（5）具有實時存儲功能。存儲功能包括：水位、溫度等主要測點模擬量的實時監(jiān)測值； 模擬量統(tǒng)計值（最大值、平均值、最小值）； 報警及解除報警時間及狀態(tài)；設(shè)備開/停時間及狀態(tài)；設(shè)備故障/恢復(fù)正常工作時間及狀態(tài)等。（6）具有列表顯示功能。模擬量及相關(guān)顯示內(nèi)容包括地點、名稱、單位、報警值、監(jiān)測值、最大值、最小值、平均值、傳感器故障。開關(guān)量顯示內(nèi)容包括地點、名稱、開/停命令、狀態(tài)、工作時間、開停次數(shù)、傳感器狀態(tài)。（7）具有模擬量實時曲線和歷史曲線顯示功能。在同一

5、坐標(biāo)上用不同顏色顯示最大值、平均值、最小值3種曲線。在一屏上，同時顯示不小于3個模擬量，并設(shè)時間標(biāo)尺，可顯示出對應(yīng)時間標(biāo)尺的模擬量值。在同一屏上顯示不小于3個模擬量是為了分析重要監(jiān)測物理量的變化規(guī)律。（8）具有模擬動畫顯示功能，以便形象、直觀、全面地反映安全生產(chǎn)狀況。顯示內(nèi)容包括工藝流程模擬圖、相應(yīng)設(shè)備開停狀態(tài)、相應(yīng)模擬量數(shù)值等。具有漫游、總圖加局部放大、分頁顯示等功能。為便于使用模擬圖，除具有一幅顯示泵房概況的總圖外，一般按使用功能劃分多個系統(tǒng)圖。（9）具有系統(tǒng)設(shè)備布置圖顯示功能，以便及時了解系統(tǒng)配置、運行狀況、便于管理與維修。顯示內(nèi)容包括傳感器、執(zhí)行機構(gòu)、分站、電控箱、主站和電纜等設(shè)備的設(shè)

6、備名稱、位置和運行狀態(tài)等。（10）具有報表、曲線、柱狀圖、模擬圖、初始化參數(shù)等召喚打印功能（定時打印功能可選），以便于報表分析。（11）具有人機對話功能，以便于系統(tǒng)生成、參數(shù)修改、功能調(diào)用。（12）具有防雷措施，防止雷電擊毀設(shè)備。（13）具有抗干擾措施。（14）具有初始化參數(shù)掉電保護功能，以防停電后，初始化參數(shù)丟失。（15）具有網(wǎng)絡(luò)通信功能，具有統(tǒng)一校時功能，便于礦領(lǐng)導(dǎo)及上級主管部門對監(jiān)控信息的利用。（16）地面設(shè)備具有防靜電措施。（17）系統(tǒng)工作穩(wěn)定，性能可靠，出廠前進行連續(xù)7天的穩(wěn)定性試驗，系統(tǒng)軟件死機率應(yīng)小于1次/720小時。（18）系統(tǒng)調(diào)出整幅實時數(shù)據(jù)畫面的響應(yīng)時間小于5秒。2. 系統(tǒng)

7、特點Ø 每臺水泵的保護、閥門控制、電參數(shù)和模擬量的采集，均采用獨立單元，輸入輸出均進入電磁啟動器，每臺水泵單元只是從電磁啟動器中輸出RS485信號。使系統(tǒng)布線簡單、運行可靠、獨立性強、一臺水泵發(fā)生故障，其他系統(tǒng)照常運行。Ø 選用視頻、音頻、監(jiān)聽、數(shù)字控制等多媒體效果，形成了一套完整的多媒體控制系統(tǒng)。Ø 水泵現(xiàn)場有閉鎖性急停開關(guān)，無論在設(shè)備檢修還是人員檢查時，只需按下急停開關(guān)，無論采用哪種方式的操作都不能開機，確?，F(xiàn)場人員不受傷害。Ø 自動方式時無需人為干預(yù)，由下位機自動控制，根據(jù)水位自動啟、停水泵，自動實現(xiàn)水泵的輪換工作，做出合理調(diào)度；Ø 本系

8、統(tǒng)保留了設(shè)備原先手動控制方式，手動控制具有優(yōu)先控制權(quán)，保證了即使系統(tǒng)出現(xiàn)故障，也可以在手動控制下實現(xiàn)水泵的正常工作；Ø 系統(tǒng)的實時性好，對各設(shè)備的運行工況能夠?qū)崟r監(jiān)測、實時控制；Ø 可以隨時查詢、打印實時趨勢及任意時間段的歷史趨勢；Ø 人機界面顯示的內(nèi)容豐富、形象、直觀，操作簡單、易懂；Ø 軟件中嵌入了大量的控制策略，可以根據(jù)實際情況做出不同的決策，大大提高了系統(tǒng)的自動化程度和智能程度；Ø 根據(jù)不同時期的具體情況，可以對軟件的運行參數(shù)進行調(diào)整，以適應(yīng)復(fù)雜的情況，提高了系統(tǒng)的適應(yīng)性；Ø 系統(tǒng)能夠進行遠(yuǎn)距離監(jiān)控，并可無限擴展。五 工作原理

9、當(dāng)水位上升時，水位傳感器將信號傳至起動器，由模塊將信號轉(zhuǎn)變?yōu)槟K識別的數(shù)字信號后，送至CPU。CPU對水位做出判斷，超過規(guī)定水位，先后發(fā)出打開氣路電磁閥指令、水路電磁閥指令和電動閘閥指令，完成一臺水泵的啟動過程。如果水位上升較快或水位達(dá)到另一規(guī)定的數(shù)值時，啟動另一臺水泵，直到水位符合預(yù)設(shè)的要求。在啟用水泵時選擇空閑時間最長的一組，實現(xiàn)水泵的合理調(diào)度。水位測控裝置關(guān)閉水泵打開射流抽真空系統(tǒng)真空度滿足要求打開水泵關(guān)閉射流系統(tǒng)上述由采集模塊采集的數(shù)據(jù)，通過光纖傳至遠(yuǎn)端地面控制計算機上，遠(yuǎn)端計算機同步顯示水泵的運行工況。需要遠(yuǎn)端控制中心控制時（具有控制權(quán)限），遠(yuǎn)端計算機將指令通過光纖發(fā)送到現(xiàn)場計算機，

10、由現(xiàn)場計算機控制相應(yīng)的設(shè)備完成預(yù)定動作。六 系統(tǒng)組成1 數(shù)據(jù)采集與檢測數(shù)據(jù)采集由裝在啟動柜中的DCS模塊完成，模塊檢測傳感器狀態(tài)，并將數(shù)據(jù)通過通訊模塊傳送至控制計算機。主要采集的模擬量數(shù)據(jù)有：水位、主電機電流、排水管流量等；數(shù)字量數(shù)據(jù)有：真空接觸器狀態(tài)、水泵工作狀態(tài)、電動閥門狀態(tài)、水泵出水口壓力等。2. 現(xiàn)場監(jiān)測與控制現(xiàn)場監(jiān)測與控制部分由控制CPU、管理控制軟件、手動集中操作面板組成?？刂朴嬎銠C和管理控制軟件組成自動監(jiān)控系統(tǒng)，負(fù)責(zé)將模塊傳輸來的數(shù)據(jù)整理分析，根據(jù)控制策略做出決策，并將數(shù)據(jù)記錄存儲。手動集中操作面板與自動監(jiān)控系統(tǒng)平行實現(xiàn)控制功能。3 遠(yuǎn)端監(jiān)控指揮遠(yuǎn)端監(jiān)控指揮部分由計算機、管理軟件

11、、網(wǎng)絡(luò)傳輸部分組成，通過計算機網(wǎng)絡(luò)，同步顯示現(xiàn)場工況。遠(yuǎn)端監(jiān)控具有開放的接口，可以擴展功能或接入其他系統(tǒng)。4 視頻監(jiān)控在井下安裝3臺攝像機，管理人員可實時了解現(xiàn)場情況； 6 ZM711測控裝置用于控制水泵電機的開停及電動閥、電磁閥的供電。用于將各檢測的傳感器數(shù)據(jù)進行采集、整理、輸出。通過可編輯的邏輯關(guān)系、各傳感器的動作返回信號，將采集的數(shù)據(jù)記錄、存儲。輸出控制信號用于控制電磁閥開啟、關(guān)閉；電動閘閥的開啟、關(guān)閉。 內(nèi)置閥門開關(guān)驅(qū)動裝置用于電動閘閥開啟時的供電。 電磁閥驅(qū)動裝置用于水、氣電磁閥開啟時的供電。 具有電量計量功能。 ZM711型智能測控裝置是以新型微控制器為核心的智能化礦用電子設(shè)備，能

12、方便地與多種傳感器、執(zhí)行器配接，構(gòu)成礦用監(jiān)控子系統(tǒng)，完成數(shù)據(jù)采集處理、信息編碼傳輸、超限報警斷電、遠(yuǎn)方控制、就地控制、自檢測試、就地顯示、就地設(shè)備檢修等功能，它可以與多種型號的綜合監(jiān)控系統(tǒng)配套使用。主要技術(shù)參數(shù) 傳輸速度 19200bps 傳輸距離 不小于45km 傳輸信道 兩芯礦用屏蔽低頻通信電纜或光纜傳輸方式 異步時分制基帶傳輸轉(zhuǎn)換誤差 不大于0.5%（相當(dāng)于1bit）容 量 20路模擬或開關(guān)量輸入，10路開關(guān)量輸出，10路模擬量輸入模擬量輸入信號 420Ma/010V 開關(guān)量輸入信號 無電位接點或高低電平，高電平不小于3V，低電平不大于1V開關(guān)量輸出信號 輸出電流大于2mA時，輸出電壓不

13、小于6V 輸入電流為2mA時，輸出端電壓應(yīng)不大于1V供電電源 12V,0.5A地面主機通過傳輸接口的放大和隔離向測控器發(fā)送初始化、測試命令，測控器則根據(jù)主機的命令類型回送相應(yīng)的信息，根據(jù)主機的初始化信息對各有關(guān)的輸入口進行采集和處理，并將所有的信息放入發(fā)送緩沖區(qū)等待發(fā)送。發(fā)送給地面主機的信息在CRT上或模擬盤上進行顯示。7. 傳感器水位傳感器采用投入式液位傳感器。傳感器采用一用一備的運行方式，確保系統(tǒng)正常運行。七 主要信號采集元器件組成序號名稱型號數(shù)量單位生產(chǎn)廠家1流量傳感器GLY12臺楠江集團2水位傳感器GUY52臺楠江集團3壓力傳感器GPD2003臺楠江集團4負(fù)壓傳感器GPD80G3臺淮北

14、安全儀器廠56煙霧傳感器GQL0.1(A)2臺焦作科誠7閥門電動裝置YBDF2-321-43臺南陽微特8電磁閥DF4/7.56臺棗莊遠(yuǎn)大八 ZM711智能測控裝置控制點數(shù)統(tǒng)計根據(jù)主要輸入輸出設(shè)備，統(tǒng)計控制點數(shù)如下：序號控制點名稱控制點類型DIDOAIAO1電動閘閥開到位32電動閘閥關(guān)到位33電磁閥開到位64電磁閥關(guān)到位65打開電動閘閥36關(guān)閉電動閘閥37打開電磁閥68電磁閥返回69電動閘閥返回310軸承溫度611水倉水位212氣口真空度313水口壓力314管道流量215水泵電機電壓316水泵電機電流317泵房溫度218泵房煙霧2九十 -50泵房無人值守系統(tǒng)圖十一 系統(tǒng)設(shè)備報價表序號設(shè)備名稱型號

15、單位數(shù)量單價總價廠家安標(biāo)證號備注一 現(xiàn)場傳感器部分1流量傳感器GLY1臺21300026000安裝在總出水管路2水位傳感器GUY5臺21900038000投入式3壓力傳感器GPD200臺39000270004負(fù)壓傳感器GPD80G(080)臺3390011700淮北煤礦安全儀器廠MFB080082氣路真空度5溫度傳感器GWD40臺軸承溫度與泵房溫度6煙霧傳感器GQL0.1(A)臺231006200焦作科誠泵房煙霧二.閥門控制部分1智能測控裝置Zm711臺319000570002智能保護器Zm711-1臺3320096003閥門開關(guān)驅(qū)動裝置Zm711-3臺310003000閘閥供電4電磁閥驅(qū)動裝

16、置Zm711-4臺38002400電磁閥供電5電量變送器YD2300支39200276006電磁閥DF4/7.5臺6350021000棗莊遠(yuǎn)大200332817閥門電動裝置ZB45臺322000660008真空泵SK-3臺22100042000不含啟動器三集中控制及數(shù)據(jù)傳輸部分(二)礦用本安電源KDW28臺245009000宜興三恒(三)隔爆型接線箱4口臺320006000浙江電光(四)多媒體光端機ZMD485對11800018000山東中煤電器四.音視頻監(jiān)控部分(一)礦用隔爆型光纖攝像儀KQB-127J臺2800016000山東中煤電器20069680(三)擴音電話Ktc11.3臺2590011800濟南知順20043516五.地面監(jiān)控及軟件部分(一)監(jiān)控主機1GB/80G/DVD套11200012000臺灣研華(二)視頻卡HC08個315004500山東中煤電器(三)傳輸接口KJ233-J臺141004100山東中煤電器(四)