煤礦礦井水處理集控

1、青春塔模塊礦井水處理集控系統(tǒng) 使用說明書內(nèi)蒙古珠江投資有限公司青春塔煤礦礦井水處理集控系統(tǒng)使用說明書濟南貝特機電技術(shù)有限公司二一七 年 十一 月一、 概 述內(nèi)蒙古珠江投資有限公司青春塔煤礦井下排水處理站為青春塔煤礦配套工程，位于內(nèi)蒙古自治區(qū)準格爾旗，地處內(nèi)蒙古自治區(qū)西南部，鄂爾多斯高原東端，蒙晉陜?nèi)〗唤鐜?，行政區(qū)劃隸屬于魏家峁鎮(zhèn)、哈岱高勒鄉(xiāng)、長灘鄉(xiāng)；本區(qū)屬典型的大陸性干旱氣候。冬季嚴寒而漫長，夏季溫熱而短暫，寒暑變化劇烈，晝夜溫差較大；當?shù)刈罡邭鉁?9.5,最低氣溫為-24.3；一般結(jié)冰期為每年十月至翌年四月下旬，最大凍土深度1.50m。煤礦廢水主要來源于煤礦作業(yè)時產(chǎn)生的井下廢水，廢水中含有

2、多種有害的有機物、無機物、重金屬離子等，且水質(zhì)成份復(fù)雜多樣。如廢水不經(jīng)處理直接排放，則會給周圍環(huán)境及水質(zhì)資源帶來嚴重的污染，破壞生態(tài)環(huán)境，所以必須建立礦井水處理站，對煤礦廢水進行綜合治理，使治理后出水達到國家煤炭工業(yè)污染物排放標準(GB20426-2006)和污水綜合排放標準（GB8978-1996）中的相關(guān)排放要求。二、生產(chǎn)流程青春塔煤礦礦井水處理采用機械混凝沉淀、過濾、消毒的工藝。工藝流程如下：礦井水首先進入調(diào)節(jié)水池，再用1#提升泵將礦井水打入反應(yīng)沉淀池，在反應(yīng)沉淀池前加入助凝劑，在反應(yīng)沉淀池內(nèi)加入絮凝劑，經(jīng)反應(yīng)沉淀池處理后的水進入調(diào)節(jié)水池，調(diào)節(jié)水池中一部分水經(jīng)3#提升泵進入風井場地黃泥灌

3、漿水池，另一部分經(jīng)2#提升泵進入重力無閥過濾器，出水一部分進入調(diào)節(jié)水池，一部分經(jīng)消毒后回用于井下消防灑水；產(chǎn)生的污泥一部分經(jīng)排泥泵進入排入污泥濃縮池，一部分進入污泥池，經(jīng)污泥加壓泵后進入污泥濃縮池，產(chǎn)生的污泥經(jīng)污泥泵進入污泥脫水機脫水后，泥餅外運；污泥濃縮池上層清液則進入調(diào)節(jié)沉淀池，同礦井水一起循環(huán)至下一環(huán)節(jié)（見下圖圖一）。圖一、青春塔煤礦水處理工藝流程圖三、控制系統(tǒng)綜述青春塔煤礦水處理系統(tǒng)嚴格按照國家有關(guān)安全、環(huán)保等強制性標準生產(chǎn)，所有設(shè)備及附屬部件都成熟、可靠，適應(yīng)煤礦使用。本系統(tǒng)涉及的零部件，嚴格遵循質(zhì)量可靠，性能優(yōu)良，盡最大限度的保證較高性能價格比的原則設(shè)計、選型，以保證系統(tǒng)整體的穩(wěn)定

4、性與可靠性。1、系統(tǒng)原理系統(tǒng)使用西門子S7-300 PLC作為主控單元，對設(shè)備的運行狀態(tài)進行統(tǒng)一采集、處理和記錄，對設(shè)備的啟停實行集中控制。采用集控自動控制、集控連鎖控制、集控單機控制以及就地檢修操作四種操作方式相結(jié)合的手段，使設(shè)備操作更方便，更靈活。同時，將所有設(shè)備的保護裝置統(tǒng)一納入該集控系統(tǒng)，實時采集各種保護信號，當皮帶機保護裝置動作時，由PLC自動判斷，做出報警和停機處理，同時，并通過上位計算機組態(tài)軟件實時監(jiān)控設(shè)備的運行狀態(tài)，對各種數(shù)據(jù)進行顯示、記錄，真正實現(xiàn)礦井水處理系統(tǒng)的集中監(jiān)視、控制，使生產(chǎn)更合理、更科學，保證礦井安全生產(chǎn)。2、系統(tǒng)組成礦井水處理集控系統(tǒng)主要由低壓柜、集中操作臺、上

5、位工控計算機（雙機熱備）、PLC控制柜、設(shè)備低壓開關(guān)柜、組態(tài)軟件、通訊單元、就地控制箱、模擬量傳感器及UPS等部件組成。根據(jù)青春塔煤礦礦井水處理工藝要求，將地面設(shè)備的低壓開關(guān)柜與PLC控制柜統(tǒng)一安裝在地面配電室內(nèi)。(1) 上位計算機：使用兩臺研華工控機，實現(xiàn)雙機熱備。用西門子Wincc組態(tài)軟件完成主畫面與分畫面的設(shè)計，包括系統(tǒng)模擬圖、運行狀態(tài)監(jiān)視（啟、停）、操作信息界面、故障報警界面、模擬量顯示界面等。(2) PLC控制柜：柜內(nèi)PLC采用德國西門子S7-300PLC，功能強大、可靠性高、使用方便，適應(yīng)煤礦這種粉塵大、噪聲高、震動強、干擾強的場合。PLC負責對設(shè)備的運行狀態(tài)進行統(tǒng)一采集、處理和記

6、錄，對設(shè)備的啟停實行集中控制。同時，實時采集各種保護信號，做出快速反應(yīng)。系統(tǒng)設(shè)置急停功能，以防有故障發(fā)生時發(fā)生危險。PLC柜的防護等級高于IP42，電纜由柜底引入，柜內(nèi)的每個端子排和端子都有清晰的標志，并與圖紙和接線表相符。柜內(nèi)控制繼電器采用歐姆龍公司產(chǎn)品，端子采用鳳凰端子。柜內(nèi)強弱電接線端子分離，PLC各模塊之間無手工接線。柜內(nèi)預(yù)留充足的空間，方便接線、匯線和布線。 (3) 系統(tǒng)通訊：上位計算機與下位機PLC采用以太網(wǎng)通訊，實現(xiàn)分布式控制。同時，PLC上位機可作為礦管理信息系統(tǒng)的一個子網(wǎng)，通過交換機與礦井整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的互連，共享信息資源。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)如下圖 圖二、青春塔煤礦網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)圖(4) 就地

7、控制箱：可以就地操作設(shè)備的起停，主運行設(shè)備的就地操作箱安裝有聲光告警裝置，以實現(xiàn)開機前的聲光預(yù)警。就地控制箱外殼防護等級為IP42，箱內(nèi)的每個端子排和端子都有清晰的標志，并與圖紙和接線表相符。箱內(nèi)主要元件采用施耐德公司產(chǎn)品，端子采用鳳凰端子。(5) 設(shè)備保護裝置：所有傳感器都采集進入PLC，由PLC自動判斷傳感器狀態(tài)，在傳感器保護動作時，做出停機和報警處理。以實現(xiàn)對設(shè)備的各種保護，滿足安全生產(chǎn)的需要。(6) 采用電流互感器與電流變送器，由上位機實時監(jiān)測大功率設(shè)備的工作電流，以便掌握主要設(shè)備的負荷及運轉(zhuǎn)情況。(7) 系統(tǒng)選用知名品牌UPS不間斷電源，容量3KVA，在斷電情況下可以維持兩小時的運行

8、時間，保證系統(tǒng)運行正常。四、操作使用說明現(xiàn)場工作人員對系統(tǒng)檢查無誤后，將進線柜供電的空氣開關(guān)閉合，觀測所以儀表是否顯示正常，確定顯示正常后，逐一閉合各個饋線柜中各設(shè)備的空氣開關(guān)，確保設(shè)備的正常供電。閉合PLC柜中的兩個微型斷路器，并開啟UPS，此時，PLC柜面板電源指示燈亮，PLC進入自檢，稍后自檢完成。開啟工控機，登錄windows xp操作系統(tǒng)，運行上位監(jiān)控軟件，進入系統(tǒng)監(jiān)控畫面。三 上位機主監(jiān)控畫面1上位機主要畫面劃分預(yù)處理站，水處理站，運行記錄，報警記錄，歷史曲線，數(shù)據(jù)報表其中的功能和操作方法分別介紹如下：（1）預(yù)處理站，水處理站上位機主監(jiān)控畫 監(jiān)控功能：實時顯示設(shè)備運行狀態(tài)，液位、水

9、度、流量顯示泵機運行顯示蝶閥狀態(tài)顯示系統(tǒng)會根據(jù)現(xiàn)場設(shè)備運行的狀態(tài)，把設(shè)備的實時狀態(tài)反饋到wincc人機界面，讓操作人員實時掌控現(xiàn)場設(shè)備的液位，濁度。流量等各種儀表以及各個電動水泵，閥門的運行狀態(tài)。 設(shè)備操作功能：在集中控制模式下可在wincc上位機操作，當設(shè)備選擇現(xiàn)場就地啟停時，畫面中設(shè)備名稱欄狀態(tài)顯示為“就地”。當設(shè)備選擇畫面遠控啟停時，畫面中設(shè)備名稱欄狀態(tài)顯示為“遠控”。在遠控狀態(tài)下，選擇“手動”控制啟動設(shè)備時鼠標單擊設(shè)備名稱欄，彈出設(shè)備啟停操作對話框啟動設(shè)備，單擊“隱藏窗口”設(shè)備啟停操作對話框隱藏，要停止設(shè)備運行再次鼠標單擊設(shè)備名稱欄彈出設(shè)備操作對話框單擊停止設(shè)備運行。畫面最左邊是畫面切

10、換工具欄，每一個畫面都有畫面切換工具欄，可以切換到任意一個畫面；操作簡單方便而且實用。選擇設(shè)備設(shè)備對話框各個功能區(qū)介紹 “復(fù)位”：當設(shè)備出現(xiàn)故障時鼠標單擊復(fù)位按鈕復(fù)位當前設(shè)備故障；如果設(shè)備無法啟動故障不能復(fù)位，請檢查設(shè)備現(xiàn)場就地操作控制箱。 畫面選擇在上部的選擇條可以選擇需要進行查看和操作的畫面。（2） 運行記錄畫面運行記錄畫面主要記錄所有設(shè)備的操作時間。主要包含設(shè)備的操作順序，開始和結(jié)束的時間，運行的總時長。以及設(shè)備所進行的操作。方便用戶進行查詢，并且形成記錄。作為故障。誤操作等各種查詢的依據(jù)并具有打印功能（綠色表示開到位或者開啟，紅色表示關(guān)到位或者關(guān)閉）3）警記錄畫面報警記錄畫面是記錄設(shè)備

11、運行中的故障信息、液位警告，同時有報警地點顯示功能；結(jié)合主畫面報警信息實時顯示設(shè)備報警故障地點。最高可儲存1000條設(shè)備報警記錄，具有分時間段查詢和打印功能。（黃色表示報警指示，紅色表示復(fù)位成功）4）歷史曲線畫面歷史曲線畫面可以根據(jù)過去的12 個小時繪制出流量。水位，流量。濁度。有機物等的變化趨勢變化折線圖。用戶可根據(jù)曲線的變化監(jiān)控一天中水質(zhì)的變化，適時采取措施進行工藝調(diào)整。5）數(shù)據(jù)歸檔畫面數(shù)據(jù)歸檔畫面具有整點（每小時）記錄水位、流量、濁度變化的功能，能清晰分辨數(shù)據(jù)變化的趨勢，可分時段查詢、打??； 2、操作說明青春塔煤礦礦井水處理集控系統(tǒng)的操作分為上位機集中控制方式與就地手動兩種方式:(1)

12、集中控制方式集中操作方式由上位機操作。當現(xiàn)場就地箱的轉(zhuǎn)換開關(guān)打到集控位置，該設(shè)備可以集控操作。各設(shè)備的控制順序依生產(chǎn)工藝要求進行控制。集中操作又包括三種方式：集控自動、集控手動(2) 就地手動方式當設(shè)備的轉(zhuǎn)換開關(guān)打到手動設(shè)備就只能就地操作。此種工作方式主要是滿足當某設(shè)備出現(xiàn)異常時，用戶維護后，可單機調(diào)試，使之達到正常使用狀態(tài)。(3) 禁起狀態(tài)當就地箱的轉(zhuǎn)換開關(guān)打到中間位置，此時為設(shè)備禁起狀態(tài)。無論就地還是集控都不能開啟設(shè)備。此種方式適用于檢修或者設(shè)備發(fā)生故障時急停使用。例如，當生產(chǎn)過程中某一臺設(shè)備發(fā)生故障，現(xiàn)場操作工可將該設(shè)備轉(zhuǎn)換開關(guān)打到中間位置，此時設(shè)備停機，可有效防止發(fā)生危險。設(shè)備2種操作

13、方式即1，就地操作2，基于wincc的遠程操作。以上2 種操作方式都會在wincc系統(tǒng)給與顯示。我們都可以遠程監(jiān)控調(diào)度。分別簡要說明如下1，就地操作一， 檢查各個設(shè)備是否正常主要檢查需要開啟的設(shè)備是否有破損毀壞，必要時報維修。二， 主電源送電，主電源柜送電。在送電后主電源柜相應(yīng)指示燈亮起。三， 就地箱送電，在確定總電源柜送電后，打開電源柜給就地箱送電。送電后紅色電源指示燈亮起。四， 選擇操作模式；在電源亮起后，把選擇開關(guān)打到手動擋。五， 開機；在確定設(shè)備處和人員處于安全狀態(tài)后按開機按鈕，開機。六， 在生產(chǎn)完成后按紅色按鈕停機，并斷電。2，基于wincc的遠程操作開機，開電源柜plc電源。開啟P

14、LC柜電源開UPS電源PLC 進入自檢，指示燈開始閃爍，稍后自檢完成。開啟工控機，登錄windows xp操作系統(tǒng)，運行上位監(jiān)控軟件，進入系統(tǒng)監(jiān)控畫面系統(tǒng)開機完成后就可以按畫面說明進行操作停機順序依次返回。 綜上所述，常用的起車流程可以簡單歸納為：開機前通知現(xiàn)場操作工將轉(zhuǎn)換開關(guān)打到集控狀態(tài)，然后通過預(yù)警信號通知現(xiàn)場操作人員，待現(xiàn)場回復(fù)正常后，用鼠標點擊“自動”-“自動開機”，系統(tǒng)自動按照流程起車，系統(tǒng)開始正常運行。當生產(chǎn)完成需要停機，集控室操作人員用鼠標點擊“自動”-“自動停機”，系統(tǒng)自動按照流程停機。至此，系統(tǒng)正常停機完成。五、系統(tǒng)的維護與保養(yǎng)系統(tǒng)的及時維護與保養(yǎng)是保證本系統(tǒng)正常工作的前提條

15、件，因此，要求管理人員與操作人員認真做好這項工作。1、定時進行控制柜內(nèi)的衛(wèi)生清理工作，打開控制柜時需有技術(shù)人員在場。2、維修人員要詳細了解系統(tǒng)的原理與相關(guān)元器件的性能，及時發(fā)現(xiàn)問題，及時處理問題，保障安全生產(chǎn)。3、每周進行一小次系統(tǒng)維檢，每月進行一大次系統(tǒng)維檢，主要維檢內(nèi)容為：認真檢查集控系統(tǒng)的元器件是否處于良好的工作狀態(tài)，元器件的接線是否牢靠，松動后應(yīng)及時上緊。損壞的元器件應(yīng)及時更換。4、檢修集控室內(nèi)的PLC控制柜時，一定要注意安全，即使PLC控制柜在停電的情況下，柜內(nèi)的控制回路也可能通過現(xiàn)場帶有交流220V的電壓，嚴防觸電事故發(fā)生。5、經(jīng)常了解PLC控制柜內(nèi)的設(shè)備運行狀況。可編程控制器的運

16、行指示燈及故障指示燈對掌握其工作狀況很重要，請您注意。6、留一份系統(tǒng)的主要元器件清單，以便了解其性能及技術(shù)參數(shù)，做好購買備件的準備。建議留有一定的備件，這樣可大大減少維修設(shè)備的時間，進一步提高系統(tǒng)的工作效率。7、設(shè)備檢修過程中，必須將本系統(tǒng)及上下級設(shè)備斷電，掛牌，防止其他人員誤送電開車造成危險。8、當檢修故障結(jié)束后，建議做好檢修記錄，逐步積累檢修經(jīng)驗。9、在系統(tǒng)故障的原因還沒有查明的情況下，檢修人員可將方式開關(guān)轉(zhuǎn)換至就地控制位置，暫時采用就地方式進行生產(chǎn)，由系統(tǒng)設(shè)計人員完成故障的處理，避免在不明維修方向的情況下進一步將故障擴大。六、操作使用注意事項1、操作人員上崗前應(yīng)認真學習煤礦安全規(guī)程，掌握

17、本使用說明書的有關(guān)內(nèi)容及本系統(tǒng)的要求，熟悉本系統(tǒng)的有關(guān)組成及工作原理。2、本系統(tǒng)使用前，有關(guān)人員應(yīng)詳細了解礦井水處理的工藝流程。3、本系統(tǒng)使用前應(yīng)仔細檢查監(jiān)控系統(tǒng)的工作狀況，為系統(tǒng)的啟動作好準備。4、操作使用本系統(tǒng)時須嚴格按照各狀態(tài)下的操作使用要求進行操作，做到認真負責，避免人為誤操作情況出現(xiàn)產(chǎn)生影響生產(chǎn)的事故。5、系統(tǒng)工作時，操作人員應(yīng)堅守工作崗位，不得擅自離開工作崗位，及時監(jiān)控設(shè)備的運行情況，做到發(fā)現(xiàn)問題及時處理，以保證安全生產(chǎn)。6、設(shè)備停止運行后，系統(tǒng)操作人員應(yīng)將方式開關(guān)打到禁啟位置,即可防止現(xiàn)場與集控的誤啟車。7、發(fā)現(xiàn)設(shè)備出現(xiàn)運轉(zhuǎn)異常，監(jiān)控人員應(yīng)及時告知系統(tǒng)管理人員與系統(tǒng)維修人員，查明

18、原因并處理后，方可繼續(xù)使用。8、有關(guān)人員在設(shè)備正常運行狀態(tài)下，嚴禁私自切換轉(zhuǎn)換開關(guān)，否則將引起設(shè)備的緊急停車。9、設(shè)備檢修過程中，必須將本設(shè)備及上下級設(shè)備斷電，掛牌，將設(shè)備就地箱轉(zhuǎn)換開關(guān)打到中間的禁起位置，防止其他人員誤送電開車造成危險。10、非檢修人員不能打開PLC控制柜。11、操作人員應(yīng)養(yǎng)成良好的工作習慣，按規(guī)定登錄與退出本系統(tǒng)，并記錄當班設(shè)備的運轉(zhuǎn)記錄，進行交接班。七、常見故障及處理方法序號常 見 故 障故 障 原 因 及 處 理 方 法1PLC控制柜電源指示燈不亮1、外部停電，應(yīng)重新上電；2、指示燈損壞應(yīng)更換之3、檢查UPS是否開啟2設(shè)備打到集控狀態(tài)，沒有集控反饋信號1、檢查該設(shè)備是否送電2、檢查現(xiàn)場轉(zhuǎn)換開關(guān)是否故障3、檢查低壓柜中該設(shè)備的集控反饋繼電器是否損壞4、檢查接線端子是否出現(xiàn)松動3集控開機無法開機1、檢查PLC柜內(nèi)相應(yīng)設(shè)備的輸出繼電器是否損壞2、檢查該設(shè)備是否打到集控狀態(tài)3、確保各設(shè)備是按工藝順序開啟4PLC柜內(nèi)控制繼電器損壞，影響系統(tǒng)運行更換損壞的繼電器。5工控機運行速度慢或者死機重新啟動