前進煤礦井水泵無人職守遠程控制系統(tǒng)設計方案

前進煤礦井水泵無人職守遠程控制系統(tǒng)設計方

案終?星奧513

-250水平中央水泵無人職守遠程操縱系統(tǒng)

設

計

方

案

湖南星奧信息技術有限公司

2011-05-13

目錄

1.概述3

1.1系統(tǒng)參數3

1.2所有權信息4

2.系統(tǒng)建設目標4

2.1用戶需求分析4

2.2系統(tǒng)功能及特點5

3.系統(tǒng)設計原則和依據5

3.1設計依據6

3.2設計原則6

3.3引用標準7

4.系統(tǒng)總體設計7

4.1操縱方式8

4.2操縱對象9

4.3操縱功能及要求10

5.要緊設備技術參數17

5.1操縱分站18

5.2傳感器18

5.3上位機22

6.技術支持與服務22

6.1保證機制22

6.2咨詢服務23

6.3故障響應23

6.4備品備件23

6.5系統(tǒng)升級23

6.6保修服務24

6.7人員培訓24

7.項目實施方案摘要及起止時

27

8.設備清單26

概述

礦井排水系統(tǒng)承擔著排出井下涌水的重要任務，是礦井安全生產的關

鍵環(huán)節(jié)，排水系統(tǒng)各種設備能否安全、可靠、有效的運行，關系到整個礦

井的生產與安全。排水設備一樣功率大，耗電量多，傳統(tǒng)排水只能靠人工

手動操縱泵的起停，無法利用排水設備與倉容，科學、合理的調度排水量

與排水時刻。因而傳統(tǒng)的礦井排水方式普遍存在能耗大、效率低、生產成

本高的缺點。

基于以上緣故實現礦井排水自動化操縱和地面遠程監(jiān)控，可依據水倉

水位起停水泵，提升水泵有效利用率，大大降低生產成本；可減少看護人

員，相應減少工資投入，并可充實設備愛護檢修隊伍，提升愛護質量，減

少事故發(fā)生，變事故發(fā)生后的被動檢修為主動的定期檢修，提升設備的使

用率；能夠保證安全生產，改善工作環(huán)境，提升勞動生產率；可有效的愛

護水泵電機等設備，延長使用壽命，減少事故停機時刻，提升排水能力；

通過調整開停時刻躲開電力負荷高峰期，有效地削峰填谷，節(jié)約電費開支。

1.1系統(tǒng)參數

前進煤礦-250水平中央水泵房由4臺型號為D450-60/84*3型水泵組

成，功率355KW,電壓為6KV,水泵流量450立方米/小時，水泵揚程為1

75.1米，排水管路為二趟，內水倉容量為733立方米，外水倉容量為1102

立方米。

1.2所有權信息

本技術方案的所有權歸屬山湖南星奧信息技術有限公司，如果沒有征

求賣方的同意和承諾，不得復制、發(fā)表和提供給其他任何人或單位。

系統(tǒng)建設目標

1、節(jié)約傳輸通道（光纖、通訊設備等）的重復投資費用和愛護費用；

節(jié)約數據庫、組態(tài)軟件、軟件開發(fā)等重復投資費用；

搭建傳輸平臺、數據平臺和監(jiān)控平臺，一次投資，長期受益；

2、在地面集中監(jiān)測監(jiān)控，井下減員，減少井下人員傷亡的可能性；

改善工作環(huán)境，提升安全系數，保證職工人身安全；

數據共享，報警聯動，減少由于礦井災難所造成的缺失；

3、實現無人值守和定期巡檢，有效降低人員成本；實現設備自動操縱,

減少工人勞動強度；減少崗位用工，提升全員效率；

4、減少人工操作失誤，延長設備使用壽命；

提升對設備的故障分析和判定能力，減少停機事故；

加大對運輸的調度和治理，提升運輸能力；

5、為礦井自動化系統(tǒng)提供一個高速、安全、可靠的治理平臺；

提升整體集成水平，發(fā)揮自動化系統(tǒng)的綜合治理效益；

實現煤礦管控一體化，提升煤礦的安全生產治理調度水平。

2.1用戶需求分析

煤礦井下水泵是煤礦生產的要緊設備之一，實現井下泵房的遠程操縱

與監(jiān)測，是綜合自動化建設的重要組成部分。目前，在礦井泵房的排水系統(tǒng)

設計中，一樣設置多臺多級離心水泵，一組工作、一組備用，并設置了用于

輪換檢修的水泵。這些水泵電壓高、功率大、運行工況復雜，人工專門難

做到實時監(jiān)控。另外，關于水泵啟動前吸水管路的充水（抽真空）、水倉水

位監(jiān)測、泵房內設備的運行與治理等工作，普遍采納人工操作方式。傳統(tǒng)模

式操作過程繁瑣、勞動強度大、人為因素多、啟泵時刻長、自動化程度低,

已不能適應現代化礦井治理的要求，因此，有必要使泵房水泵實現自動化

操縱。

2.2系統(tǒng)功能及特點

1、實時在線監(jiān)測水倉水位，當水位達到上限時能夠報警，自動開啟水

泵；當水位達到下限時，發(fā)出聲光信號，自動停泵；

2、實時在線監(jiān)測水泵各工況參數，包括水位、流量、電壓、電流、壓

力、功率、溫度、真空度、閘閥開啟度等；

3、具有數據分析功能，對水泵的效率、電耗、工況點等進行分析，確

保經濟運行；

4、當水泵顯現故障時，能夠及時報警，并能夠自動開啟備用水泵，不

能滿足排水能力時，按照涌水量情形自動確定開啟水泵臺數。系統(tǒng)應具有

以水倉水位為主，結合分時計費和避峰填谷原則，確定開停水泵時刻。同

時按照水位操縱原則自動實現水泵的輪換工作；

5、具有遠程、就地啟動、停止功能；

6、可現場、遠程編程，完善修改系統(tǒng)功能；

7、水泵房現場以運算機圖形界面結合現場操作，最大程度簡化操作與

狀態(tài)顯示；

8、集中操縱器采納三菱公司的FX2N系列PLC及先進的過程操縱軟件,

實現井下排水監(jiān)控系統(tǒng)的最優(yōu)操縱策略；

9、井下排水監(jiān)控系統(tǒng)的報警，信息顯示，報表統(tǒng)計處理能夠全部融入

整個礦井監(jiān)控系統(tǒng)的數據系統(tǒng)；

10、具備完善的系統(tǒng)愛護功能；

11、操縱系統(tǒng)能夠通過以太網接入礦井工業(yè)以太干網，實現水泵監(jiān)控

子系統(tǒng)與全礦井的自動化監(jiān)控系統(tǒng)信息共享；

12、具有較強的兼容性和擴展性，為下一步綜合自動化集中操縱做好

擴展接口；

13、具有實時現場工況監(jiān)控功能，并能將現場運行狀況圖像儲存，可

隨時查看各時刻段設備的運行狀況

系統(tǒng)設計原則和依據

3.1設計依據

(1)設計方案按照前進煤礦安全生產泵房自動化監(jiān)控實際要求而做

出。

(2)系統(tǒng)設備符合前進煤礦生產環(huán)境條件，符合《煤礦安全規(guī)程》有

關要求。

3.2設計原則

(1)、安全可靠性

1)、擁有遠端操縱及就地操縱兩種操縱方式，當集中操縱柜與遠端監(jiān)

控平臺通訊中斷時，自動轉入就地操縱方式。就地操縱方式又可分為就地

集中操縱及就地手動操縱。

2)、全方位監(jiān)控電機、水泵、啟動柜、真空系統(tǒng)等各環(huán)節(jié)，對系統(tǒng)顯

現的專門能夠提早給出預警。

3)、嚴格規(guī)范地按照規(guī)定的程序對水泵進行自動啟、停。

4)、選用可靠的操縱原器件，水泵房操縱核心選用三菱公司的可編程

操縱器FX2N系列，繼電原件選用國產名牌的器件。

(2)、先進性

1)、由于采納了光纖環(huán)網通訊傳輸技術使得數據傳輸更加快捷、可靠。

2)、采納了組態(tài)軟件操縱編程技術，不僅使可靠性大為提升而且使程

序更加具有通用性，也使系統(tǒng)的二次開發(fā)及擴容變得更加規(guī)范、容易。

3)、本系統(tǒng)遵循礦井綜合監(jiān)控系統(tǒng)標準子系統(tǒng)接口規(guī)范使得該系統(tǒng)能

夠專門容易地并入礦井綜合監(jiān)控系統(tǒng)中，與其它子系統(tǒng)實現數據的共享。

該操縱系統(tǒng)是由地面操作員站、水泵操縱分站二部分組成。

操縱系統(tǒng)對泵房內排水泵、射流系統(tǒng)、抽真空系統(tǒng)、管道電動閥門和

水泵軸震動等裝置實施了自動操縱及運行參數自動檢測，通過檢測水倉水

位、電機電流、電機電壓、閘閥開啟度、流量、真空度等參數，操縱水泵

工作。

操縱系統(tǒng)面板上設有液晶觸摸屏，就地實時以圖形、圖像、數據、文

字等方式，直觀、形象、實時地反映系統(tǒng)工作狀態(tài)以及水倉水位、電機工

作電流、電機溫度、水泵溫度、排水管流量、水泵真空度等參數。

通訊治理機將各種數據信息傳送到地面生產調度中心和生產設備操縱

中心，地面操作員站進行實時監(jiān)測監(jiān)控及報警顯示、故障歷史查詢、模擬

量曲線顯示和報表打印。該系統(tǒng)具有運行可靠、操作方便、自動化程度高

等特點。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)將現場運行工況以錄像的形式發(fā)送并儲存到上位機，在

上位機上以四畫面的形式顯示各設備的運行狀況及吸水井液位變化。

3.3引用標準

《煤礦安全規(guī)程》

《煤礦設計規(guī)范》

《爆炸性環(huán)境用防爆電氣設備本質安全型電路和電氣設備要求》GB3

836.4-83

《爆炸性環(huán)境用防爆電氣設備通用要求》GB3836.1-83

《礦用一樣型電氣設備》GB12173-90

《煤礦通信、檢測、操縱用電工電子產品通用技術要求》MT209-9

0

《工業(yè)自動化外表工程施工及驗收規(guī)范》GBJ93-86

《工業(yè)企業(yè)通信設計規(guī)范》GBJ42-81

《通用用電設備配電設計規(guī)范》GB50055-93

系統(tǒng)總體設計

煤礦排水系統(tǒng)承擔排出井下全部涌水的重要任務，是保證礦井安全生產

的關鍵環(huán)節(jié)，其各種設備的可靠運行，關系到整個礦井的安全,能否達到經濟

合理運行，關系到礦井的經濟效益。因此，應用現代自動化操縱技術，實現煤礦

排水系統(tǒng)的自動化操縱,保證煤礦安全可靠、經濟合理尤為3」系統(tǒng)組成

本操縱系統(tǒng)以PLC作為操縱核心，觸摸屏為顯示和要緊操作設備，通過

PLC檢測水泵設備和傳感器等的信號，操縱水泵、真空泵等設備和電動閥

門、電磁閥等執(zhí)行器的開啟與關閉。PLC模擬模塊通過傳感器采集現場壓

力、流量、電壓、電流等信號，并顯示在上位機上，系統(tǒng)要緊包括操縱柜、

配電柜、傳感器和執(zhí)行器等四部分。

1、操縱柜：為礦用一樣型柜體，要緊由PLC、觸摸屏、中間繼電

器、信號變送器、以太網絡交換機、開關電源、按鈕和指示燈等元器件組

成，具備信號采集、變換、處理、輸出、顯示、愛護、故障報警和通訊等

多種功能。觸摸屏的作用是就地實時以圖形、圖像、數據、文字等方式，

直觀、形象、實時地反映系統(tǒng)工作狀態(tài)以及水倉水位、電機工作電流、電

機溫度、水泵溫度、排水管流量、水泵真空度等參數。

2、配電柜（按照現場實際的選配部分）：要緊由斷路器、接觸器、熱

繼電器等元器件組成，是電動閥門、真空泵、電動球閥等的配電回路。

3、傳感器：要緊包括超聲波液位計、超聲波流量計、負壓變送器、壓

力變送器、電機繞組及軸承溫度傳感器、水泵軸承溫度傳感器、電機電壓

及電流互感器、閥門位置行程開關和過轉矩行程開關等。

4、執(zhí)行器：包括多功能操縱閥、電動球閥等。

5、視頻監(jiān)控系統(tǒng)：包括攝像頭、數字硬盤錄像機、光纖、光端機、終

端盒等

4.1操縱方式

為了滿足日常運行、檢修、故障處理等需要，具備兩種操縱模式：就

地、遠程。操作人員可采納不同方式操縱各水泵的啟動和停止：

就地操縱

就地操縱要緊分為就地半自動操縱與手動操縱。

當與地面通訊故障或者日常檢修故障處理時，操作人員可選擇就地操

縱狀態(tài)。

遠程操縱

遠程操縱要緊分為遠程半自動操縱與遠程全自動操縱。

半自動操縱是指操作人員只需在地面操縱中心操作鼠標鍵盤，一鍵啟

停水泵，以及故障解除等。同時通過運算機語音系統(tǒng)公布報警提示。

全自動操縱是指系統(tǒng)按照水位高低（用戶能夠設置高低水位）實現自

動開停水泵，具有避峰填谷（時刻段可設置）、自動輪換、超限報警等功能。

操縱方式變換

遠程和就地選擇：能夠通過就地操縱柜上的遠程就地選擇開關，來切

換遠程操縱或就地操縱。

自動和手動選擇：能夠通過就地操縱柜上的自動手動選擇開關，來切

換自動操縱或手動操縱。

當需要遠程和就地半自動操縱時，自動手動選擇開關需打到自動狀態(tài);

當需要手動操縱時(PLC只監(jiān)視不操縱)，屏蔽PLC的輸出點，操作員通

過水泵原有自帶操縱系統(tǒng)操縱。

遠控的兩種方式能夠通過上位機選擇。

4.2操縱對象

1號泵2號泵3號泵4號泵射流系統(tǒng)

水泵系統(tǒng)

圖4-1水泵操縱系統(tǒng)圖

(2)水泵配電操縱柜：

操縱系統(tǒng)就地顯示操縱可采納液晶觸摸屏完成，可顯示水泵電機的電

壓，電流以及功率因數；通過指示燈顯示水泵及附屬設備的工作狀態(tài)；水

泵的開停及附屬設備開停操縱，能對水泵進行就地操縱，可作為水泵的操

作柜。顯示屏具有RS485通訊接口，通過以太網或工業(yè)總線接口與上級監(jiān)

控系統(tǒng)完成通訊，實現遠距離監(jiān)控。

監(jiān)測需要的所有信號，經傳感器檢測，送入相應的信號變送器變成標

準的4?20mA信號或1?5V信號，由變送器送入FX2N系列操縱器配置的

I/O模塊，實現對原始一次信號的采集，實現對所監(jiān)測信號的采集與傳輸，

包括所需的電氣參數、水泵系統(tǒng)工作狀態(tài)、故障等信號等。同時能同意上

級監(jiān)控系統(tǒng)傳來的各種動作指令和愛護調試指令并可靠執(zhí)行，實現遠方操

作或自動化運行操縱、同意解鎖命令后能修改參數設定等。

(3)水位檢測、流量檢測：超聲波水位計、超聲波流量計信號接入。

(4)射流系統(tǒng)：真空度檢測、射流電磁閥操縱、排氣管路電磁閥操縱

等。

(5)抽真空系統(tǒng)：抽真空電機操縱、排氣管路電磁閥操縱、真空度檢

測等。

(7)視頻監(jiān)控系統(tǒng)：現場設備監(jiān)控、吸水井液位監(jiān)控。

4.3操縱功能及要求

4.3.1水泵操作

單臺水泵自動啟動的過程為：啟動抽真空系統(tǒng)、檢測真空度、啟泵、

檢測水泵出水口壓力、水泵出水口多功能操縱閥自動開啟。

停機過程則為通過啟動柜停止水泵，水泵出水口多功能操縱閥自動關

閉。

4.3.2運行前狀態(tài)檢測

開泵前必須檢查待開水泵的高壓柜及電機綜保的供電是否正常。待開

水泵的各種顯示是否正常，水倉水位顯示是否正常，且應無故障顯示。

4.3.3啟動

系統(tǒng)按照水倉水位、上升速度的情形啟動水泵，井下泵房排水泵的啟

動方式有三種：

1、自動

將工作方式選擇開關打在“自動”位置；

當水倉水位高于上限水位時，運算機將自動選定射流管路和待開水

泵，按照所設定的運行程序，自動啟動待開水泵。

2、半自動

工作方式選擇開關打在“半自動”位置；

選定排水管路；

選定待開水泵，并確定射流管路；

按下待開水泵的啟動按鈕，運算機將按照所設定的運行程序，自動啟

動待開水泵。

3、手動

工作方式選擇開關打在“檢修”位置；

選定排水管路，打開管路閘閥；

選定待開水泵，并確定射流管路；

開啟射流；

觀看真空表，確認泵體內已充水（否則不能進行下一步操作）；

啟動電機；

水泵出水口多功能操縱閥自動開啟，并觀看電機、水泵運轉情形是否

正常；

關閉射流。

4.3.4運行

1、水泵在運行期間，應經常進行以下觀測，發(fā)覺咨詢題及時采取措施:

電壓不得超過額定值的正負5%,電流不得超過額定值；

觀看壓力、真空和流量指示的變化情形；

觀看模擬量的顯示和水倉水位的變化情形；

電機和水泵有無異狀；

檢查進、出水管路，泵體、閘門、盤根密封等有無漏水現象。

2、水泵在運行期間顯現下列情形之一時，應緊急停：

水泵不上水；

水泵或電機有異狀；

電機或電氣設備冒火和冒煙；

泵體嚴峻漏水；

平穩(wěn)水失常；

4.3.5正常停泵

與啟動相對應，正常停泵方式也有三種：

1、自動：

水泵在“自動”工作方式下運行，當水倉水位低于下限水位時?，運算

機將按照所設定的停泵程序自動停止運行水泵。

半自動：

水泵在“半自動”工作方式下運行，需要停泵時，司機應按下“停止”

按鈕，運算機也將按照所設定的停泵程序自動停止運行水泵。

3、水泵在“檢修”工作方式下運行，需要停泵時，司機應按照下列順

序操作：

關閉出水管路手動閘閥；

關閉水泵出水口手動閘閥，嚴禁閥門在開通位置停機；

待閥門關閉到位后，停電動機。

4.3.6故障停泵

1、水泵在“自動”和“半自動”工作方式下運行，當發(fā)生故障時，運

算機將按照所設定的停泵程序自動停止運行水泵。

2、水泵在“檢修”工作方式下運行，當發(fā)生故障需要停泵時，應按下

列順序操作：

同時關閉管路的手動閘閥，嚴禁閥門在開通位置停機；

待閥門關閉到位后，停電動機；

不論水泵在哪一種工作方式下運行，當發(fā)生故障需要緊急停泵時，司

機可按下“急?！卑醇~（帶機械自鎖）。

3、故障停泵后，查明故障緣故，趕忙向有關領導匯報。

4、按下“故障復位”按紐，使系統(tǒng)復原正常，為啟動備用水泵做好預

備。

4.3.7數據采集與檢測

水泵自動控制程序

方統(tǒng)采集與校測的數據模擬量為電機電流、電機溫度、水泵軸溫、

閘

出

力

伍

管

水

水

/-狀

、

、'真空《I字量有：

行

電

開

嬴

泵

泵

態(tài)

數

故

電

的

二

二

、

、

自

自

動

據

障電機（、電動閥

的

與

口

態(tài)

作

-位

報

動

動

態(tài)

采

一

，

、

警

集

輪

控

顯

換

制

示

圖4-1水泵自動化操縱程序系統(tǒng)圖

數據采集要緊由PLC實現，PLC通過超聲波水位計連續(xù)檢測汲水小井

水位，將水位變化信號進行轉換處理，運算出單位時刻內不同水位段水位

的上升速率，從而判定礦井的涌水量，自動投入或退出水泵。電機電流、

水泵軸溫、電機溫度、排水管流量等傳感器，要緊用于監(jiān)測水泵、電機的

運行狀況，溫度超限報警。PLC采集各種系統(tǒng)中各個設備狀態(tài)的開關量信

號進行處理，操縱每個水泵系統(tǒng)的啟停。

4.3.8水泵自動輪換

為了防止備用泵、電氣設備和備用管路長期不用而導致設備受潮或顯

現其他故障未經及時發(fā)覺，當工作泵顯現緊急故障需投入備用泵時，而不

能及時投入以至阻礙礦井排水安全，本系統(tǒng)程序設計了3臺泵自動輪換工

作，操縱程序將水泵啟停次數及運行時刻和管路使用次數及流量等參數自

動記錄累計，系統(tǒng)按照這些運行參數按一定規(guī)律自動啟停水泵，使各水泵

及其管路的使用率分布平均，當水泵在啟動或運行過程中顯現故障時，系

統(tǒng)自動停止故障水泵、投入新的水泵排水，實現水泵自動輪換工作，同時

系統(tǒng)自動發(fā)出聲光報警，并在操作屏和地面操作站上動態(tài)閃耀顯示，記錄

事故，達到有故障早發(fā)覺、早處理。

4.3.9自動操縱

系統(tǒng)操縱設計選用了三菱FX2N系列為操縱主機，該PLC為模塊化結

構，由數字量I/O、模擬量輸入、通訊口等模塊構成。PLC自動化操縱系統(tǒng)

按照水倉水位的高低或者按照井下用電負荷的高、低峰和供電部門所規(guī)定

的平段、谷段、峰段供電電價時刻段等因素，建立數學模型，合理調度水

泵，自動準確發(fā)出啟、停水泵的命令，操縱水泵運行。

為了保證井下安全生產，系統(tǒng)可靠運行，水位信號是水泵自動化一個

專門重要的參數，因此，系統(tǒng)設置在不同水艙的兩套超聲波水位傳感器，P

LC將同意到的模擬量水位信號分成若干個水位段，運算出單位時刻內不同

水位段水位的上升速率，從而判定礦井的涌水量，也本系統(tǒng)能夠同時檢測

井下供電電流值，運算用電負荷率，按照礦井涌水量和用電負荷，操縱在

用電低峰和一天中電價最低時開啟水泵，用電高峰和電價高時停止水泵運

行，以達到避峰填谷及節(jié)能的目的。

4.3.10動態(tài)顯示

就地動態(tài)模擬顯示選用操作屏，地面操作站系統(tǒng)動態(tài)模擬顯示采納組

態(tài)王組態(tài)軟件開發(fā)，系統(tǒng)通過圖形動態(tài)顯示水泵、真空泵、電磁閥和電動

閘閥的運行狀態(tài)，采納改變圖形顏色和閃耀功能進行事故報警，直觀地顯

示電磁閥和電動閘閥的開閉位置，實時顯示水泵抽真空情形和出水口壓力

值。

用實時趨勢圖方式和數字形式準確實時地顯示水倉水位，并在啟停水

泵的水位段發(fā)出預告信號和低段、超低段、高段、超高段水位分段報警，

用事先錄制的語音提示形式提醒操作人員注意。

采納圖形、趨勢圖和數字形式直觀地顯示趟管路的瞬時流量及累計流

量、水泵軸溫、電機溫度等動態(tài)值，超限報警，自動記錄故障類型、時刻

等歷史數據，并通過每臺水泵的流量運算出水泵的有效功率，以提醒巡檢

人員及時檢修或更換水泵

系統(tǒng)功能畫面參照圖4-2工程案例：

-250水泵自動化操縱程序系統(tǒng)圖

4.3.11通訊接口

PLC通過485通訊協(xié)議與操作屏進行通訊，將水泵機組的工作狀態(tài)與

運行參數傳至操作屏，完成各數據的就地動態(tài)顯示；通過井下光纖，將水

泵機組的運行狀態(tài)、參數傳至地面生產指揮調度中心或機電操縱中心，在

地面生成圖形、趨勢圖和數字形式等直觀的界面信息，開放通訊協(xié)議，在

地面監(jiān)控中心有上位機，上位機通過OPC接入全礦井安全生產自動化操縱

網，治理人員在地面即可把握井下主排水系統(tǒng)設備的所有檢測數據及工作

狀態(tài)，又可按照自動化操縱信息，實現井下主排水系統(tǒng)的三遙，并為礦領

導提供生產決策信息。操作屏與監(jiān)測監(jiān)控站均可動態(tài)顯示主排水系統(tǒng)運行

的模擬圖、運行參數圖表，記錄系統(tǒng)運行和故障數據，并顯示故障點。

4.3.12視頻監(jiān)控

在井下水泵房和吸水井液位位置裝有攝像頭，實時拍照現場水泵運行

狀況及吸水井液位變化，通過光纖點對點形式以圖像的形式顯示在上位機

界面上，系統(tǒng)配置數字硬盤錄像機，能夠將各時段的運行錄像儲存在硬盤

里，監(jiān)控系統(tǒng)圖如下：

1號泵,泵3號泵4號泵

地下水倉

4.3.12系統(tǒng)功能及特點

1.PLC操縱程序采納模塊化結構，系統(tǒng)可按程序模塊分段調試，分段

運行。該程序具有結構清晰、簡捷、易明白，便于模擬調試，運行速度快

等特點。

2.傳感器檢測到的壓力、流量、電壓、電流等信號發(fā)送給PLC進

行數據處理，運算出水泵運行的實時效率。

3.PLC自動檢測水位信號，運算單位時刻內不同水位段水位的上升速

率，從而判定礦井的涌水量，自動投入和退出水泵運行臺數，合理地調度

水泵運行。

4.系統(tǒng)按照水位和壓力操縱原則，自動實現水泵的輪換工作。系統(tǒng)運

行時對每臺泵的運行時刻進行累積，每次重新啟動泵時，系統(tǒng)優(yōu)先啟動運

行時刻少的水泵。

5.系統(tǒng)具有通訊接口功能，PLC可同時與操作屏及地面監(jiān)測監(jiān)控主機

通訊，傳送數據，交換信息，實現水泵自動監(jiān)控功能。

6.系統(tǒng)可按照投入運行泵組的位置，自動選擇啟動射流泵，若在程序

設定的時刻內達不到真空度，便有報警輸出。當射流泵顯現故障時，能夠

投入消防水進行注水。

7.在操作屏上動態(tài)監(jiān)控水泵及其附屬設備的運行狀況，實時顯示水位、

流量、壓力、溫度、電流、電壓等參數，超限報警，故障點自動閃耀。具

有故障記錄，支持歷史數據查詢等功能。

9.系統(tǒng)愛護功能有以下幾種：

超溫愛護：水泵長期運行，當軸承溫度或定子溫度超出承諾值時，通

過溫度愛護裝置及PLC實現超限報警。

流量愛護：當水泵啟動后或正常運行時，如流量達不到正常值，通過

流量愛護裝置使本臺水泵停止運行，自動轉換為啟動另一臺水泵。

電動機故障：利用PLC及觸摸屏監(jiān)視水泵電機過電流、漏電、低電壓

等電氣故障，并參與操縱。

電動閘閥故障：由閘閥的限位、開度指示檢測故障，并參與水泵的聯

鎖操縱。

10.系統(tǒng)操縱具有自動、半自動和手動檢修3種工作方式。自動時，

由PLC檢測水位、壓力及有關信號，自動完成各泵組運行，不需人工參與；

半自動工作方式時，由工作人員選擇某臺或幾臺泵組投入，PLC自動完成

已選泵組的啟停和監(jiān)控工作；手動檢修方式為故障檢修和手動試車時使用，

當某臺水泵及其附屬設備發(fā)生故障時，該泵組將自動退出運行，不阻礙其

它泵組正常運行。PLC柜上設有該泵的禁止啟動按鈕，設備檢修時，可防

止其他人員誤操作，以保證系統(tǒng)安全可靠。系統(tǒng)可隨時轉換為自動和半自

動工作方式運行。

11.系統(tǒng)具有實時監(jiān)控功能，能夠遠程觀看現場各水泵的運行情形，并

儲存在數字硬盤。

要緊設備技術參數

接入設備的選用要考慮專門多的因素，專門重要的幾點包括：標準化、

可靠性、可擴展性等。

標準化：接入設備從設計、技術和設備的選擇，為確保不同PLC廠家

設

備、不同應用、不同協(xié)議連接，必須在最終接入工業(yè)以太網時支持國

際標準的網絡接口和協(xié)議，以提供高度的開放性。

高可靠性：接入設備本身不應對通訊網絡（PLC總線、工業(yè)以太網絡）

的

可靠性產生阻礙。

可升級和可擴展性：隨著技術持續(xù)進展、新的標準和功能持續(xù)增加，

接入

設備必須能夠進行固件升級，已提供更先進、更多的功能。

高性能：接入設備應具備獨立的數據處理能力，能夠不依靠于現有PL

C處

理器的處理能力，同時接入設備不應對現有PLC系統(tǒng)的性能造成較大

的阻礙，確保操縱邏輯的正常處理，確保生產的安全。

接入設備不應造成網絡通信的瓶頸，為確保監(jiān)控的實時性，接入設備

與PLC

設備連接一側通訊速率應不低于該類PLC之間互連所采納總線的最低

通信的速率。

5.1操縱分站

含PLC、觸摸屏、工業(yè)以太網交換機、電源、輸入、輸出模塊、等元

器件，判定發(fā)出各種操縱信號，監(jiān)控水泵的運行工況。實現水泵房的無人

值守、遠程監(jiān)控，PLC的輸出信號應用中間繼電器隔離；

PLC的I/O接口應有許多于20%的備用量；

操縱柜為礦用一樣型，PLC選用三菱公司的FX2N系列PLC。顯示器

尺寸不小于10英寸。操縱柜應外形美觀、裝配牢固、分區(qū)明顯、愛護方便。

操縱柜電源箱內置操縱變壓器；

特點

?最大量程可達40m固體料位測量可達25m。

?最小辨論率1mm。

?LCD/LED大顯示屏。

?智能信號處理技術。

?全塑料防腐外殼：防護等級IP67。

?專利的換能器結構：小量程物位計法蘭安裝時，對法蘭接管長度無

要求.

孕器排空或加滿，無需附加的遙控

固定孔（支架）。

智閉容器安裝，防止結霜。

共此功能。

司和分體機主機提供此功能。

電■49大木包《多■位筆招木位H多8內得存4國

磁鋼浮子式水位信號器差不多上是由浮子、導管、干簧管以及外管等

組成。干簧管是把兩片鐵鍥合金簧片封閉在玻璃管內,常開的舌簧片分不固

定在玻璃管的兩端，在永磁場的作用下，簧片被磁化，其自由端產生的磁性正

好相反，利用“異性相吸”的原理，克服簧片的作用力矩，使簧片動作，從而使

電路閉合，當永磁體遠離干簧管時,簧片即斷開。

:永磁鐵的可浮動的塑料球。水位的升降使浮子相

應田勺磁力使導管內的干簧接點動作，發(fā)出相應的水面

信《

電動球閥是一種由球體旋轉而開閉水路的新型電動閥門，其適應的供水

壓力范疇廣、不受泥沙、污水阻礙、供水通徑大、工作過程中通電時刻短、

工作穩(wěn)固可靠。

要緊技術參數：

工作電壓：24VDC（本安電源）；

工作電流：W70mADC；

工作操縱電流：W5mADC；

水壓適應范疇：0?7MPa；

為潟話應林峰：0℃?60℃；

:W15秒；

全數字量處理，抗干擾能力強，測量可靠，精度高、流量測量范疇可

達150：1

超低EMI開關電源，適用電源電壓變化范疇大，抗EMI性能好。

采納16位嵌入式微處理器，運算速度快，精度高，可編程頻率低

頻矩形波勵磁，提升了流量測量的穩(wěn)固性，功耗低。

采納SMD器件和表面貼裝（SMT）技術，電路可靠性高。

管道內無可動部件，無阻流部件，測量中幾乎沒有附加壓力缺失。

在現場可按照用戶實際需要在線修改量程。

測量結果與流速分布，流體壓力，溫度、密度、粘度等物理參數

無關。

高清晰度背光LCD顯示，全中文菜單操作，使用方便，操作簡單,

易學易明白。

具有RS485、RS232、Hart和Modbus等數字通訊信號輸出。（選

配）

具有自檢與自論斷功能。

小時總量計錄功能，以小時為單位記錄流量總量，適用于分時計

量制（選配）

內部具有三個積算器可分不顯示正向累計量反向累計量及差值積

算量，內部設有不掉電始終，可記錄16次掉電時刻。（選配）

紅外手持操作器，115KHz通訊速率，遠距離非接觸操作轉換器所

有功能（選配）

5.2.5壓力變送器

變送器按照管道中的壓力與空氣中的壓力差，將壓力差變成電信號送

給操縱裝置主機內，主機將此電信號還原成實際壓力信號。

該本質安全型壓力變送器專門用于煤礦井下管道安裝方式的變送器，

該變送器選用進口不銹鋼隔離膜片敏銳器件，將芯

裝入一不銹鋼殼體內，將殼體直截了當安裝于被測壓力的管道上，測量

準啰

用途

安裝在市政、建筑、鋼鐵、冶金、石油、化工、煤氣（天然氣）、食品、

醫(yī)藥、電站、核電、水利及灌溉等領域的取水、送水、潛水、污水泵房及

石油、化工流體的輸送系統(tǒng)中，融電動閥、止回閥和水錘排除器三種設備

的功能于一體，能有效地提升系統(tǒng)安全可靠性，滿足系統(tǒng)自動化操縱要求。

特點

安全可靠性高，具有速閉、緩閉以及吸能腔三種排除水錘措施，而且

動作完全聯鎖，可不能產生誤動作。

無需操作操縱，當水泵啟停時，巧妙地利用閥門前后介質的壓力變化

來操縱動力，使閥門自動按照水泵操作規(guī)程的要求進行動作。

無需專業(yè)調試，閥門動作不受水泵揚程及流量變化的阻礙，適應范疇

廣。

差不多無需修理，壽命長。

節(jié)能成效明顯，利用進口端的壓力進入膜片下腔支撐膜片壓板及閥桿

的重量，阻力缺失小。

5.3上位機

工控機采納研華IPC610H系列；

PLC編程軟件采納三菱公司的GXDeveloper8.5；

觸摸屏組態(tài)軟件采納維綸公司的Weinview；

上位機組態(tài)軟件采納亞控公司的組態(tài)王6.53；

顯示器選用22英寸的液晶顯示器。

5.4攝像頭

攝像儀由防爆外殼和機芯組成，機芯固定在防爆外殼內。機芯由電源

板、光端機、攝像機三部分組成。攝像機采納黑白1/3CCD感光器件600T

V超低照度0.001LUX、強光抑制功能，輸出IVp-p全電視視頻信號，光

端機將視頻信號轉換為光信號并傳輸至地面監(jiān)控中心，起到實時監(jiān)視作用。

結構示意圖如下：

環(huán)境條件：

環(huán)境溫度一5℃?40℃；

海拔高度不超過2000m；

空氣相對濕度不大于95%（25℃時）；

在有瓦斯、煤塵爆炸危險的場所；

在無破壞絕緣的腐蝕性氣體或蒸汽的場所；

在無明顯振動和沖擊的場所；

污染等級為3級；

安裝類不為ni類。

技術支持與服務

6.1保證機制

產品符合國家技術及治理要求，具有相應資質；

企業(yè)具有相應資質；

企業(yè)內部人員安全審查制度；

現場施工授權及用戶確認制度；

客戶響應中心及用戶跟蹤服務制度；

產品應用備案制度，每臺產品檔案及用戶聯系信息等工程信息均報國

家有關治理部門備案；

故障處理規(guī)程，設備更換由用戶監(jiān)督進行。

6.2咨詢服務

湖南星奧信息客戶咨詢服務中心7x24小時向客戶提供信息與技術方面

的咨詢和服務。技術人員將回答客戶提出的各種技術咨詢題，并在客戶承

諾的情形下，進行面對面的技術交流服務。

咨詢服務中心：湖南星奧信息技術有限公司技術支持部

6.3故障響應

用戶發(fā)覺咨詢題后，通過我方提供的技術支持熱線電話，向其申報設

備故障排除申請。我方技術支持中心按照用戶提供的信息，按照故障分級

標準對故障進行分級，并在規(guī)定的時刻內對用戶的故障進行處理。如果通

過遠程方式能夠對故障進行定位的，則能夠遠程對故障進行具體的處理直

到故障排除。如果無法通過遠程方式對故障進行定位，則我方的技術工程

師在規(guī)定的時刻內前往故障現場收集信息、定位和解決咨詢題。

6.4備品備件

湖南星奧設有備件倉庫，擁有充足的產品的備件，為客戶提供及時的

修理服務

6.5系統(tǒng)升級

湖南星奧將對系統(tǒng)提供升級支持服務，并就客戶對系統(tǒng)功能的需求變

化與客戶展開緊密合作，協(xié)助客戶對系統(tǒng)擴展進行完善的設計和實施。

6.6保修服務

湖南星奧對所提供的設備自驗收合格起免費保修一年，在此期間提供

免費的硬件保修和系統(tǒng)軟件升級服務。在保修期內，如因湖南星奧的設備

咨詢題使系統(tǒng)顯現故障，無法正常使用，除非顯現人力不可抗拒的情形，

湖南星奧保證在48小時內到現場檢修或用相同產品更換故障設備。

湖南星奧為保證用戶的利益，提供用戶長久的技術支持，在用戶購買

的設備超出保證期后，仍向用戶提供與保證期內同等質量的技術服務，包

括服務響應時刻、到達現場時刻、處明白得決咨詢題的成效等。通過電話

解答用戶提出的咨詢題，指導用戶技術人員，對設備進行診斷和修理。設

備保修期滿后，本公司將連續(xù)為買方提供良好的服務，并保證在一定時期

內免費提供軟件升級。

賣方備有充足的備品、配件，可及時向買方提供技術服務和備件服務。

如診斷為硬件損壞，本公司將提供備件。壞損件修理通常采納返修方式。

6.7人員培訓

完善的人員培訓是一切現代科技應用的基礎，也是本項目成功的關鍵。

我們?yōu)槊旱V井下人員治理系統(tǒng)工程設計了一套完整的培訓打算，安排體會

豐富的講師，對項目各類工作人員，施以專業(yè)的培訓，以期達到為用戶培

訓出一支訓練有素的操作愛護與治理隊伍，保證系統(tǒng)高效、可靠的運轉，

提升運營質量和降低運營成本。

井下泵房遠程操縱系統(tǒng)采納了目前先進的工業(yè)操縱及運算機技術，對

職工的素養(yǎng)提出更高的要求。為保證系統(tǒng)的安全、高效運行，必須擁有一

批高素養(yǎng)的技術工人和治理人員，中標方應認真做好崗前培訓工作。

1）按現代化礦井的生產要求，上崗的人員都應進行嚴格的崗前培訓，

培訓人員范疇包括工人及治理人員。

2）培訓內容應注重理論培訓和實踐操作相結合，充分利用職工教育、

電化教育、網絡教育等方式進行基礎性、常規(guī)性、專業(yè)性培訓。區(qū)不中級

治理人員、系統(tǒng)使用人員和系統(tǒng)愛護人員，做到培訓內容各有側重。

3）培訓目標：通過嚴格培訓，使整個組織機構人員能勝任本崗位工作,

形成一個有機的高素養(yǎng)、高效能的治理隊伍。

4）在培訓的過程中，借鑒大型礦井的生產體會和教訓，如果條件承諾,

還可組織部分人員專門是關鍵崗位的操作和愛護人員外出考察學習先進技

術及治理體會。

6.8.1培訓內容和培訓級不

系統(tǒng)的原理和技術性能、操作愛護方法、安裝調測、排除故障及軟件

結構、定制和升級等各個方面等內容。

培訓分為初級培訓、高級培訓兩個級不。初級培訓要緊針對系統(tǒng)操作

人員，高級培訓要緊針對系統(tǒng)治理人員。

6.8.2培訓對象

此次培訓對象包括以下人員:

有關治理人員

一樣操作人員

6.8.3培訓課程和培訓打算

集中培訓內容包括：

井下人員治理系統(tǒng)差不多的知識和技術操作

設備操作系統(tǒng)參數設定

系統(tǒng)檢測使用注意事項

日常愛護故障診斷與排除

現場培訓內容包括：

系統(tǒng)組成設備安裝及與外設的連接

簡單設備操作系統(tǒng)參數設定

系統(tǒng)檢測使用注意事項

日常愛護簡單故障診斷與排除

6.8.4培訓時刻

培訓按照內容和工程時期的不同，分為：現場培訓和集中高級培訓。

培訓時刻為3天。具體時刻由買賣雙方及最終用戶共同協(xié)商而定。

6.8.5培訓地點與條件

培訓地點：雙方商定

培訓人數：暫定3人。

培訓打算的實施，以方便培訓對象參與為要緊原則，并配合實際操作,

使培訓對象具備完整的系統(tǒng)操作及治理能力。

我方選派具有相應技術水平和培訓體會的技術人員擔任授課教師，用

中文授課。教材由我方提供。

集中培訓以講授方式為主。集中在一個時刻和一個地點，對客戶方所

有受訓人員進行理論和實踐的系統(tǒng)培訓。

現場培訓：以實習操作為主。對客戶方人員在用戶現場，進行系統(tǒng)安

裝愛護的現場培訓，把有關常規(guī)性操作愛護的技術轉交給客戶。

培訓打算的實施，以方便