水泵自動化控制系統

　　一、 系統概述

　　礦井下的湧水由井下各個岩層滲出水組成，湧水沿各巷道排水溝流入水倉積存。井下水泵房排水系統是煤炭礦井的關鍵系統之一。本方案從實際出發，在井下泵房配備(bèi)一套适合於(yú)煤礦井下環境的自動控制系統（簡稱系統），以實現排水自動化控制，實現對排水泵房的集中控制。
　　随著(zhe)計算機控制技術及以微處理器爲核心的可編程序控制器的普遍應用，結合礦井排水系統的特點，在達到專業性與穩定性的基礎上，採用礦用隔爆兼本安PLC控制器龐大的軟硬件資源，通過各種專業穩定的傳感器、保護裝置、電動閘閥、電動球閥等設備組成礦井主排水自動控制系統。該自動控制系統達到及時的掌握各種設備的工作狀态、減少排水系統操作人員工作量，降低勞動強度，結合水倉水位變化充分提高煤礦井下主排水系統效率，使水泵排水系統能夠安全穩定、節能經濟的優化運行。對於(yú)進一步實現全礦井生産系統的自動化、科學化、網絡化管理具有十分重要的意義。
　　爲瞭(le)降低礦井泵站運行費用，提高礦井泵站的自動化程度，採用可編程控制器（PLC）進行控制，可自動監控水倉水位，水泵參數和其他參數，並(bìng)且通過圖形、圖像、曲線、數據、文字等方式，直觀、形象、實時的反映系統工作狀态以及水倉水位、電機工作電流、電機溫度、軸承溫度、排水管流量水泵狀态等參數。
　　根據水倉(cāng)水位的高低、礦井用電信息等因素，建立數學模型，控制水泵輪流工作與延時啓動備(bèi)用水泵，合理調度多台水泵運行，可以達到避峰填谷和節能的目的；同時，系統通過雙絞線或光纜傳輸設備(bèi)聯網，可以實現多泵站無人值守泵站群控運行，大大降低礦井泵站運行人工費用，更好地提高泵站設備(bèi)完好率和可用穩定率使水泵控制系統穩定的工作。通過設定運行程序對整座泵站進行運行和監控，實現半無人值守或無人值守。
　　附件、系統結構圖示

　　二、 實現目标
　　實(shí)現井下排水系統的自動(dòng)化控制：
　　1、可依據水倉(cāng)水位起停水泵，提高水泵有效利用率，降低成本，節(jié)能增效。
　　2、可減少看護人員，並(bìng)可充實設備(bèi)維護檢修隊伍，提高維護質量，減少事故發生，變發生事故後的被動檢修爲主動的定期檢修，提高設備(bèi)的使用率，實現減人增效。
　　3、可以達(dá)到煤礦的安全生産(chǎn)，改善工作環境，提高勞動生産(chǎn)率。
　　4、可有效的保護水泵電機等設備(bèi)，延長(zhǎng)使用壽命，減少事故停機時間，提高排水能力。
　　5、可有效的提高突、透水事故的應急處(chù)理能力，防止災害的發(fā)生。
　　三、 系統組成
　　1、總體構成
　　系統主要由：上位機、組态編(biān)程軟件、工業交換機、PLC控制器、傳感器、阻燃通信電纜、阻燃通信光纜、雙絞線、分線盒等設備(bèi)組成。
　　.2、傳感器部分
　　傳(chuán)感器含：水位傳(chuán)感器、超聲流量傳(chuán)感器、正/負壓力傳(chuán)感器、溫度檢測(cè)裝置等。
　　3、控制系統部分
　　採(cǎi)用可編(biān)程控制器（PLC）的控制
　　特點：1）現場(chǎng)可編(biān)程，可以根據不同的控制對象靈活編(biān)程。
　　2）産品貨源豐富。
　　3）邏輯(jí)控制能力強，可滿足不同的控制對(duì)象。
　　4）組網方便，選擇不同的通訊模塊可組成各種網絡結(jié)構(gòu)。
　　PLC控制器主要由：主控模塊、電(diàn)源、穩壓器模塊、開關量輸入模塊、開關量輸出模塊、模拟量輸入模塊、模拟量輸出模塊及其它配套設備(bèi)組成。
　　控制系統結構
　　【地面上位機部分】
　　上位機部分由：工控機及工業組态軟件構(gòu)成，用以實現水泵控制系統的地面監控與數據上傳(chuán)功能。
　　【井下泵房監(jiān)控站部分】
　　採(cǎi)用1台主PLC控制器和3台子控制器及各種傳感器等設備組成； PLC控制器實現現場監控站的功能，實現單台/多台水泵的手動/自動控制功能，同時具備完善的水位、壓力、流量、溫度等的監控保護和報(bào)警功能。
　　PLC控制器（簡稱(chēng)監控站）經光信号接口或RJ45接口接入現場(chǎng)工業交換機将信息上傳至地面上位機，同時接收上位機的控制信息，實現地面遙控井下水泵系統。
　　.4、系統總體結構
　　上位機系統安裝於(yú)地面集控室；如基於(yú)工業以太網通訊：向上通過環網及組态軟件自帶(dài)的OPC Server軟件接口向綜合自動化平台提供實時數據，向下通過環網及OPC Client或光端機（光纖）與井下監控站進行實時通訊。
　　系統如果處(chù)於(yú)獨立模式通訊運行：向上以線纜（電纜/光纜）爲介質提供實時數據，向下可由線纜與井下監控站進行實時通訊。
　　井下礦用隔爆兼本安PLC控制器監控站安裝在泵房控制室内，完成控制現場(chǎng)各傳感器信息的採(cǎi)集與處理，通過高性能控制軟件設定的自動控制流程實現自動控制功能。
　　礦用隔爆兼本安PLC控制器具有手動/自動功能，手動方式下通過其自身的轉換開關實現單(dān)台水泵的起/停控制，每台子站可實現單(dān)台水泵的手動控制，自動方式下接收主礦用隔爆兼本安PLC控制器監控站下發的控制命令實現多台水泵的自動控制。現場(chǎng)的各種返回信号（高爆開關、電動閘閥等返回點）接入KXJ127型礦用隔爆兼本安PLC控制器。