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煤礦排水監(jiān)控系統(tǒng)基于PLC方案KJ164

規(guī)格:KJ164

所屬類型:其它儀器

品牌:恒安

  • 價格:電議
  • 發(fā)布時間:2023/03/07 11:34
  • 數(shù)量:大量
  • 所在地:山東 泰安
產(chǎn)品詳情
  • 規(guī)格:KJ164
  • 品牌:恒安
  • 用途:煤礦井下排水系統(tǒng)



煤礦排水監(jiān)控系統(tǒng)基于PLC方案KJ164

一、概述
礦井排水系統(tǒng)承擔(dān)著排出井下涌水的重要任務(wù),是礦井安全生產(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。排水設(shè)備一般功率大,耗電量多,傳統(tǒng)排水只能靠人工手動控制泵的起停,無法利用排水設(shè)備與倉容,科學(xué)、合理的調(diào)度排水量與排水時間。因而傳統(tǒng)的礦井排水方式普遍存在能耗大、效率低、生產(chǎn)成本高的缺點。
基于以上原因?qū)崿F(xiàn)礦井排水自動化控制和地面遠(yuǎn)程監(jiān)控,可依據(jù)水倉水位起停水泵,提高水泵有效利用率,大大降低生產(chǎn)成本;可減少看護(hù)人員,相應(yīng)減少工資投入,并可充實設(shè)備維護(hù)檢修隊伍,提高維護(hù)質(zhì)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,提高設(shè)備的使用率;可以保證安全生產(chǎn),改善工作環(huán)境,提高勞動生產(chǎn)率;可有效的保護(hù)水泵電機等設(shè)備,延長使用壽命,減少事故停機時間,提高排水能力;通過調(diào)整開停時間避開電力負(fù)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(shù)
中央水泵房有三臺水泵,每臺水泵有三臺閘閥,每臺水泵有一套射流抽真空系統(tǒng)。

二、系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)
1、節(jié)省傳輸通道(光纖、通訊設(shè)備等)的重復(fù)投資費用和維護(hù)費用;
節(jié)省數(shù)據(jù)庫、組態(tài)軟件、軟件開發(fā)等重復(fù)投資費用;
搭建傳輸平臺、數(shù)據(jù)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,提高安全系數(shù),保障職工人身安全;
數(shù)據(jù)共享,報警聯(lián)動,減少由于礦井災(zāi)難所造成的損失;
3、實現(xiàn)無人值守和定期巡檢,有效降低人員成本;實現(xiàn)設(shè)備自動控制,減少工人勞動強度;減少崗位用工,提高全員效率;
4、減少人工操作失誤,延長設(shè)備使用壽命;
提高對設(shè)備的故障分析和判斷能力,減少停機事故;
加強對運輸?shù)恼{(diào)度和管理,提高運輸能力;
5、為礦井自動化系統(tǒng)提供一個高速、安全、可靠的管理平臺;
提高整體集成水平,發(fā)揮自動化系統(tǒng)的綜合管理效益;
實現(xiàn)煤礦管控一體化,提高煤礦的安全生產(chǎn)管理調(diào)度水平。

三、煤礦排水監(jiān)控系統(tǒng)基于PLC方案KJ164用戶需求分析
煤礦井下水泵是煤礦生產(chǎn)的主要設(shè)備之一,實現(xiàn)井下泵房的遠(yuǎn)程控制與監(jiān)測,是綜合自動化建設(shè)的重要組成部分。目前,在礦井泵房的排水系統(tǒng)設(shè)計中 ,一般設(shè)置多臺多級離心水泵 ,一組工作、一組備用 ,并設(shè)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(fù)雜,人工很難做到實時監(jiān)控。另外,對于水泵啟動前吸水管路的充水(射流)、水倉水位監(jiān)測、泵房內(nèi)設(shè)備的運行與管理等工作 ,普遍采用人工操作方式。傳統(tǒng)模式操作過程繁瑣、勞動強度大、人為因素多、啟泵時間長、自動化程度低,已不能適應(yīng)現(xiàn)代化礦井管理的要求 ,因此 ,有必要使泵房水泵實現(xiàn)自動化控制。需對原有水泵進(jìn)行改造,需增加相應(yīng)的設(shè)備,實現(xiàn)無人值守。現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備做如下改造:
1、增加正壓傳感器套裝、增加負(fù)壓傳感器套裝、液位套裝。
2、增加電動球閥,將原先水泵上的手動閘閥改為電動閘閥。
3、增加礦用隔爆兼本安型PLC控制器,用于對現(xiàn)場的球閥、閘閥、水泵開??刂?,現(xiàn)場的傳感器信號采集。
4、增加操作臺用于現(xiàn)場的監(jiān)控和數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測。
5、增加電參數(shù)采集模塊,用于現(xiàn)場的數(shù)據(jù)采集。
6、增加三套1控3的閘閥控制箱。
8、集控室增加一套工控機用于實現(xiàn)水泵的遠(yuǎn)程控制和現(xiàn)場的數(shù)據(jù)采集記錄。
2.2系統(tǒng)功能及特點
1、實時在線監(jiān)測水倉水位,當(dāng)水位達(dá)到上限時能夠報警,自動開啟水泵;當(dāng)水位達(dá)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(shù),包括水位、電壓、電流、壓力、真空度、閘閥開啟狀態(tài)等;
3、當(dāng)水泵出現(xiàn)故障時,能夠及時報警。
4、具有遠(yuǎn)程、就地啟動、停止功能;
5、水泵房現(xiàn)場以計算機圖形界面結(jié)合現(xiàn)場操作,大程度簡化操作與狀態(tài)顯示;
6、集中控制器采用西門子公司的S7系列PLC及先進(jìn)的過程控制軟件,實現(xiàn)井下排水監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)控制策略;
7、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(shù)據(jù)系統(tǒng);
8、具備完善的系統(tǒng)保護(hù)功能;
9、控制系統(tǒng)可以通過以太網(wǎng)接入礦井工業(yè)以太干網(wǎng),實現(xiàn)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;
10、具有較強的兼容性和擴展性,為下一步綜合自動化集中控制做好擴展接口;
11、具有實時現(xiàn)場工況監(jiān)控功能,并能將現(xiàn)場運行狀況數(shù)據(jù)保存,可隨時查看各時間段設(shè)備的運行狀況

四、煤礦排水監(jiān)控系統(tǒng)基于PLC方案KJ164設(shè)計原則和依據(jù)
1設(shè)計依據(jù)
(1)設(shè)計方案根據(jù)安全生產(chǎn)排水監(jiān)控系統(tǒng)實際要求而做出。
(2)系統(tǒng)設(shè)備符合礦生產(chǎn)環(huán)境條件,符合《煤礦安全規(guī)程》相關(guān)要求。
2設(shè)計原則
(1)安全可靠性
1)擁有遠(yuǎn)端控制及就地控制兩種控制方式,當(dāng)集中控制柜與遠(yuǎn)端監(jiān)控平臺通訊中斷時,轉(zhuǎn)入就地控制方式。就地控制方式又可分為就地集中控制及就地手動控制。
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)出現(xiàn)的異常能夠提前給出預(yù)警。
3)嚴(yán)格規(guī)范地按照規(guī)定的程序?qū)λ眠M(jìn)行自動啟、停。
4)選用可靠的控制原器件,控制核心為德國西門子公司的S7系列PLC,繼電原件選用國產(chǎn)的器件。

(2)先進(jìn)性
1)由于采用了光纖環(huán)網(wǎng)通訊傳輸技術(shù)使得數(shù)據(jù)傳輸更加快捷、可靠。
2)采用了組態(tài)軟件控制編程技術(shù),不僅使可靠性大為提高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(biāo)準(zhǔn)子系統(tǒng)接口規(guī)范使得該系統(tǒng)可以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(xiàn)數(shù)據(jù)的共享。
該控制系統(tǒng)是由地面操作員站、水泵控制分站二部分組成。
控制系統(tǒng)對泵房內(nèi)排水泵、射流系統(tǒng)、管道電動閥門等裝置實施了自動控制及運行參數(shù)自動檢測,通過檢測水倉水位、電機電流、電機電壓、閘閥開啟狀態(tài)、真空度等參數(shù),控制水泵工作。

控制系統(tǒng)面板上設(shè)有液晶觸摸屏,就地實時以圖形、圖像、數(shù)據(jù)、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、水泵真空度等參數(shù)。
通訊管理機將各種數(shù)據(jù)信息傳送到地面生產(chǎn)調(diào)度中心和生產(chǎn)設(shè)備控制中心,地面操作員站進(jìn)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。

五、系統(tǒng)總體設(shè)計
煤礦排水系統(tǒng)承擔(dān)排出井下全部涌水的重要任務(wù),是保證礦井安全生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié),其各種設(shè)備的可靠運行,關(guān)系到整個礦井的安全,能否達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理運行,關(guān)系到礦井的經(jīng)濟(jì)效益。因此,應(yīng)用現(xiàn)代自動化控制技術(shù),實現(xiàn)煤礦排水系統(tǒng)的自動化控制,保證煤礦安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理。
本控制系統(tǒng)以PLC作為控制核心,觸摸屏為顯示和主要操作設(shè)備,通過PLC檢測水泵設(shè)備和傳感器等的信號,控制水泵等設(shè)備和電動閥門、電動球閥等執(zhí)行器的開啟與關(guān)閉。PLC模擬模塊通過傳感器采集現(xiàn)場壓力、電壓、電流等信號,并顯示在上位機上,系統(tǒng)主要包括控制柜、操作臺、傳感器和執(zhí)行器等四部分。

標(biāo)簽:其它儀器

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