|
新建煤矿自动排水系统改造设计方案 矿井主排水系统的各种设备能否安全、可靠、有效的运行，关系到整个矿井的安全与生产。传统工艺的设备运行管理主要依靠人员的素质和管理水平，不能实时监测井下排水设备的运行参数及状况，不能为安全生产提供设备保障。 为了达到国家相关规定要求，实现远程控制，减少危险场所的人员投入，减少人工费用，增强矿井安全生产能力；为了提高矿井自动化水平，实现自动开停，避峰填谷、科学调度、节能减排的要求,结合实际，经商议决定，计划将井下原人工排水设计改造为自动排水系统，具体方案如下： 一、目前计算机自动化控制，通讯技术，远程监测控监控技术条件已成熟稳定。以微处理器为核心的PLC系统已普遍应用于自动化控制领域，为此，采用高性能的PLC为控制器与液位传感器、压力传感器、温度传感器、电动闸阀等对原有的人工系统进行改造为自动化排水控制系统。 二、该系统能根据井下水仓的水位、供电峰谷区段时间等，按照自动化排水工艺流程，自动完成水泵抽真空、管道闸阀的开启、排水管路的选择、泵的轮流选择值机、启停，从而实现自动化排水，实现水泵房无人值守。减少人员，节省电能。 三、在地面上位机安装的组态软件人机界面，通过前期井下安装视频监控网络电话已经形成的光缆环网与井下PLC控制系统通讯，可实现在地面调度室远程控制水泵的启停，远程监视水泵的运行状况。 新建煤矿自动排水系统示意图：  PLC编程控制箱及其他硬件组成： PLC的CPU采用主流西门子S7312或三菱FX2N-64，采用数字量输入模块一个，32个开关量输入，数字量输出模块一个，32个开关量输出，模拟量输入模块4个，16个模拟量采集，分别采集水仓液位2个、电机温度3个、轴承温度3个，管道压力2个，吸水负压3个，备用3个，做到实时监测水仓水位状况，电机水泵运行状况，管道水流状况，阀门开启状况，出现问题及时报警提示。 PLC开关量输出18个执行继电器分别控制：9个交流接触器再控制3个出水电动闸阀6个射流电磁阀的开闭(排真空)，同时将各个闸阀的开闭状况反馈到PLC输入；6个控制3台水泵开关的启动和停止，同时将各个启动开关的启停状况反馈到PLC输入；4个备用。 采用3个电动闸阀控制3台水泵的吸水和排水管路的打开和关闭，同时执行两条管路的切换。 软件编程： 程序块结构包括主程序、参数计算功能块（实时计算管道压力、水仓水位、温度等模拟量数据）、工作方式功能块（全自动、半自动、手动）、故障记录功能块（记录故障）、水泵自动切换功能块（根据水泵运行时间、用电峰谷时间、运行次数、设备状态等切换水泵自动循环值机）、参数设置功能块（设置自动化运行中的各项相关参数）等。程序软件中实时计算水仓水位，达到设定值即达到启泵条件后，按照开泵工艺流程来启动水泵。同时实时监测水泵管道压力，电机及水泵运行过程中的温度等数据，发生故障时程序能及时发出报警信号，并能根据故障类型自动停泵或切换到另一台水泵。 电气原理图：  上位机组态软件： 地面上位机软件采用（组态王或杰控）组态软件来监视系统的运行状态，（组态王或杰控）组态软件通过光缆环网组建的以太网与井下的PLC通讯连接，实时采集数据和发出控制命令。（组态王或杰控）组态软件是专门与PLC配套的组态软件，软件采用面向对象的编程技术。使用户可以很方便的建立生动形象的图形界面，图形界面功能完整、画面简洁易懂、操作流程清晰可靠。后台数据库与PLC变量关联对应，从而读取和控制PLC的数据。组态软件自动排水系统画面中包括主画面、运行参数、参数设置、故障查询、设备运行状态设置等运行画面。 1）、主界面与泵房现场的设备、传感器的布置一致，各种设备的开关状态，传感器的数据直观的显示在画面中。 2）、运行参数界面主要记录设备的运行的水位、压力、温度等所有相关数据。 3）、参数设置界面主要是调整设置系统自动化运行中的各种检验参数的设置，参数的设定的准确与否关系到自动化系统能否正常运行，因此，必须根据实际情况和经验正确调整参数设定值，保障设备正常运行。 4）、故障查询界面记录了设备运行期间的实时故障和历史故障，方便查询和处理。 监控效果： 地面上位机组态软件通过光缆环网组建的以太网与井下的PLC通讯连接，可以在地面调度室远程监测井下排水设备的运行工况，比如水位信息、电机温度、闸阀开闭状态、哪一台水泵在运行等，都能在调度室上位机直观看到，同时能可靠远程控制井下设备的启停运行。 
新建煤矿自动供排水工程人员组织及分工： 工程技术总负责： 机械安装部分负责人： 1、 负责电动闸阀按标准安装到指定定管路部位。 2、 负责压力传感器的基座焊接安装到指定管路部位。 3、 负责液位传感器基座焊接到吸水井指定部位。 4、 以上工作期限为材料到矿后10天内完成。 电气部分负责人： 1、 PLC编程控制箱的组装配线。工期3天。 2、 PLC程序编程上传测试。工期3天。 3、 泵房现场从PLC编程控制箱到各闸阀、传感器控制电缆及电源电缆的接线，现场调试。工期3天。 4、 地面上位机软件安装，编程设计。工期3天。 5、 井上下通讯，联合调试运转。工期2天。 以上工作由机电部门根据需要派一到两名电工全力配合，统一听从技术负责指挥，设备安装及接线保证工艺，保证质量，不得推诿。 矿领导签字： 2020年12月25日 |
| (责任编辑：矿电王) |