【正文】 實(shí)現(xiàn)水泵監(jiān)控子系統(tǒng)與全礦井的監(jiān)控系統(tǒng)信息共享。實(shí)現(xiàn)對(duì)變頻器的控制。 五、系統(tǒng)構(gòu)成 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖監(jiān)控裝置包括， PLC柜、就地控制箱、操作臺(tái)、電磁閥和傳感器等。 對(duì)水泵的運(yùn)行時(shí)間進(jìn)行累計(jì)，每次啟動(dòng)累計(jì)運(yùn)行時(shí)間最小的水泵。 先進(jìn)性 由于采用了光纖環(huán)網(wǎng)通訊技術(shù)取代了原來的總線傳輸技術(shù)使得數(shù)據(jù)傳輸更加快捷、可靠。就地控制方式又可分為就地集中控制及就地手動(dòng)控制。對(duì)所有報(bào)警信息分為一般性預(yù)警及報(bào)警兩種等級(jí)。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)可以非常容易地并入礦井綜合監(jiān)控系統(tǒng)中，與其它子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享。由于本系統(tǒng)是按照無人值守的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)，所以現(xiàn)場無需人員進(jìn)行值守，這樣就節(jié)省了大量的人力資源。這樣就實(shí)現(xiàn)了水泵的均勻磨損，避免了某臺(tái)水泵經(jīng)常使用造成設(shè)備疲勞，同時(shí)某臺(tái)水泵長期不使用造成銹蝕。 對(duì)每臺(tái)泵正常運(yùn)行時(shí)的電流、電壓、壓力、流量、真空度、溫度、振動(dòng)、參數(shù)變化的時(shí)間等等參數(shù)形成一套有針對(duì)性的“配方”，與運(yùn)行時(shí)參數(shù)進(jìn)行比較，能夠早期發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中存在的隱患。真空泵又采用了一用一備的結(jié)構(gòu)，同時(shí)每臺(tái)水泵均配備了一個(gè)射流閥，這樣就保證了引水的可靠性。可靠的信號(hào)隔離 所有現(xiàn)場本質(zhì)安全型傳感器都經(jīng)過變壓器隔離型安全柵接入PLC模擬量輸入模塊，真正實(shí)現(xiàn)了本質(zhì)安全型電路與非本質(zhì)安全型電路之間的隔離。 再例如：如果設(shè)備運(yùn)行在遠(yuǎn)端手動(dòng)模式或井下PLC自動(dòng)控制模式的情況下，PLC發(fā)生故障，則系統(tǒng)自動(dòng)轉(zhuǎn)換為現(xiàn)場手動(dòng)運(yùn)行模式。C、手動(dòng)操作較復(fù)雜如果自動(dòng)模式失效，需要進(jìn)行手動(dòng)操作時(shí)，只有在被控設(shè)備上直接操作被控制設(shè)備才能完成手動(dòng)操作，例如射流閥的操作就必須親自旋轉(zhuǎn)射流閥的手動(dòng)扳手、啟動(dòng)主排水泵就必須在配電間操作高壓啟動(dòng)柜的按鈕。與此種結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)的是總線制“樹型”結(jié)構(gòu)，如下圖總線制“樹型”結(jié)構(gòu)這種結(jié)構(gòu)具有如下特點(diǎn)：A、采用樹型結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)的可靠性由所有樹型結(jié)點(diǎn)共同的可靠性來決定由于系統(tǒng)采用了PLC與各節(jié)點(diǎn)(例如電動(dòng)閘閥控制柜)之間的MODBUS總線通訊的方式，而節(jié)點(diǎn)的核心是一枚單片機(jī)為核心的國產(chǎn)設(shè)備控制單元，其可靠性遠(yuǎn)低于西門子S7300為核心的PLC，更低于純繼電控制的多線制開關(guān)量控制模式，所以系統(tǒng)總體的可靠性就會(huì)降低。B、系統(tǒng)具有高可靠性 因?yàn)殚_關(guān)量本身具有不受周圍環(huán)境干擾的特點(diǎn)，同時(shí)這種結(jié)構(gòu)本身是一種“星型結(jié)構(gòu)”，所以某一故障點(diǎn)不會(huì)影響其它環(huán)節(jié)的工作，也就是說整個(gè)系統(tǒng)具有極高的可靠性。流量信號(hào) ：每路主排水管安裝礦用超聲波流量傳感器壓力、真空度：在每臺(tái)水泵的吸水口安裝本安型負(fù)壓傳感器、在每臺(tái)水泵的出水口安裝本安型壓力傳感器、在每路主排水管安裝本安型壓力傳感器主 排 水 管 ：兩路防爆電動(dòng)閘閥：六臺(tái) 提供開到位、關(guān)到位、過轉(zhuǎn)矩等信號(hào)排真空方式 ：以抽真空為主、水射流為備用，排真空管路直徑：1英寸電量信號(hào)：電流二次側(cè)信號(hào)：AC 05A由低壓智能饋電開關(guān)的微機(jī)控制綜合保護(hù)器提供電壓二次側(cè)信號(hào)：AC 100V由低壓智能饋電開關(guān)的微機(jī)控制綜合保護(hù)器提供中央變電所進(jìn)線電流：二次側(cè)信號(hào)AC 05A水位檢測 ：兩臺(tái)投入式液位傳感器，一用一備；兩只浮球開關(guān)備用。～+40℃；地 震： 抗震設(shè)防烈度為6度。采用運(yùn)行可靠、實(shí)現(xiàn)真空度高、抽真空時(shí)間短的真空泵運(yùn)行為主，以水射流為輔的原則。實(shí)施監(jiān)測水泵各工況參數(shù)，包括水位、電壓、電流、壓力、功率、溫度、振動(dòng)、真空度等。根據(jù)水泵使用臺(tái)數(shù)和水位變化率的情況可判斷礦井涌水情況，從而確定水泵增加臺(tái)數(shù)。集中控制室按照工藝流程及PLC閉鎖程序順序控制水泵及閘閥的開啟。 系統(tǒng)具有多種通訊協(xié)議可選，可與系統(tǒng)互聯(lián)互通，軟件修改可在控制室完成。集中控制器采用西門子S7300系列工業(yè)級(jí)PLC及先進(jìn)的過程控制軟件，綜合考慮礦井各種安全信息，實(shí)現(xiàn)井下排水監(jiān)控系統(tǒng)的最優(yōu)控制策略；井下排水監(jiān)控系統(tǒng)的報(bào)警，信息顯示，報(bào)表統(tǒng)計(jì)處理全部融入整個(gè)礦井監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)系統(tǒng)。礦井中央泵房是礦山企業(yè)的機(jī)電要害場所，直接影響到礦山企業(yè)的安全生產(chǎn)，現(xiàn)在國內(nèi)的礦山企業(yè)礦井中央泵房的自動(dòng)化水平還不是很高，這影響了生產(chǎn)的安全生和高效性，礦井中央泵房無人值守自動(dòng)化系統(tǒng)可以有效解決這些問題。國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局2009年12月1日實(shí)施的《煤礦防治水規(guī)定》第118條規(guī)定：受水威脅嚴(yán)重的礦井，應(yīng)當(dāng)實(shí)現(xiàn)井下泵房無人值守和地面遠(yuǎn)程監(jiān)控，本系統(tǒng)正是根據(jù)此規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)的。但目前礦井主排水系統(tǒng)仍多采用繼電器控制，水泵的開停及選擇切換均由人工完成，還做不到根據(jù)水位或其它參數(shù)自動(dòng)開停水泵，這將嚴(yán)重影響井下主排水泵房的管理水平和經(jīng)濟(jì)效益的提高 ?，F(xiàn)泵房內(nèi)設(shè)備的運(yùn)行與管理以及水倉水位的觀察，普遍采用人工操作方式，操作過程繁瑣、勞動(dòng)強(qiáng)度大、水泵啟動(dòng)時(shí)間長、自動(dòng)化程度低、不適應(yīng)現(xiàn)代化礦井管理?？刂葡到y(tǒng)通過以太網(wǎng)接入礦井工業(yè)以太干網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)水泵監(jiān)控子系統(tǒng)與全礦井的監(jiān)控系統(tǒng)信息共享，滿足全礦井自動(dòng)化控制的要求。 結(jié)合水倉水位和全礦電力負(fù)荷信息，以“移峰填谷”原則確定開、停水泵時(shí)。PLC采集各種信號(hào)。當(dāng)水泵出現(xiàn)故障時(shí)，能夠及時(shí)報(bào)警，并能夠自動(dòng)開啟備用水泵。相互動(dòng)作互不閉鎖。1根據(jù)以往同類設(shè)備運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)，自動(dòng)注水環(huán)節(jié)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性起著至關(guān)重要的的作用，為保證該環(huán)節(jié)的可靠運(yùn)行，采用工作原理不同而且抽真空管路相互獨(dú)立的真空泵及水射流兩種方式來完成自動(dòng)注水環(huán)節(jié)。二、設(shè)計(jì)依據(jù) 設(shè)計(jì)依據(jù)天地科技設(shè)計(jì)研究院《重慶聯(lián)創(chuàng)煤業(yè)有限公司興隆煤礦+50中央水泵房主排水泵控制》《ZP30礦用自動(dòng)排水控制裝置企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》Q/CN092009《KXJ1200/6603礦用隔爆兼本質(zhì)安全型自動(dòng)排水控制器企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》Q/CN082009GB 38362000爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備系列標(biāo)準(zhǔn)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》《煤礦安全規(guī)程》（2005）；《電工電子產(chǎn)品環(huán)境條件》GB4796《電力裝置的繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》GB20062 《爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50058 《低壓電器電控設(shè)備》GB472084《電氣裝置安裝工程盤、柜及二次回路接線施式及驗(yàn)收規(guī)范》GB5017192《低壓開關(guān)和控制設(shè)備的外殼防護(hù)等級(jí)》IEC144《包裝儲(chǔ)運(yùn)圖示標(biāo)志GB/T 》1912000《高低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB5005495)《礦用一般型電器設(shè)備》(GB1217390)《外殼防護(hù)等級(jí)的分類》(GB420884)《煤礦通訊、檢測、控制用電工電子產(chǎn)品通用技術(shù)要求》(MT20990)《電力裝置的繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB5006292)《應(yīng)用電視設(shè)備安全要求》(GB1486193)《安全防范工程程序與要求》(GA/T 7594)《可編程儀器的數(shù)字接口》ANSI488 適用環(huán)境海拔高度： ≤1100m；工作溫度： 0～60℃存儲(chǔ)溫度： 40～85℃工作濕度： 5～95%工作環(huán)境： 無滴水及震動(dòng)保護(hù)等級(jí)： IP54（不低于）防爆類型： 隔爆，本安環(huán)境溫度： 5176?？刂茖?duì)象：電動(dòng)球閥（22個(gè)）、電液動(dòng)閘閥（6臺(tái)）、電抗降壓啟動(dòng)器（6臺(tái)）； 現(xiàn)場情況及系統(tǒng)配置項(xiàng) 目 性 質(zhì) ：新建項(xiàng)目設(shè) 備 類 型 ：隔爆兼本質(zhì)安全型隔爆型電動(dòng)機(jī)： 耐磨多級(jí)離心泵： 數(shù) 量： 六臺(tái)現(xiàn)場條件： 煤礦井下溫度信號(hào)：電機(jī)采購時(shí)自帶一路PT100溫度傳感器檢測電機(jī)運(yùn)行溫度，另加裝溫度傳感器檢測電機(jī)軸承溫度。 如上圖所示：自動(dòng)模式下由PLC通過開關(guān)量輸出模塊控制被控設(shè)備，當(dāng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)為手動(dòng)模式，或者PLC故障、PLC失電等特殊情況下，系統(tǒng)自動(dòng)轉(zhuǎn)為手動(dòng)模式，可以通過操作就地控制柜上的按鈕以純繼電控制的方式進(jìn)行手動(dòng)操作，而不是通過PLC或數(shù)據(jù)口通訊的方式控制被控設(shè)備。E、系統(tǒng)布線較復(fù)雜由于