【文章內(nèi)容簡介】 量： 1 項(xiàng)二、項(xiàng)目所在地環(huán)境條件： 鄆城煤礦位于山東省鄆城縣境內(nèi)，南北邊界距鄆城縣城約2 km和16km，位于巨野煤田的北部，面積約230km2，行政區(qū)劃歸鄆城縣管轄。三、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范：投標(biāo)者提供的產(chǎn)品必須符合下列標(biāo)準(zhǔn)或國際上所接受的不低于下述標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)：（1） 爆炸性環(huán)境第1部分:設(shè)備通用要求（2） 爆炸性環(huán)境第2部分:由隔爆外殼“d”保護(hù)的設(shè)備（3）:由本質(zhì)安全型“i”保護(hù)的設(shè)備（4）　低壓電器外殼防護(hù)等級（5）MT209 煤礦通信、檢測、控制用電工電子產(chǎn)品通用技術(shù)要求（6）《煤礦安全規(guī)程》（2016版）（7）《煤礦通信、檢測、控制用電工產(chǎn)品通用技術(shù)條件》（MT 209）；（8）《設(shè)備可靠性試驗(yàn)》（GB ～7）；（9）《電氣設(shè)備的抗干擾特性基本測量方法》（GB485984）；（10）《信息化與自動化融合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（11）Q/320412BSK001－2007《礦用閥門電動裝置技術(shù)條件》上述標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范僅規(guī)定了通用要求，只要投標(biāo)方認(rèn)為有必要并提請招標(biāo)方認(rèn)可，即可超越這些標(biāo)準(zhǔn)，采用更好、更經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)方案、設(shè)備和材料，使投標(biāo)方的設(shè)備持續(xù)穩(wěn)定地運(yùn)行。另外尚應(yīng)符合本技術(shù)規(guī)格書中所列出的各具體技術(shù)指標(biāo)和要求，投標(biāo)者可以采用高于或相當(dāng)于上述國家標(biāo)準(zhǔn)。投標(biāo)者所提供的設(shè)備及功能應(yīng)滿足國家煤礦安全監(jiān)察局頒發(fā)的《煤礦安全規(guī)程》的有關(guān)要求。井筒中和井下只準(zhǔn)采用隔爆型或本質(zhì)安全型設(shè)備，對于各類控制、測量、通信、信息傳輸?shù)入姎庠O(shè)備應(yīng)優(yōu)先采用本質(zhì)安全型設(shè)備，～42000，并具有煤安標(biāo)志。井下設(shè)備的防護(hù)等級應(yīng)不低于IP54，地面現(xiàn)場設(shè)備防護(hù)等級應(yīng)不低于IP54，車間控制室或配電室設(shè)備的防護(hù)等級應(yīng)不低于IP32。除特殊說明外，系統(tǒng)中所用的設(shè)備均為工業(yè)生產(chǎn)控制用設(shè)備，所有計(jì)量單位均是以SI單位表示。四、工程現(xiàn)狀概況鄆城煤礦井下設(shè)主排水泵房、擴(kuò)建主排水泵房，主排水泵房已安裝7臺MD4209610 多揚(yáng)程離心水泵，流量420m3/h ，電機(jī)： 1800kW 10kV（電機(jī)采用電抗器降壓啟動方式）；擴(kuò)建主排水泵房設(shè)計(jì)安裝5臺（目前已安裝3臺）MD4209611多揚(yáng)程離心水泵，流量420m3/h ，電機(jī)： 2000kW10kV（電機(jī)采用電抗器降壓啟動方式），擴(kuò)建主排水泵采用底流泵注水方式，備用射流泵抽真空注水方式。礦井主排水泵房7臺水泵通過副井井筒內(nèi)敷設(shè)的3條Φ325mm管路將井下水排至地面，擴(kuò)建主排水泵房5臺排水泵通過主井井筒內(nèi)敷設(shè)的2條Φ325mm管路將井下水排至地面。主排水泵房與擴(kuò)建主排水泵房通過吸水井共用3個水倉，主排水泵房水泵采用底流泵注水方式啟停，擴(kuò)建主排水泵房水泵通過底流泵注水和射流泵組抽真空兩種方式啟停。本次排水自動化系統(tǒng)共完成12臺水泵的集控方案設(shè)計(jì)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成為三層結(jié)構(gòu)，地面主、備工控機(jī)為遠(yuǎn)程自動控制層；現(xiàn)場集控臺、PLC為就地集控操作層；各類傳感器、電動閥門為設(shè)備層。系統(tǒng)具備手動、檢修、自動、遠(yuǎn)程四種工作模式，通過礦井工業(yè)EPON環(huán)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，結(jié)合現(xiàn)場視頻監(jiān)控設(shè)備，實(shí)時顯示現(xiàn)場視頻，動態(tài)監(jiān)測礦井水倉水位、排水管網(wǎng)壓力、出水總流量，水泵運(yùn)行溫度及電壓、電流參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對水泵、抽真空系統(tǒng)和電動閥門的自動監(jiān)控，可自動實(shí)現(xiàn)“避峰就谷”“自動輪換”降低運(yùn)行成本。五、系統(tǒng)要求，要充分考慮系統(tǒng)先進(jìn)性、可靠性、易操作性、可擴(kuò)展性、高性價比及靈活性。保證提供的是全新的、成熟的、技術(shù)先進(jìn)且能使水泵控制系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行的完整設(shè)備。，充分考慮先進(jìn)性，保證控制系統(tǒng)在投運(yùn)三年內(nèi)仍具有很強(qiáng)的系統(tǒng)擴(kuò)展和升級功能。采用先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備，確保系統(tǒng)的功能、性能優(yōu)質(zhì)，運(yùn)行可靠，在技術(shù)、管理方面居國內(nèi)同行業(yè)最先進(jìn)水平。 ：系統(tǒng)中所選設(shè)備、線纜均須符合《煤礦安全規(guī)程》及礦用設(shè)備相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，選用國內(nèi)外知名廠家、有良好的產(chǎn)品質(zhì)量和完善的售后服務(wù)的產(chǎn)品，可保證系統(tǒng)長期、穩(wěn)定運(yùn)行。 ： 軟件采用結(jié)構(gòu)化、模塊化設(shè)計(jì)；增加系統(tǒng)的各級保護(hù)功能，所有控制命令采用兩級確認(rèn)菜單，防止操作人員誤操作；加強(qiáng)故障檢測報警及急處理功能；全系統(tǒng)的自診斷，及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)存在的隱患，提出處理方案，防患于未然；聯(lián)鎖條件的判斷處理；要實(shí)現(xiàn)Web發(fā)布功能；增強(qiáng)上位監(jiān)控機(jī)的易操作性。一方面，在考慮配置時，為后期增加設(shè)備留有充裕的擴(kuò)展容量；另一方面，系統(tǒng)必須具有靈活的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。將來系統(tǒng)的擴(kuò)展在本系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加部分設(shè)備即可實(shí)現(xiàn)，無須變更本期系統(tǒng)的軟件、硬件，不影響現(xiàn)有系統(tǒng)的運(yùn)行。、美觀和實(shí)用，用戶接口及界面設(shè)計(jì)充分考慮人體結(jié)構(gòu)特征及視覺特征進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，界面美觀大方，操作簡單實(shí)用。在進(jìn)行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和設(shè)備選型時多做比較分析，從而使得系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、設(shè)備選型、系統(tǒng)整體性能具有高性價比。六、技術(shù)要求，以及時間、水位、煤礦用電負(fù)荷等參數(shù)自動開啟、停止水泵的運(yùn)轉(zhuǎn)，并能實(shí)現(xiàn)泵閥的聯(lián)鎖啟動，對運(yùn)行中的各種參數(shù)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，通過接口向上傳送數(shù)據(jù)，當(dāng)出現(xiàn)相關(guān)報警時井下控制柜及地面上位機(jī)需具備聲光報警功能。，確定用電高峰、低谷時間，或者管理員設(shè)定谷峰時間，根據(jù)所監(jiān)測的水位信號，設(shè)定出低水位、高水位和上限水位信號，綜合判斷水泵的開停。、停泵指令。水位傳感器選用高可靠性、高準(zhǔn)確性的超聲波液位計(jì)；當(dāng)水位達(dá)到高位1值時，根據(jù)設(shè)定的避峰填谷用電時段進(jìn)行監(jiān)測和處理，具體是：若處于用電低谷時，可以立即起動，并一直保持在最低水位，若處于用電高峰，則暫緩起動。當(dāng)水位繼續(xù)上升至高位2值時，則不論電網(wǎng)負(fù)荷如何（不考慮避峰填谷原則），必須起動水泵；若水位繼續(xù)上升到高位3值時，則表明起動的水泵臺數(shù)不足，必須起動備用水泵，以最大的排水能力來排除礦井涌水。不論起動幾臺水泵，水位必須下降到低位時方可停泵?！暗孛婵刂啤睍r，各水泵由地面主機(jī)控制。、開關(guān)柜故障、流量不夠時自動停止運(yùn)行，并提示、報警（聲光報警）。、一鍵啟停、組合啟停和自動運(yùn)行。、閥門、管路漏水等故障或其它運(yùn)行異常情況時，能夠按照程序停止該水泵運(yùn)行并自動啟動備用水泵。、主排水泵房、擴(kuò)建主排水泵房的防水閘門提供免費(fèi)軟硬件接口及服務(wù)。修改為：，礦井突發(fā)大水無法控制時，井下人員全部撤離，地面遠(yuǎn)程操作員遠(yuǎn)程操作關(guān)閉主排水泵房兩側(cè)防水閘門，系統(tǒng)轉(zhuǎn)為地面控制，主排水泵房12臺水泵全面開啟，中標(biāo)方要預(yù)留軟件接口，待礦方安裝完成防水閘門后免費(fèi)提供軟硬件接口及服務(wù)。，擴(kuò)建主排水泵房新安設(shè)3臺隔爆兼本安型高清網(wǎng)絡(luò)攝像儀，并接入現(xiàn)有礦井視頻監(jiān)控系統(tǒng)中在調(diào)度信息指揮中心集中顯示，使地面操作人員實(shí)時掌握現(xiàn)場水泵、就地集控操作臺的運(yùn)行狀態(tài)，達(dá)到無人值守的工作目標(biāo)。任何一層的任何一個模塊的維護(hù)和更新以及新模塊的增加都不影響其他模塊的功能。、電流、溫度、壓力、流量、液位等信號的檢測、傳輸及PLC分析控制，故障報警和控制功能；完善、方便的人機(jī)通信控制功能；，上位機(jī)監(jiān)控軟件支持OPC數(shù)據(jù)交換功能。，實(shí)現(xiàn)在地面多個辦公終端、不同級別權(quán)限的查看與操作。附圖1：PLC設(shè)備系統(tǒng)主分站配置圖該系統(tǒng)具備手動控制/自動控制/遠(yuǎn)程控制/檢修控制等四種工作方式。在四種工作方式下，均需具備系統(tǒng)啟動聯(lián)鎖保護(hù)功能。：手動控制由操作員通過操作就地/遠(yuǎn)控、啟動/停止等按鈕，并目視監(jiān)測各種指示燈、就地儀表等實(shí)現(xiàn)。：自動控制由PLC根據(jù)設(shè)定的邏輯程序控制相關(guān)設(shè)備的開、關(guān)實(shí)現(xiàn)，PLC連續(xù)監(jiān)測相關(guān)的模擬量，當(dāng)單臺泵或多臺泵處于檢修控制方式時，系統(tǒng)可自動識別判斷，跳過檢修設(shè)備實(shí)現(xiàn)其它泵的自動輪換啟動。：遠(yuǎn)程控制由地面調(diào)度室操作員通過上位機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)水泵的遠(yuǎn)程啟動/停止等操作，或由具備相應(yīng)權(quán)限的管理人員通過專用WEB網(wǎng)址操作，實(shí)現(xiàn)水泵的遠(yuǎn)程啟動/停止。，可手動/遠(yuǎn)程啟停單臺設(shè)備、閥門，除檢修控制外，其余三種方式均會在啟動與停止過程中嚴(yán)格按照設(shè)定的邏輯流程工藝進(jìn)行相關(guān)設(shè)備的電器與機(jī)械動作。、停邏輯要求當(dāng)水位滿足主排水泵啟動要求時，啟動底流泵給主排水泵注水，延時5s后啟動射流泵組，開始抽真空，當(dāng)壓力傳感器顯示負(fù)壓后，關(guān)閉射流泵組電動閥門，啟動主排水泵，當(dāng)主排水泵出口壓力達(dá)到額定壓力時（,），開啟主排水管電動閘閥（任意一路主排水管路，并實(shí)現(xiàn)排水管路輪換使用），主排水泵開始正常排水。主排水泵可采用射流泵抽真空方式啟動，打開待啟動水泵的抽真空電磁閥并啟動真空泵組，開始抽真空，當(dāng)主水泵真空度達(dá)到要求時，關(guān)閉抽真空電磁閥，停止真空泵組，啟動主排水泵，當(dāng)主排水泵出水口壓力達(dá)到規(guī)定要求時，打開出水口電動閘閥，主排水泵開始正常工作。采用底流泵注水方式啟動，啟動底流泵給主排水泵注水，開啟主水泵放氣閥（電動球閥控制），連接在放氣閥管路內(nèi)管道液位開關(guān)檢測到出水后，延時5s關(guān)閉主排水泵放氣閥，啟動主排水泵，當(dāng)主排水泵出水口壓力達(dá)到規(guī)定要求時，打開出水口電動閘閥，主排水泵開始正常工作。首先關(guān)閉主排水泵出水口電動閘閥，然后停止主排水泵，最后停止底流泵運(yùn)行。系統(tǒng)實(shí)施監(jiān)測水泵各工況參數(shù)，包括水位、電流、壓力、溫度、真空度等。在地面上位機(jī)上可實(shí)時顯示各設(shè)備運(yùn)行圖。并提供開放式的圖形制作軟件，用戶可隨心所欲描繪各種動態(tài)圖形、靜態(tài)圖形，同時支持多種圖形格式（Bmp、Jpg、Gif、Icon、Avi等等），圖形畫面具有鏈接功能，可以很方便地切換其它畫面顯示。可顯示實(shí)時曲線，可顯示年、月、日各時間段的歷史曲線和具體數(shù)據(jù)表，可進(jìn)行單臺主排水泵、12臺主排水泵的用電、排水量等參數(shù)的班累計(jì)、日累計(jì)、月累計(jì)、年累計(jì)、總累計(jì)報表查詢。水泵運(yùn)行計(jì)量/時間/運(yùn)行統(tǒng)計(jì)：在地面控制站上應(yīng)可分別對每臺水泵的運(yùn)行電耗、工作時間等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，便于管理人員及時掌握每臺水泵的工況。：取給電動機(jī)供電的高壓開關(guān)柜的電氣電流及相應(yīng)的故障信號送入系統(tǒng)，判斷電動機(jī)的工況；：電動機(jī)的定子和軸承設(shè)有溫度傳感器；泵體的兩側(cè)軸承未預(yù)埋溫度傳感器，可外設(shè)溫度傳感器，系統(tǒng)接受其輸出信號，當(dāng)溫度超出允許值時，使水泵停車。：如漏水嚴(yán)重，在規(guī)定的時間內(nèi)不能向水泵注滿引水，通過漏水保護(hù)裝置阻止本臺水泵起動，改為起動下臺水泵；、壓力保護(hù)：水泵起動后或正常運(yùn)行中，如流量或壓力達(dá)不到正常值，通過流量、壓力保護(hù)裝置使本臺水泵停車，改為起動下臺水泵。：在現(xiàn)場控制臺上可漢字顯示各故障信息并報警，在地面控制站上可顯示現(xiàn)場單元當(dāng)前的報警信息以及保存的報警記錄。水泵自動控制系統(tǒng)的檢測與保護(hù)主要分為兩類：模擬量數(shù)據(jù)和數(shù)字量數(shù)據(jù)。：井下主變電所進(jìn)線工作電流、水倉水位、電機(jī)工作電流、水泵軸溫、電機(jī)軸溫、電機(jī)溫度、水泵吸水管真空度及水泵出水口壓力、排水管流量。：在線實(shí)時監(jiān)測井下電流情況，井下電流信號取自配電設(shè)備進(jìn)線總開，電流信號為標(biāo)準(zhǔn)的0～5A電流信號。：選用礦用超聲波液位傳感器，動態(tài)實(shí)時檢測水倉水位。將水位信號送至PLC控制機(jī)并由控制機(jī)送至地面監(jiān)控主機(jī)，實(shí)現(xiàn)高水位起泵低水位停泵。液位計(jì)供電電壓18VDC，量程0～8m，兩線制輸出4～20mA模擬信號，具有現(xiàn)場LED數(shù)碼顯示。：電動機(jī)的工作電流監(jiān)測信號，由PLC控制系統(tǒng)從高壓開關(guān)柜的綜合保護(hù)器取信號，并參與水泵自動化控制，監(jiān)測水泵和電機(jī)的運(yùn)行情況。：每臺電機(jī)的繞組的測溫元件3個，用PT100進(jìn)行檢測。供電電壓18VDC，控制電壓18vDC,～，四線制輸出4～20mA模擬信號。供電電壓18VDC，控制電壓18vDC,量程0～20MPa，四線制輸出4～20mA模擬信號。：選用礦用防爆流量計(jì)，動態(tài)實(shí)時檢測主排水管路流量，將主排水管路流量信號送至PLC控制機(jī)并由控制機(jī)送至地面計(jì)算機(jī)，可實(shí)現(xiàn)低流量報警并停泵。供電電壓127VAC，四線制輸出4～20mA模擬信號，具有現(xiàn)場LED數(shù)碼顯示，具有瞬時流量和累計(jì)流量顯示，卡箍式安裝，具有抗污染性。電壓等級660VAC，控制電壓24VDC,電動閘閥采用小功率多回路組合開關(guān)柜集中控制和顯示，同時能在集中操作臺和井上調(diào)度室集中顯示每臺電動閘閥的開關(guān)狀態(tài)。工作電壓24vAC,控制電壓24vDC,由PLC控制柜集中控制和顯示，同時能在集中操作臺和井上調(diào)度室集中顯示每臺電動球閥的開關(guān)狀態(tài)。將管道液位開關(guān)狀態(tài)信號送至PLC控制機(jī)，并由控制機(jī)判斷排水泵是否灌滿水，是否達(dá)到啟泵條件，從而實(shí)現(xiàn)自動化起停泵。 ：系統(tǒng)自動記錄各臺泵組的累計(jì)運(yùn)行時間，并進(jìn)行排序，下次啟動時優(yōu)先啟動無故障、運(yùn)行時間短的水泵投入使用，實(shí)現(xiàn)水泵的均勻磨損。避免傳統(tǒng)模式中工作泵使用頻率高造成水泵磨損快、壽命短，而備用泵、檢修泵由于長期的閑置造成無法使用。 ：當(dāng)執(zhí)行多臺泵組多趟排水管聯(lián)合運(yùn)行時，通過水泵特性曲線與管路特性曲線的比較，選擇最佳匹配水泵與排水管數(shù)量，保證水泵在最佳效率點(diǎn)運(yùn)行。若3臺泵排水，可每臺泵匹配1趟φ325排水管路，提高排水效率。 ：報警信息分為一般性預(yù)警及報警兩種等級。一般性預(yù)警指的是非致命性故障或不致影響系統(tǒng)運(yùn)行的報警，例如系統(tǒng)檢測的參數(shù)與正常運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)值有偏差，但還沒有達(dá)到報警的閥值時系統(tǒng)會發(fā)出一般性預(yù)警。報警信息指的是系統(tǒng)檢測到已經(jīng)影響系統(tǒng)正常運(yùn)行的故障信息。井下集控箱或控制柜需具備聲光報警功能。排水自動化系統(tǒng)包括：地面上位主機(jī)、傳輸設(shè)備、集控操作臺、隔爆兼本安型PLC控制箱(內(nèi)裝S7300系列的PLC)、網(wǎng)絡(luò)攝像儀、接線盒和傳感器等，系統(tǒng)框圖如下所示：附圖2：排水自動化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖上位機(jī)為2臺研華工控機(jī)，互為主備，軟件選用組態(tài)軟件，實(shí)現(xiàn)圖形監(jiān)控、動態(tài)圖形顯示、歷史數(shù)據(jù)采集管理、狀態(tài)趨勢圖、自診斷、報警等諸多功能；并提供多種數(shù)據(jù)接口（ODBC、OPC、DDE）實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享與傳播，服務(wù)器實(shí)現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)的存儲、查詢與web發(fā)布功能。為提高系統(tǒng)的性能，上位機(jī)與下位機(jī)系統(tǒng)通過以太網(wǎng)進(jìn)行通訊。提高系統(tǒng)的通訊速率及安全性，進(jìn)而提高系統(tǒng)的實(shí)時性和穩(wěn)定性。傳輸設(shè)備主要由地面交換機(jī)，傳輸光纜和網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)組成，擴(kuò)建主排水泵房內(nèi)控制信號、視頻信號通過2臺礦用光端交換機(jī)分別接入主排水泵房內(nèi)環(huán)網(wǎng)交換機(jī)，主排水泵房控制信號、視頻信號通過礦用阻燃網(wǎng)線就近接入環(huán)網(wǎng)交換機(jī)。集控操作臺內(nèi)置操作按鈕，可以對每臺水泵的進(jìn)行一鍵開停的功