泰安市一開電氣有限公司

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      泰安市一開電氣有限公司是一家專業(yè)生產(chǎn)高、精、尖數(shù)字化煤礦設備與系統(tǒng)，涵蓋通訊、自動化控制、在線監(jiān)測、井下物聯(lián)網(wǎng)等領域。根據(jù)煤礦行業(yè)需求與國家要求，研制開發(fā)出多套先進的數(shù)字化裝備，填補了國內(nèi)外多項技術與產(chǎn)品的空白，擁有多項國家專利。公司設計研發(fā)的煤礦泵房排水自動控制系統(tǒng)實現(xiàn)泵房無人值守自動運行，減員增效，提高泵房運行的安全性和可靠性。地面調(diào)度室實時顯示泵房的各種運行參數(shù)，系統(tǒng)可根據(jù)水倉水位高低自動控制水泵啟停和水泵“輪換工作”，同時監(jiān)測水泵的工作狀態(tài)，系統(tǒng)具有各種故障保護功能（軸承超溫保護、流量保護、電動機故障保護、電動閘閥故障保護等）。

系統(tǒng)概述

    KJ565型煤礦井下排水遠程自動集控系統(tǒng)是我公司根據(jù)煤礦井下排水系統(tǒng)的實際情況，結合先進的PLC技術，開發(fā)出的一套自動化控制水泵運行、采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)、提供報警信息、可以在地面生產(chǎn)調(diào)度中心實時監(jiān)控數(shù)據(jù)的高技術含量產(chǎn)品。該系統(tǒng)以西門子PLC為核心，通過各種先進可靠的傳感器、保護裝置、電動執(zhí)行器等監(jiān)測井下排水系統(tǒng)中各個設備的工作狀態(tài)，實現(xiàn)井下泵房排水系統(tǒng)的自動控制。緊急情況下可遠程操作整個泵房設備，排除水害危險，真正實現(xiàn)泵房無人值守，使泵房排水系統(tǒng)安全可靠、節(jié)能高效、經(jīng)濟合理地運行，從而達到減員增效、安全生產(chǎn)的目的。

系統(tǒng)組成原理示意圖

地面監(jiān)控站：

井下監(jiān)控站：                                光纖

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（1）監(jiān)控上位機

調(diào)度室監(jiān)控上位機通過環(huán)形以太網(wǎng)與井下監(jiān)控分站通訊，讀取現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)并發(fā)出控制命令，完成排水系統(tǒng)和主變電所的遠程集中控制。

（2）監(jiān)控分站

分站采用西門子S7-300系列PLC，通過Profibus總線與水泵監(jiān)控子站通訊完成對5臺水泵的監(jiān)測和管理控制，通過RS485總線讀取變電所的電氣參數(shù)和控制高壓柜的合閘、分閘，并通過環(huán)形以太網(wǎng)將數(shù)據(jù)傳送至監(jiān)控上位機，實時監(jiān)測排水系統(tǒng)和主變電所中各臺設備的運行參數(shù)。

（3）觸摸屏（礦用本安型操作箱）

觸摸屏通過Profibus總線與監(jiān)控分站通訊，可作為就地監(jiān)控上位機使用，能實時顯示排水系統(tǒng)和變電所的所有參數(shù)并能控制。

（4）水泵監(jiān)控子站

水泵監(jiān)控子站可以完成對每臺水泵的一鍵和單獨控制，并將其他監(jiān)控數(shù)據(jù)傳至監(jiān)控分站進行分析處理。在水泵出水口處設置壓力傳感器，檢測抽水的壓力，判斷是否正常抽水；射流管路設置負壓傳感器，判斷射流抽真空時水泵引水是否灌滿；電機三相繞組溫度和電機前后軸承溫度的測量采用電機出廠時預埋的PT100鉑電阻，當溫度超限時報警，并參與控制；電機電流和電壓值與軟件內(nèi)部預定的報警值比較，如果當前檢測值大于設定的報警值，則系統(tǒng)輸出報警信號，也可設置聯(lián)鎖動作，停止水泵運行，避免水泵損壞。

工作原理

（1）根據(jù)水倉水位自動開啟、停止水泵的運轉，對運行中的各種狀態(tài)參數(shù)進行實時監(jiān)控，同時通過接口將數(shù)據(jù)上傳至地面服務器。

a．根據(jù)所監(jiān)測的水位信號，可設定出低水位、高水位和上限水位信號及危險水位。低水位時停泵；高水位時水泵運行；上限水位時備用水泵同時運行；危險水位時起動水泵全部運行。同時根據(jù)水位變化計算涌水量，當涌水量增大或突變時啟動水泵運行，以減少突水事故的發(fā)生。

b．每臺水泵可設置“一鍵”、“手動”、“檢修”三種工作方式，該方式可直接在分控站上進行設定。

（2）水泵系統(tǒng)采用射流泵和真空泵兩種抽真空上水方式啟動：

a．選擇射流泵方式時，當水位達到高位將自動打開射流泵入水管路閥門。同時打開射流泵真空管路閥門，當射流泵入水管路的水進入射流泵后將變成高壓水經(jīng)射流泵出水管路流出，此高壓水會將射流泵真空管路里的空氣帶走，射流泵真空管路是與水泵及水泵上水管路相通，所以經(jīng)過一定時間后水泵上水管路及水泵內(nèi)就形成了相對的真空，此時真空壓力表輸出信號。系統(tǒng)接收到真空壓力表的信號后將自動啟動水泵電機，同時關閉射流泵真空管路及射流泵入水管路閥門，閥門關閉后打開水泵出水管路電動閘閥進行排水。若電動閘閥打開后一定時間內(nèi)水泵壓力未達到設定值（一般是因為水泵或上水管路漏氣導致）系統(tǒng)將會自動停止水泵運行并關閉電動閘閥同時報警。

b．選擇真空泵方式時，當水位達到高位將自動起動真空泵。以下過程與射流方式相同。

（3）水泵系統(tǒng)停止運行：

當水倉水位達到低位時將先自動關閉排水管路電動閘閥，電動閘閥關閉到位后（若一定時間內(nèi)未關到位則按故障方式停止）停止水泵電機。

（4）系統(tǒng)設置低限水位、高限水位、上限水位和危險水位四種水位線。當水位達到高限水位時，系統(tǒng)自動啟動  “運行泵”  ；達到上限水位時，系統(tǒng)自動啟動下一個“運行泵”  ；達到危險水位時起動“備用泵”  。水位低于上限水位時自動停止“備用泵”  ；低于高限水位時停止一個“運行泵”  ；當達到低位時自動停止另一個“運行泵”