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中马村矿主排水泵房自动化控制系统的研究与应用


摘要: 中马村矿主排水泵房集控系统采用矿用隔爆兼本安型可编程控制器, 该控制器 PLC 采用西门子 S7-300 系列, 采用射流或真空泵进行抽真空, 通过在现有设备的基础上进行安装 相关设备及传感器,实现对现场的开关量、模拟量等信号的采集控制,以 PLC 为控制中心, 实现地面通过上位机开停水泵,现场利用操作台进行水泵开停操作。实践表明该系统实现了 井上下对水泵运行各类参数的实

时监测,降低了工人劳动强度,最大限度减少了耗电量。 关键词:煤矿;排水系统;PLC;上位机 中图分类号: X752 文献标识码: A 中马村矿井底南泵房共安装有十二台型号为 MD600-55×6 轴流式水泵,传统操作方式复 杂, 劳动强度大, 无法对水泵运行过程中各类参数进行实时监控。 针对本矿实际情况和要求, 在泵房配备一个本安操作台、十二个就地控制箱与一台 PLC 可编程控制器相结合,完成泵、 电动球阀的就地控制,在原来的射流阀上并接一个电动球阀以达到电控的要求,同时配备水 位、 流量、 温度、 正压、 负压等传感器。 系统建成后可以实现自动采集水泵的各种运行参数; 根据水仓水位、生产工作及负荷情况控制水泵自动工作。根据监测到的信号判断水泵的工作 情况;可远程、就地控制水泵的启停。在矿井地面调度监控中心可完成对水泵控制的各种操 作及查看视频图像。 1、实施方案 (1)球阀改造:配备两个电动球阀分别在手动射流阀处并接一个和在手动出气阀处并接 一个,经过改造实现了引水方式的电动控制。 (2)闸阀改造:将现有手动操作的闸阀更换为全自动闸阀。 (3)配备一台操作台,完成泵、电动球阀的就地监测和控制。 (4)配备一台 PLC 可编程控制器作为主站,完成十二台泵的控制和数据采集,另外配备 十二个就地控制箱作为从站,完成对每台水泵的就地控制。 (5)九趟管路分别配备一个流量计,监测每趟管路的流量。 (6)每个水仓分别配备一个水位传感器,完成对水仓水位的实时监测。 (7)每台泵配备一个正压传感器和一个负压传感器完成对泵的正压和负压的监测。 (8)每台泵配备一个电流变送器对泵的工作电流进行监测。 (9)在泵房、变电所分别安装 2 台防爆摄像仪,用于在集控室的监视器上监视水泵的运 行工况。 2、系统功能 2.1 远程控制功能 远程控制主要是由地面控制主机完成各水泵、电动球阀的控制,其控制方式有两种:集 控自动和集控手动。 集控自动控制方式时,系统根据工况设定,以及时间、水位等参数自动开启、停止水泵 的运转、并能实现泵阀的联锁起动,对运行中的各种参数进行实时控制,通过接口向上传送 数据。 根据所监测的水位信号, 设定出低水位、 高水位和上限水位信号。 每台水泵设置运行、 备用和检修三种工作方式,当水位达到高位或不在高位而处在用电低谷时间内,将自动启动 运行泵。 当水位达到高位或不在高位而处在用电高峰时间时自动停泵。 当水位到上限水位时, 自动启动“运行泵”及“备用泵” ,直到水位低于高位时停止“备用泵”只运行“运行泵” , 当低于或不在高位而处于用电高峰时间内时自动停泵。 当运行的水泵出现超温、 开关柜故障、 流量不够时自动停止运行,并提示报警。 集控手动控制方式时,由上位机手动选择好要启动的水泵,手动启动和停止泵的运行。 2.2 就地集控功能 根据实际需要也可以从远程控制方式切换到就地控制集控方式。系统采用就地集控操作 时,由工作人员根据生产需要以及设备状况,操作本安操作台完成单套水泵设备的启动、停 止。 2.3 就地急停功能 不论在何种控制方式下,均可通过急停按钮来停止该设备运行。

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