煤矿自动排水方案.doc

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1、XX 煤矿 -50M 泵房无人值守系统技术方案目录目 录2一概述 3.二改造的必要性 3.三改造方案 3.四功能及特点 4.1. 功能 42. 特点 5五工作原理 6.六系统组成 6.七信号采集元器件组成 9.八 ZM711 智能测控装置控制点数统计 1. 0九主界面显示图 1.1.十-50 泵房无人值守系统图 1.3十一系统设备报价表 14一 概述50M 泵房共有 3 台型号为 MDM280-43 ×3 的水泵，扬程为 90米，流量为 280 立方米/小时，水泵转速为 1480r/m；配套电机型号为 YBKL1-4 功率为 160kw， 供电电压为 6000V，转速： 1480r/

2、m；电流： 60A。二 改造的必要性1. 50 排水系统承担着排出 50M 水平所有涌水的重要任务，是保证矿井 安全生产的关键环节。排水系统各种设备能否安全、可靠、有效的运行，关系到 整个矿井的生产与安全。2. 排水设备不能实现自动开停、避峰填谷、科学调度、节能减排的要求。3. 不具备无人值守功能，不能在地面上实时查看井下运行情况，达不到国 家有关规定要求。三 改造方案1. 在每台水泵出水管路上增加 1 个电动闸阀执行机构与电动闸阀用电动机（矿用隔爆型）。2. 每台泵新装 2 个电磁阀（气用、水用）。增加 1 个水压传感器， 1 个负压传感器。3. 水泵房增加 2 台真空泵（配防爆电机） 。4

3、. 增加 2 台流量传感器用于检测水流量。5. 在水仓设置 1 台水位传感器，检测水仓水位。6. 安装矿用隔爆型光纤摄像仪和矿用本安型语音报警箱，做到视频监控和开泵扩音电话预警。安装 1 台急停开关（带扩音电话） ，便于在检修或有人工作 时闭锁其它操作功能7. 将原有的 6000V 启动柜改造： 内置自动排水控制装置和电动阀驱动装置380V ），增加光端机，电量变送器。8 为今后矿山供电自动化改造预留传输接口和传输通道，以免重复投资。四 系统功能及特点1. 系统功能（1）具有水位、电流、电压、有功电量、无功电量、有功功率、无功功率、 功率因数、馈电状态、设备开停和排水量， 水压，负压监测功能、

4、 烟雾报警功能。（2）具有备用电源。当电网停电后，继续监控时间不小于2 小时。（3）具有自检功能。当系统中传感器、分站、主站、传输电缆等设备发生 故障时，报警并记录故障时间，故障设备，以供查询及打印。（4）系统主机双机备份，并具有自动切换功能。当工作主机发生故障时， 备份主机投入工作，保证系统的正常工作。（5）具有实时存储功能。存储功能包括：水位、温度等主要测点模拟量 的实时监测值； 模拟量统计值（最大值、平均值、最小值） ； 报警及解除 报警时间及状态； 设备开/停时间及状态； 设备故障 /恢复正常工作时间及状 态等。（6）具有列表显示功能。模拟量及相关显示内容包括地点、名称、单位、报 警值

5、、监测值、最大值、最小值、平均值、传感器故障。开关量显示内容包括地 点、名称、开 / 停命令、状态、工作时间、开停次数、传感器状态。（7）具有模拟量实时曲线和历史曲线显示功能。在同一坐标上用不同颜色 显示最大值、平均值、最小值 3种曲线。在一屏上，同时显示不小于 3 个模拟量， 并设时间标尺，可显示出对应时间标尺的模拟量值。在同一屏上显示不小于 3 个模拟量是为了分析重要监测物理量的变化规律。（8）具有模拟动画显示功能，以便形象、直观、全面地反映安全生产状况。 显示内容包括工艺流程模拟图、 相应设备开停状态、 相应模拟量数值等。 具有漫 游、总图加局部放大、分页显示等功能。为便于使用模拟图，除

6、具有一幅显示泵 房概况的总图外，一般按使用功能划分多个系统图。9）具有系统设备布置图显示功能，以便及时了解系统配置、运行状况、 便于管理与维修。显示内容包括传感器、执行机构、分站、电控箱、主站和电缆 等设备的设备名称、位置和运行状态等。（ 10）具有报表、曲线、柱状图、模拟图、初始化参数等召唤打印功能（定 时打印功能可选），以便于报表分析。（ 11）具有人机对话功能，以便于系统生成、参数修改、功能调用。（12）具有防雷措施，防止雷电击毁设备。（13）具有抗干扰措施。（14）具有初始化参数掉电保护功能，以防停电后，初始化参数丢失。（15）具有网络通信功能，具有统一校时功能，便于矿领导及上级主管部

7、门 对监控信息的利用。（16）地面设备具有防静电措施。（ 17）系统工作稳定，性能可靠，出厂前进行连续 7 天的稳定性试验，系统 软件死机率应小于 1 次/720 小时。（18）系统调出整幅实时数据画面的响应时间小于 5 秒。2. 系统特点 每台水泵的保护、阀门控制、电参数和模拟量的采集，均采用独立单元， 输入输出均进入电磁启动器， 每台水泵单元只是从电磁启动器中输出 RS485 信号。使系统布线简单、运行可靠、独立性强、一台水泵发生故障，其他系 统照常运行。选用视频、音频、监听、数字控制等多媒体效果，形成了一套完整的多媒 体控制系统。水泵现场有闭锁性急停开关， 无论在设备检修还是人员检查时，

8、 只需按下 急停开关，无论采用哪种方式的操作都不能开机，确保现场人员不受伤害。自动方式时无需人为干预， 由下位机自动控制， 根据水位自动启、 停水泵， 自动实现水泵的轮换工作，做出合理调度；本系统保留了设备原先手动控制方式， 手动控制具有优先控制权， 保证了 即使系统出现故障，也可以在手动控制下实现水泵的正常工作；系统的实时性好，对各设备的运行工况能够实时监测、实时控制； 可以随时查询、打印实时趋势及任意时间段的历史趋势；人机界面显示的内容丰富、形象、直观，操作简单、易懂； 软件中嵌入了大量的控制策略， 可以根据实际情况做出不同的决策， 大大 提高了系统的自动化程度和智能程度；根据不同时期的具

9、体情况， 可以对软件的运行参数进行调整， 以适应复杂 的情况，提高了系统的适应性；系统能够进行远距离监控，并可无限扩展。五 工作原理当水位上升时， 水位传感器将信号传至起动器， 由模块将信号转变为模块识 别的数字信号后，送至 CPU。 CPU 对水位做出判断，超过规定水位，先后发出 打开气路电磁阀指令、 水路电磁阀指令和电动闸阀指令， 完成一台水泵的启动过 程。如果水位上升较快或水位达到另一规定的数值时， 启动另一台水泵， 直到水 位符合预设的要求。 在启用水泵时选择空闲时间最长的一组， 实现水泵的合理调 度。上述由采集模块采集的数据， 通过光纤传至远端地面控制计算机上， 远端计 算机同步显示

10、水泵的运行工况。需要远端控制中心控制时（具有控制权限） ，远 端计算机将指令通过光纤发送到现场计算机， 由现场计算机控制相应的设备完成 预定动作。六 系统组成1 数据采集与检测数据采集由装在启动柜中的 DCS 模块完成，模块检测传感器状态，并将数 据通过通讯模块传送至控制计算机。 主要采集的模拟量数据有： 水位、主电机电 流、排水管流量等；数字量数据有：真空接触器状态、水泵工作状态、电动阀门 状态、水泵出水口压力等。2. 现场监测与控制现场监测与控制部分由控制 CPU 、管理控制软件、手动集中操作面板组成。控制计算机和管理控制软件组成自动监控系统， 负责将模块传输来的数据整理分 析，根据控制策

11、略做出决策， 并将数据记录存储。 手动集中操作面板与自动监控 系统平行实现控制功能。3 远端监控指挥远端监控指挥部分由计算机、 管理软件、 网络传输部分组成， 通过计算机网 络，同步显示现场工况。 远端监控具有开放的接口， 可以扩展功能或接入其他系 统。4 视频监控在井下安装 3 台摄像机，管理人员可实时了解现场情况； 6 ZM711 测控装置用于控制水泵电机的开停及电动阀、电磁阀的供电。1 用于将各检测的传感器数据进行采集、整理、输出。通过可编辑的逻辑 关系、各传感器的动作返回信号，将采集的数据记录、存储。输出控制信号用于 控制电磁阀开启、关闭；电动闸阀的开启、关闭。2 内置阀门开关驱动装置

12、用于电动闸阀开启时的供电3 电磁阀驱动装置用于水、气电磁阀开启时的供电。4 具有电量计量功能。5 ZM711 型智能测控装置是以新型微控制器为核心的智能化矿用电子设备，能方便地与多种传感器、执行器配接，构成矿用监控子系统，完成数据采集处理、信息编码传输、超限报警断电、远方控制、就地控制、自检测试、就地显供电电源12V,0.5A主要技术参数传输速度19200bps传输距离不小于 45km传输信道两芯矿用屏蔽低频通信电缆或光缆传输方式异步时分制基带传输转换误差不大于 0.5%（相当于 1bit ）容量20 路模拟或开关量输入， 10 路开关量输出，10 路模拟量输入模拟量输入信号4 20Ma/01

13、0V开关量输入信号无电位接点或高低电平，高电平不小于3V不大于 1V开关量输出信号输出电流大于 2mA时，输出电压不小于6V输入电流为 2mA时，输出端电压应不大于 1V，低电平示、就地设备检修等功能，它可以与多种型号的综合监控系统配套使用。地面主机通过传输接口的放大和隔离向测控器发送初始化、 测试命令，测控 器则根据主机的命令类型回送相应的信息， 根据主机的初始化信息对各有关的输 入口进行采集和处理， 并将所有的信息放入发送缓冲区等待发送。 发送给地面主 机的信息在 CRT上或模拟盘上进行显示。7. 传感器水位传感器采用投入式液位传感器。 传感器采用一用一备的运行方式， 确保系统正常运行。七

14、 主要信号采集元器件组成序号名称型号数量单位生产厂家1流量传感器GLY12台楠江集团2水位传感器GUY52台楠江集团3压力传感器GPD2003台楠江集团4负压传感器GPD80G3台淮北安全仪器厂56烟雾传感器GQL0.1(A)2台焦作科诚7阀门电动装置YBDF2-321-43台南阳微特8电磁阀DF4/7.56台枣庄远大八 ZM711智能测控装置控制点数统计根据主要输入输出设备，统计控制点数如下：序号控制点名称控制点类型DIDOAIAO1电动闸阀开到位32电动闸阀关到位33电磁阀开到位64电磁阀关到位65打开电动闸阀36关闭电动闸阀37打开电磁阀68电磁阀返回69电动闸阀返回310轴承温度611

15、水仓水位212气口真空度313水口压力314管道流量215水泵电机电压316水泵电机电流317泵房温度218泵房烟雾2小港煤矿泵房无人值守系统方案九小港煤矿泵房无人值守系统方案小港煤矿泵房无人值守系统方案十 -50 泵房无人值守系统图一 系统设备报价表序号设备名称型号单位数量单价总价厂家安标证号备注一 现场传感器部分1流量传感器GLY1台21300026000安装在 总出水 管路2水位传感器GUY5台21900038000投入式3压力传感器GPD200台39000270004负压传感器GPD80G（0 80）台3390011700淮北煤矿 安全仪器 厂MFB080082气路真 空度5温度传感器

16、GWD40台轴承温度与泵房温度6烟雾传感器GQL0.1（A）台231006200焦作科诚泵房烟 雾二. 阀门控制部分1智能测控装置Zm711台319000570002智能保护器Zm711-1台3320096003阀门开关驱动装置Zm711-3台310003000闸阀供 电4电磁阀驱动装置Zm711-4台38002400电磁阀供电5电量变送器YD2300支39200276006电磁阀DF4/7.5台6350021000枣庄远大200332817阀门电动装置ZB45台322000660008真空泵SK-3台22100042000不含启动器三集中控制及数据传输部分（二）矿用本安电源KDW28台245

17、009000宜兴三恒（三）隔爆型接线箱4口台320006000浙江电光（四）多媒体光端机ZMD485对11800018000山东中煤 电器四.音视频监控部分（一）矿用隔爆型光纤摄 像仪KQB-127J台2800016000山东中煤 电器20069680（三）扩音电话Ktc11.3台2590011800济南知顺20043516五. 地面监控及软件部分（一）监控主机1GB/80G/DVD套11200012000台湾研华（二）视频卡HC08个315004500山东中煤 电器（三）传输接口KJ233-J台141004100山东中煤 电器（四）矿井排水监控软件KJ233套14900049000山东中煤 电器1通讯采集部分KJ233-CJ套11500015000井上/ 下数据 通讯2数据存储部分KJ233-CC套11500015000数据存 储数据 库3局域网浏览部分KJ233-CS套11900015000局域网 内用户 查看（五）Sql ServerSql 2000套120000微软数据库六. 附件（一）控制电缆、信号电 缆4芯米15001015000扬州电缆甲供（二）矿用光缆铠装 6 芯米500157500扬州电缆甲供合计536900安装费 6%32214总计569114