水泵自动化控制系统使用说明书矿方2014728.doc
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1、水泵自动化控制系统使用说明书二零一四年七月42目录一、 概述31、系统用途32、主要功能及特点3二、系统和硬件组成41、硬件组成41.1主站电控箱41.1.1 概述41.1.2 性能特点51.1.3 技术参数51.2 分站电控箱61.2.1 概述61.2.2 性能特点61.2.3 技术参数71.3 就地箱81.3.1 概述81.3.2 性能特点81.4 操作台81.4.1 概述81.4.2 性能特点91.4.3 技术参数91.5 电动闸阀101.5.1 概述101.5.2 性能特点101.5.3 技术参数111.5.4 调试111.5.5 故障及维修121.5 电动球阀121.5.1 概述12
2、1.5.2 性能特点131.5.3 技术参数131.5.4 调试131.5.5 故障及维修141.6 液位计141.6.1 概述141.6.2 性能特点151.6.3 技术参数151.6 压力传感器161.6.1 概述161.6.2 性能特点161.6.3 技术参数171.7 负压传感器181.7.1 概述181.7.2 性能特点181.7.3 技术参数181.8 电磁流量计191.8.1 概述191.8.2 性能特点201.8.3 技术参数201.9 温度传感器212、 系统组成212.1 组成部分222.1.1 数据采集与检测222.1.2 现场监测与控制222.1.3 远程监测与控制22
3、三、 安装与调试231、系统安装232、系统调试23四、 系统工作原理和方式231、工作原理232、 工作方式及流程242.1 手动方式242.2 半自动方式242.3 自动方式252.4 遥控方式25五、 上位机系统平台使用说明261、系统平台概述262、系统平台功能263、系统实时监控274、系统信息管理315、系统视频管理326、趋势曲线管理336.1 曲线参数设置346.2 添加、删除数据356.3 曲线时间轴推移366.4 趋势曲线重置377、系统报警管理377.1 实时报警管理387.2 历史报警管理398、系统操作记录409、系统报表管理40六、 运行维护41七、故障问题及处理办
4、法42八、 故障处理经验43水泵自动化控制系统使用说明书一、 概述1、系统用途井下水泵自动控制系统适用于有甲烷和煤尘爆炸危险的煤矿井下水泵房的主、备水泵集中监测和监控。该系统以进口PLC作为核心主控单元,采用工业以太环网+现场总线模式的远程分布式监测、控制系统,通过各种传感器、电动阀门等监测各水泵和管路的工作状态,实现井下排水系统的自动控制,从而达到有效地节约能源、降低劳动强度、降低运行成本和延长设备使用寿命等目的,使井下排水系统安全可靠、节能高效、经济合理地运行。系统可实现煤矿井下排水系统无人值守,提高煤矿智能化调度和信息化管理水平,并可方便地接入矿井综合自动化系统。2、主要功能及特点每台水
5、泵具有远程、自动、半自动、手动控制方式;本系统采用进口PLC,可靠性高,使用寿命长,能连续运行工作,操作维护简便等特点。本系统能根据水仓水位等工况参数实现无人值守自动工作,从而实现减人提效的目的。本系统通过以太网与矿井工业环网系统相接,使调度指挥人员随时了解水泵的工作情况及水仓水位情况,便于调度指挥,提高工作效率。通过PLC主机可在地面实现对水泵进行遥控,并可以对水泵自动控制系统进行编程,满足客户需求。检测电机电流、电压、三相绕组温度和轴承温度;控制水泵电机的起动、停止,检测高爆开关分合闸状态;控制阀门电动执行器的开、关,检测开、关到位以及力矩开关信号,具有过力矩保护功能;实时检测真空泵工作状
6、态、水泵吸水管真空度及水泵出水口压力;若某台泵或所属阀门发生故障,则自动退出工作,后备水泵自动投入;井下触摸屏图形化动态显示水泵、真空泵、电动阀门的运行状态;光纤以太网接口便于接入矿井综合自动化系统。现场控制中心将采集的数据和调度策略传至地面调度中心,使地面调度中心同步显示水泵运行工况,地面调度中心可以发出指令给现场,实现远程指挥;通过摄像机将水泵工况画面传输到地面调度中心,地面调度中心能够直观的看到水泵现场的具体情况;实时显示和记录所有的检测数据,绘制实时曲线和历史曲线,可以随时查询、打印实时数据及任意时间段的历史数据;人机界面显示的内容丰富、形象、直观,操作简单、易懂,提高了系统的自动化程
7、度和智能程度;根据不同时期的具体情况,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;软件对操作权限进行了划分,不同的值班人员具有不同的操作权限,从而进行不同的操作。二、系统和硬件组成1、硬件组成1.1主站电控箱1.1.1 概述KXJ5-1140(660)(A)矿用隔爆兼本安型可编程控制器适用于有甲烷和煤尘爆炸危险的煤矿井下,是主排水自动化系统的核心单元,用于对井下水泵实现集中控制和监测。控制器以PLC为控制核心,可依据各个运行方式,实现整个泵房的集中控制、数据监测以及故障检测,性能可靠、功能完善、数据稳定,可以方便地接入矿井综合自动化系统。1.1.2 性能特点主站控制箱为
8、整个系统的核心,内部有西门子PLC、MOXA交换机、 开关电源、本安电源、接触器、继电器、熔断器、变压器、插座等;采用进口西门子S7-300 PLC作为主控制单元,充分保证可靠性、实时性、通过模块完成对水泵及相关设备信号的采集、交换及运算工作,并作出判断发出相应控制信号;灵活配置的输入输出接口可直接控制外部设备,实现分布式控制,实现数据远程采集和远程控制;与TH5-24(A)矿用本安型操作台或PH1-12M矿用本安型显示屏配套使用;通过RS485和PROFIBUS-DP分别与井下触摸屏和分站控制箱通讯;具有Ethernet光口,易于连接全矿综合自动化系统、其它子系统和智能设备。主控箱内放置有以
9、太网交换机,可以通过已建立的井下千兆工业以 太环网,将数据以及视频传输到综合自动化平台,实现设备的远程 控制,并预留一定的I/O接口;快开门结构使得调试、维护工作更具效率;该电控箱是本安防爆型,可靠性好、运行速度快、抗干扰能力和兼容性强,体积小、能耗底、易于维护,控制箱内布线美观、电路运行可靠稳定,使用寿命长;数据齐全,具有液位、压力、负压、流量、电机电流,以及电机绕组温度和轴承温度等。1.1.3 技术参数工作电压(V):AC660V/1140V,50Hz工作电压范围:(75%110% )Ue工作电流(A):1.0本安输出电压:DC24V,3路DC12V, 1路,配套PH1-12M 时本安最大
10、开路电压:DC24.5VDC12.5V本安最大输出电流:520mA,每路1270mA,每路非本安输出电压:DC24V,1路,配套PB1-24(A) 时非本安输出电流:2.3A输入信号:开关量48路,无源,导通电阻30,断开电阻100k模拟量14路,420mA,或05V,或Pt100,可根据需要添加输出信号:开关量32路,继电器无源接点,接点容量DC24V/2A开关量1路,有源,负载容量AC127V,300mA,可根据需要添加模拟量4路,420mA或05V,可根据需要需要添加通讯接口:RS485,1路,显示屏Ethernet单模光口,1路,可配加2电4光交换机通讯距离:1.2km,9600bps
11、无中继20km,10M/100M自适应现场总线:传输协议ProfiBus-DP,1路传输速率9.6Kbps6 Mbps传输距离1.2km100m,无中继电缆引入装置:规格A1,18个A2,18个B1,2个可配电缆外径(mm)(9.312.5)(10.613.1)(19.129.6)防爆型式:矿用隔爆兼本质安全型 ExdibI外形(宽深高) (mm3):800714960净重(kg):4001.2 分站电控箱1.2.1 概述分站控制箱亦采用西门子S7-300PLC为主控制单元,通过控制网通过PROFIBUS-DP总线连接与主站控制箱进行通讯,来完成相关水泵及相关设备信号的采集、交换及运算工作。1
12、.2.2 性能特点分站控制箱为整个系统重要组成部分,内部有西门子PLC、 开关电源、本安电源、接触器、继电器、熔断器、变压器、插座等;采用进口西门子S7-300 PLC,与主站电控内部的CPU进行DP通讯,充分保证可靠性、实时性、通过模块完成对水泵及相关设备信号的采集、交换及运算工作,并作出判断发出相应控制信号;灵活配置的输入输出接口可直接控制外部设备,实现分布式控制,实现数据远程采集和远程控制;通过PROFIBUS-DP和主站控制箱通讯;快开门结构使得调试、维护工作更具效率;该电控箱是本安防爆型,可靠性好、运行速度快、抗干扰能力和兼容性强,体积小、能耗底、易于维护,控制箱内布线美观、电路运行
13、可靠稳定,使用寿命长;数据齐全,和主站一起检测液位、压力、负压、流量、电机电流,以及电机绕组温度和轴承温度等。 与主站控制箱相同1.2.3 技术参数工作电压(V):AC660V/1140V,50Hz工作电压范围:(75%110% )Ue工作电流(A):1.0本安输出电压:DC24V,2路本安最大开路电压:DC24.5V本安最大输出电流:520mA,每路输入信号:开关量48路,无源,导通电阻30,断开电阻100k模拟量16路,420mA,或05V,或Pt100,可根据需要添加输出信号:开关量32路,继电器无源接点,接点容量DC24V/2A开关量1路,有源,负载容量AC127V,300mA,可根据
14、需要添加模拟量4路,420mA或05V,可根据需要添加现场总线:传输协议ProfiBus-DP,1路传输速率9.6Kbps6 Mbps传输距离1.2km100m,无中继电缆引入装置:规格A1,18个A2,18个B1,2个可配电缆外径(mm)(9.312.5)(10.613.1)(19.129.6)防爆型式:矿用隔爆兼本质安全型 ExdibI外形(宽深高) (mm3):800714960净重(kg):4001.3 就地箱1.3.1 概述CXH1-24就地箱适用于有甲烷和煤尘危险的煤矿井下,是主排水自动化系统的重要单元,用于对井下现场泵房实现控制和监测。就地箱是现场实现泵房的手动控制和运行情况监测
15、的操作平台,外形美观、显示清晰、操作方便、维护简单。 1.3.2 性能特点采用不锈钢的面板和全密封结构,确保了长期使用寿命;只具有手动运行方式,对设备单起单停,可以方便掌控;面板安装具有急停按钮,直接控制多个外部设备的启停按钮;面板安装具有各种设备状态指示灯;指示灯可以通过颜色变化来显示各个设备的运行到位状态以及故障指示;内部安装有接线端子排,通过电缆将操作台与就地箱、控制箱连接;与KXJ5-1140(660)(A)矿用隔爆兼本安型可编程控制器配套使用。1.4 操作台1.4.1 概述TH5-24(A)矿用本安型操作台适用于有甲烷和煤尘爆炸危险的煤矿井下,是主排水自动化系统的重要单元,用于对井下
16、现场泵房实现集中控制和监测。操作台是现场实现泵房的集中控制、故障检测和数据观察的操作平台,外形美观、显示清晰、操作方便、维护简单。 1.4.2 性能特点具有遥控、自动、半自动、手动四种运行方式;采用不锈钢的面板和全密封结构,确保了长期使用寿命;内置PB1-24(A) 矿用隔爆型显示屏或PH1-12M矿用本安型显示屏作为人机界面;操作面板安装具有急停、复位、备用按钮,以及直接控制多个外部设备的启停按钮和工作方式选择开关;显示面板安装具有各种设备状态指示灯、PB1-24(A)矿用隔爆型显示屏;指示灯可以通过颜色变化来显示各个设备的运行到位状态以及故障指示;显示屏可以通过动画、图形、汉字等方式直观显
17、示系统各个设备的工作方式、运行状态以及运行参数,具有历史数据查询和统计功能;出现故障时,蜂鸣指示灯可以发出预警以及闪烁,显示屏自动弹出故障诊断画面,显示通信故障和系统运行各类故障性质;内部安装有接线端子排,通过电缆将操作台与就地箱、控制箱连接;与KXJ5-1140(660)(A)矿用隔爆兼本安型可编程控制器配套使用。1.4.3 技术参数工作电压(V):DC24V,1路本安DC24V,1路,配PB1-24(A)工作电压范围:DC22.8VDC24.5VDC22.8VDC24.5V工作电流:500mA1.0A输入信号:开关量16路,无源,导通电阻30,断开电阻100k输出信号:开关量32路,无源,
18、导通电阻30,断开电阻100k通讯接口:RS485,1路通讯距离:1.2km,9600bps无中继电缆引入装置:规格A1,5个A2,8个可配电缆外径(9.312.5)mm(10.613.1)mm防爆型式:矿用本安型 ExibI外形(宽深高) (mm3):12009601170净重(kg):1501.5 电动闸阀1.5.1 概述随着煤矿开采自动化的提高,井下各种管道上的手动阀已无法满足自动控制要求,部分矿井改造时采用液压阀和电液阀,但液压阀和电液阀的密封件容易老化,每年都要进行维护保养,压差大时要手工降压后才能打开,也无法直接进入自动化系统控制。矿用电动闸阀安装方便,调试简单,调试运行后数年内不
19、用维护保养。而ZB系列电动装置正是为煤矿自动化水平的提高和成本下降而设计,现已在全国二十多个大型矿并中应用,具有体积小,性能可靠稳定的优点,可应用于闸海配水阀等。1.5.2 性能特点主要用于煤矿井下水泵房无人值班的全自动控制;流体阻力和启闭力矩小,双向密封无安装方向要求,使用寿命长;和“KXB系列矿用隔爆型阀门电动装置控制箱”配套使用;电动闸阀电动执行机构的组成主要由电动机、减速器、力矩控制器、行程控制器、开度指示器、 手电动切换机构、手轮及电气部分组成。1.5.3 技术参数工作电压(V):AC 660V工作电压范围:10%控制电压:24V、36V最大阀杆直径(mm):4060手动速比:1:1
20、输出转速(r/min):18、24、36电机功率(KW):0.25/0.37/0.55/0.751.1/1.5/2.23.0/4.0压力:1.6MPa 2.5MPa 4.0MPa 6.4MPa 10.0MPa工作制:为短时10分钟工作环境:a.海拔不大于2000m;b. 环境温度:-20+40;c. 相对湿度:95%(+25时);d. 用于含有甲烷、煤尘爆炸性危险气体的煤矿井下(采掘工作面除外);防爆型式:矿用本安型 ExibI1.5.4 调试电动装置与阀门组装后,必须对行程控制器、开度指示器分别进行调整、方可使用。调整前,必须检查开度指示器上的电位器是或已脱开,以防损坏,检查电机转向,以防电
21、机损坏。出厂时已按用户要求调好转矩,一般不需要调整,如需改变整定值,可旋转凸轮的调整轴至相应刻度,先调开度,再调关度。全关位置调整:用手将阀门关严用螺丝刀压下顶杆并转90度卡住按关向箭头旋转关向调整轴,至到关向凸轮动作为止回旋顶杆至原来位置;全开位置调整:用手动将阀门开到所需位置压下顶杆并旋转90度卡住按开向箭头旋转开向调整轴,知道开向凸轮动作为止旋回顶杆至原来位置;开度指示器调整:在调整好力矩,行程的基础上调整现场开度指示器和远传电位器,调整方法如下 :移动转圈数调整齿轮至所需的转圈数位置挂上电位器齿轮,拧紧电位器固定螺母并确定电位器齿轮的紧定螺钉是松开的手动或电动关闭阀门并面对指示盘观察电
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