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2、3 自動控制
系統(tǒng)控制設(shè)計選用了日本歐姆龍公司C200HE型PLC為控制主機(jī),該機(jī)為模塊化結(jié)構(gòu),由PLC機(jī) 架、CPU、數(shù)字量I/O、模擬量輸入、電源、通訊等模塊構(gòu)成。PLC自動化控制系統(tǒng)根據(jù)水倉 水位的高低、井下用電負(fù)荷的高、低峰和供電部門所規(guī)定的平段、谷段、峰段供電電價時 間段(時間段可根據(jù)實(shí)際情況隨時在觸摸屏上進(jìn)行調(diào)整和設(shè)置)等因素,建立數(shù)學(xué)模型,合理調(diào)度水泵,自動準(zhǔn)確發(fā)出啟、停水泵的命令,控制5臺水泵運(yùn)行。
為了保證井下安全生產(chǎn),系統(tǒng)可靠運(yùn)行,水位信號是水泵自動化一個非常重要的參數(shù),因此,系統(tǒng)設(shè)置了兩套水位傳感器,模擬量和開關(guān)量傳感器,兩套傳感器均設(shè)于水倉的排水配水倉內(nèi),PLC將接受到的模擬量水位信號分成若干個水位段,計算出單位時間內(nèi)不同水位段水位的上升速率,從而判斷礦井的涌水量,同時檢測井下供電電流值,計算用電負(fù)荷率,根據(jù)礦井涌水量和用電負(fù)荷,控制在用電低峰和一天中電價*低時開啟水泵,用電高峰和電價高時停止水泵運(yùn)行,以達(dá)到避峰填谷及節(jié)能的目的。
2、4 動態(tài)顯示
動態(tài)模擬顯示選用日本Digital公司的GP-570T型觸摸式工業(yè)圖形顯示器(觸摸屏),系統(tǒng)通過圖形動態(tài)顯示水泵、真空泵、電磁閥和電動閥的運(yùn)行狀態(tài),采用改變圖形顏色和閃爍功能 進(jìn)行事故報警。直觀地顯示電磁閥和電動閥的開閉位置,實(shí)時顯示水泵抽真空情況和壓力值 。
用圖形填充以及趨勢圖、棒狀圖方式和數(shù)字形式準(zhǔn)確實(shí)時地顯示水倉水位,并在啟停水泵的水位段發(fā)出預(yù)告信號和低段、超低段、高段、超高段水位分段報警,用不同音響形式提醒工作人員注意。
采用圖形、趨勢圖和數(shù)字形式直觀地顯示3趟管路的瞬時流量及累計流量,對井下用電負(fù)荷的監(jiān)測量、電機(jī)電流和水泵瞬時負(fù)荷及累計負(fù)荷量、水泵軸溫、電機(jī)溫度等進(jìn)行動態(tài)顯示、 超限報警,自動記錄故障類型、時間等歷史數(shù)據(jù),并在屏幕下端循環(huán)顯示*新出現(xiàn)的3條故障(故障顯示條數(shù)可在觸摸屏上設(shè)置),以提醒工作人員及時檢修,避免水泵和電機(jī)損壞。
2、5 通訊接口
PLC通過通訊接口和通訊協(xié)議,與觸摸屏進(jìn)行全雙工通訊,將水泵機(jī)組的工作狀態(tài)與運(yùn)行參數(shù)傳至觸摸屏,完成各數(shù)據(jù)的動態(tài)顯示;同時,操作人員也可利用觸摸屏將操作指令傳至PL C,控制水泵運(yùn)行。PLC同時將水泵機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)與參數(shù)經(jīng)安全生產(chǎn)監(jiān)測系統(tǒng)分站傳至地面 生產(chǎn)調(diào)度監(jiān)控中心主機(jī),與全礦井安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng),管理人員在地面即可掌握井下主排水系統(tǒng)設(shè)備的所有檢測數(shù)據(jù)及工作狀態(tài),又可根據(jù)自動化控制信息,實(shí)現(xiàn)井下主排水系統(tǒng) 的遙測、遙控,并為礦提供生產(chǎn)決策信息。觸摸屏與監(jiān)測監(jiān)控主機(jī)均可動態(tài)顯示主排水系統(tǒng)運(yùn)行的模擬圖、運(yùn)行參數(shù)圖表,記錄系統(tǒng)運(yùn)行和故障數(shù)據(jù),并顯示故障點(diǎn)以提醒操作人員注意。
3、 系統(tǒng)功能及特點(diǎn)
(1)PLC控制程序采用模塊化結(jié)構(gòu),系統(tǒng)可按程序模塊分段調(diào)試,分段運(yùn)行。該程序結(jié)構(gòu)具 有清晰、簡捷、易懂,便于模擬調(diào)試,運(yùn)行速度快等特點(diǎn)。
(2)系統(tǒng)根據(jù)水位和壓力控制原則,自動實(shí)現(xiàn)水泵的輪換工作,延長了水泵的使用壽命。
(3)系統(tǒng)可根據(jù)投入運(yùn)行泵組的位置,自動選擇啟動就近的真空泵,若在程序設(shè)定的時間內(nèi)達(dá)不到真空度,便自動啟動備用真空泵。
(4)系統(tǒng)根據(jù)電網(wǎng)負(fù)荷和供電部門所規(guī)定的平段、谷段、峰段供電電價時間段,以“避峰填谷”原則確定開、停水泵時間,從而合理地利用電網(wǎng)信息,提高礦井的電網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量。
(5)PLC自動檢測水位信號,計算單位時間內(nèi)不同水位段水位的上升速率,從而判斷礦井的涌水量,自動投入和退出水泵運(yùn)行臺數(shù),合理地調(diào)度水泵運(yùn)行。
(6)在觸摸屏上動態(tài)監(jiān)控水泵及其附屬設(shè)備的運(yùn)行狀況,實(shí)時顯示水位、流量、壓力、溫 度、電流、電壓等參數(shù),超限報警,故障畫面自動彈出,故障點(diǎn)自動閃爍。具有故障記錄,歷史數(shù)據(jù)查詢等功能。
(7)系統(tǒng)具有通訊接口功能,PLC可同時與觸摸屏及地面監(jiān)測監(jiān)控主機(jī)通訊,傳送數(shù)據(jù),交換信息,實(shí)現(xiàn)遙測遙控功能。
(8)系統(tǒng)保護(hù)功能有以下幾種。
超溫保護(hù):水泵長期運(yùn)行,當(dāng)軸承溫度或定子溫度超出允許值時,通過溫度保護(hù)裝置及PLC 實(shí)現(xiàn)超限報警。
流量保護(hù):當(dāng)水泵啟動后或正常運(yùn)行時,如流量達(dá)不到正常值,通過流量保護(hù)裝置使本 臺水泵停車,自動轉(zhuǎn)換為啟動另一臺水泵。
電動機(jī)故障:利用PLC及觸摸屏監(jiān)視水泵電機(jī)過電流、漏電、低電壓等電氣故障,并參與控制。
電動閘閥故障:由電動機(jī)綜保監(jiān)視閘閥電機(jī)的過載、短路、漏電、斷相等故障,并參與水泵的聯(lián)鎖控制。
(9)系統(tǒng)控制具有自動、半自動和手動檢修3種工作方式。自動時,由PLC檢測水位、壓力及有關(guān)信號,自動完成各泵組運(yùn)行,不需人工參與;半自動工作方式時,由工作人員選擇某臺或幾臺泵組投入,PLC自動完成已選泵組的啟停和監(jiān)控工作;手動檢修方式為故障檢修和手動試車時使用,當(dāng)某臺水泵及其附屬設(shè)備發(fā)生故障時,該泵組將自動退出運(yùn)行,不影響其它泵組正常運(yùn)。PLC柜上設(shè)有該泵的禁止啟動按鈕,設(shè)備檢修時,可防止其他人員誤操作,以保證系統(tǒng)安全可靠。系統(tǒng)可隨時轉(zhuǎn)換為自動和半自動工作方式運(yùn)行。
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