泵(bèng)房遠程自動化(huà)控制(zhì)系(xì)統
泵房遠(yuǎn)程(chéng)自動化(huà)控制系統主要由(yóu)調(diào)度中心、泵(bèng)站監(jiān)控中心(xīn)、通信平台、泵(bèng)站遠程測(cè)控終端、計量測(cè)量及攝像設備(bèi)組成(chéng)。泵(bèng)房(fáng)遠程(chéng)自動化控制系統适用于城市(shì)供水系統中加(jiā)壓泵(bèng)站的(de)遠程(chéng)監控及(jí)管理。加(jiā)壓泵站(zhàn)管理人(rén)員可(kě)以(yǐ)在(zài)供水(shuǐ)公司的泵站監(jiān)控中心遠程監測站内清水池(chí)水位或進站壓力、加壓泵(bèng)組工作狀态、出(chū)站流(liú)量、出站壓力等。支持水泵啟動(dòng)設備手動控制(zhì)、自動控(kòng)制、遠程控制加壓泵組(zǔ)的啟(qǐ)停；光纖通(tōng)信時，可以圖像(xiàng)監視站(zhàn)内(nèi)全景(jǐng)及重要工位，實(shí)現泵站無(wú)人值(zhí)守。
泵(bèng)房遠程自(zì)動化控(kòng)制(zhì)系統(tǒng)的特點：
1、該系統(tǒng)具有高(gāo)度(dù)的自動化(huà)、系統簡單(dān)可靠并且便于(yú)維護。它的可擴(kuò)展性強，通過環型工(gōng)業以太網可以方便并接(jiē)于礦山(shān)其他的(de)數字化系統。數(shù)字化礦(kuàng)山/信息(xī)化礦井的實質就是實(shí)現礦山(shān)重要設(shè)備的(de)自動化控制及遠(yuǎn)程監控，礦山井下排水系統的現代化(huà)改(gǎi)造就(jiù)是實現井下泵(bèng)房的(de)無人值守(shǒu)及遠(yuǎn)程監控。
2、由(yóu)于在(zài)自動化系統中(zhōng)plc的優異性(xìng)和可靠性(xìng)，我(wǒ)們(men)對水(shuǐ)泵(bèng)及其附(fù)屬的抽真(zhēn)空系(xì)統（射流管路和真空泵管路）與(yǔ)管道電動閥門(mén)等裝置(zhì)實(shí)施了(le)plc自動檢(jiǎn)控(kòng)制及運行參數自動(dòng)檢測，動态(tài)顯示(shì)，并将數據(jù)傳送到地面生(shēng)産調(diào)度中心，進行實(shí)時檢測和報警顯(xiǎn)示(shì)，實現實時(shí)檢測、實時控(kòng)制、實時報警(jǐng)。
3、以plc為主處(chù)理(lǐ)器的自(zì)動化(huà)系統(tǒng)通過檢測水倉(cāng)水位(wèi)和其他(tā)參數，控(kòng)制水(shuǐ)泵輪(lún)流工(gōng)作與适(shì)時啟動備用泵，合理調(diào)度(dù)多台水(shuǐ)泵運(yùn)行。系統通以圖(tú)像、圖形(xíng)、數據、文(wén)字等(děng)方(fāng)式(shì)，直觀(guān)、形象适時地反(fǎn)應系統(tǒng)工作狀(zhuàng)态以及水倉水(shuǐ)位、電機運(yùn)行電(diàn)壓、電(diàn)流、功率、電(diàn)動機溫度、軸承溫度、水泵(bèng)軸承(chéng)溫度(dù)、排水管流(liú)量等參數(shù)，并通過通(tōng)訊(xùn)模(mó)塊與(yǔ)綜合監測主機實(shí)行(háng)數據交換(huàn)。本系統具(jù)有運行可(kě)靠、操(cāo)作方(fāng)便、自動化程度(dù)高等(děng)特點，并可(kě)提高(gāo)水泵(bèng)的壽(shòu)命并節省運行(háng)費用。
泵房(fáng)遠程(chéng)自動(dòng)化控制系(xì)統系(xì)統(tǒng)組(zǔ)成：
泵房自動化(huà)控制(zhì)系統分為兩(liǎng)個部分（數字(zì)化控制部(bù)分(fèn)和實時(shí)監測部(bù)分(fèn)）。
1、plc隔爆控制箱，負責整(zhěng)個系統的控制(zhì)程序，采(cǎi)用西門子旗下(xià)的s7300和s7200系(xì)列的plc。plc帶有(yǒu)以太(tài)網口可直接與(yǔ)交換機相(xiàng)連。具(jù)體連(lián)接方式可(kě)參考該系統圖(tú)紙。該(gāi)控制櫃内(nèi)配套(tào)光端(duān)機、plc、dp主(zhǔ)站模塊與井下(xià)環網交換機相(xiàng)連。
下(xià)圖(tú)為系統(tǒng)控制示意圖：
2、每(měi)個泵房系統設(shè)1主站plc300，3台(tái)分(fèn)站plc200互為冗(rǒng)餘，實現對(duì)電動閘閥的各(gè)種數(shù)字化控制(zhì)，大大提高(gāo)了系(xì)統的可靠性。
3、帶(dài)觸摸屏的(de)操作台，實現對系統(tǒng)的各(gè)種設備操(cāo)作及(jí)各種控制(zhì)方式的轉(zhuǎn)換，現場顯示各種設(shè)備運行狀态及(jí)參數(shù)，各設備故(gù)障狀态(tài)的(de)報警(jǐng)。操作台設各(gè)種(zhǒng)控制按(àn)鈕(niǔ)和數(shù)據顯(xiǎn)示裝置和(hé)報警信息。
plc控制(zhì)櫃(guì)、系(xì)統控制櫃(guì)、操作(zuò)台可根據需要組合為一(yī)體。
4、各(gè)種(zhǒng)傳感器和各(gè)種(zhǒng)數字儀(yí)表，液位開關和(hé)超聲波液位計用來檢測電機(jī)定子和軸承的(de)溫度、各水(shuǐ)倉的(de)液位深入等參(cān)數；遠(yuǎn)傳負(fù)壓表(biǎo)用來(lái)檢測(cè)射流(liú)泵排真(zhēn)空(kōng)時真(zhēn)空度是否達到(dào)設定(dìng)值；遠傳正(zhèng)壓表用來檢測(cè)水泵出口(kǒu)的壓(yā)力是(shì)否(fǒu)達到設(shè)定值(zhí)；傳(chuán)感(gǎn)器采(cǎi)用4~20ma或(huò)0~10v的(de)連續直(zhí)流信(xìn)号。
數字(zì)電(diàn)流表、電壓表顯(xiǎn)示控制(zhì)電(diàn)路的(de)工作(zuò)狀态和參(cān)數。
plc通過通訊接口和通訊(xùn)協(xié)議(yì)，與光端機(jī)、以太網交(jiāo)換(huàn)機(jī)進行通訊，通過高速(sù)環形(xíng)礦用光纖(xiān)将系統工(gōng)作(zuò)狀(zhuàng)态與運行(háng)參數傳至地(dì)面(miàn)中心主機(jī)，完(wán)成(chéng)各項(xiàng)數據的動态顯(xiǎn)示；同(tóng)時操作人(rén)員也可(kě)利(lì)用地(dì)面中(zhōng)心(xīn)站将操(cāo)作指(zhǐ)令(lìng)傳至井(jǐng)下(xià)交換機，控制(zhì)水泵運行。地面生産調(diào)度監控中心(xīn)主機(jī)，與全(quán)礦井生(shēng)産監控(kòng)系(xì)統可通(tōng)過以(yǐ)太網(wǎng)聯網，管(guǎn)理(lǐ)人員在(zài)地(dì)面即(jí)可掌握(wò)井(jǐng)下主(zhǔ)排水系統(tǒng)設備的所(suǒ)有檢測數(shù)據及(jí)工作(zuò)狀态，監測監控主機均可(kě)動态(tài)顯示主排(pái)水系統運(yùn)行的(de)模拟(nǐ)圖、運(yùn)行參(cān)數圖表，記(jì)錄系統運(yùn)行和(hé)故障數據，并實現就地(dì)和網絡報警(jǐng)。
系統實現(xiàn)：
1、當在發(fā)生險情時對水位進行(háng)可靠的遠(yuǎn)程控(kòng)制，同(tóng)時還可近(jìn)控及根據實際(jì)的水位(wèi)情(qíng)況自(zì)動控制。
2、在自動控制時，plc自(zì)動化(huà)控制系統根據水倉水(shuǐ)位的高(gāo)低、井下用(yòng)電負(fù)荷的高、低(dī)峰和(hé)供電部(bù)門(mén)所規(guī)定的平段、谷段、峰(fēng)段供電(diàn)電價(jià)時間段等因素(sù)，建立數學(xué)模型合理調(diào)度水泵(bèng)，根據(jù)實際(jì)情況(kuàng)先後開啟水泵(bèng)、或者(zhě)同時(shí)開啟多台水泵，并且(qiě)做到(dào)出現險情(qíng)時作(zuò)到及時報(bào)警。
本系統所安(ān)裝的水位傳(chuán)感(gǎn)器為投入(rù)式模(mó)拟量信号輸出(chū)的高精度傳感器，plc将接受到的(de)模拟量水位信号分成若(ruò)幹個(gè)水位(wèi)段，計算出(chū)單位(wèi)時間内不同水位(wèi)段(duàn)水位的上(shàng)升(shēng)速率，從而判斷礦井的湧水量，同時檢(jiǎn)測井下供(gòng)電電(diàn)流值，計算用電(diàn)負荷(hé)率，根據礦(kuàng)井湧(yǒng)水量(liàng)和用電負荷，控制在(zài)用電低峰和一(yī)天中(zhōng)電價(jià)低時(shí)開啟水泵(bèng)，用電(diàn)高峰(fēng)和電(diàn)價高時停止(zhǐ)水泵運(yùn)行，以(yǐ)達(dá)到(dào)避峰(fēng)填谷及(jí)節能的(de)目的。
3、由于(yú)射流泵、主排水泵及(jí)相關設備(bèi)控制開關(guān)均(jun1)采用電(diàn)動分、合閘開關(guān)，方便對所有(yǒu)系(xì)統部(bù)分進(jìn)行電(diàn)氣控(kòng)制。
4、每(měi)個泵(bèng)房的水泵分别(bié)控制(zhì)，獨立運行(háng)。每台水泵均裝(zhuāng)有真(zhēn)空(kōng)表、壓力表，電(diàn)動機設有電壓表、電流表(biǎo)、電(diàn)機定子和軸(zhóu)承溫(wēn)度傳感器(qì)。對實時數據及(jí)時檢測、上報、處理和報警。
5、自動輪(lún)換工作
為了(le)預防因(yīn)備用泵(bèng)及其(qí)電(diàn)氣設備或者(zhě)備(bèi)用(yòng)管路長期(qī)不用而使(shǐ)電機和電(diàn)氣設(shè)備受潮(cháo)或(huò)其他(tā)故障未及時發(fā)現，工(gōng)作泵出現(xiàn)緊急(jí)故障需投(tóu)入(rù)備(bèi)用(yòng)泵時，而(ér)不能及時(shí)投入(rù)以至(zhì)影響(xiǎng)礦井(jǐng)穩定，本系統設計了多台泵自(zì)動輪換工作控制，控制程序(xù)将(jiāng)水泵啟停(tíng)次數及運(yùn)行時間和(hé)管路使用次數及流量(liàng)等參數(shù)自動記錄并累(lèi)計，系(xì)統(tǒng)根(gēn)據這(zhè)些運行參(cān)數按(àn)一定(dìng)順(shùn)序自動(dòng)啟停水(shuǐ)泵(bèng)和相(xiàng)應管路(lù)，使(shǐ)各水(shuǐ)泵及其管(guǎn)路的使用率分(fèn)布均勻。當某台泵或所屬(shǔ)閥門故障(zhàng)，某趟(tàng)管路(lù)漏水(shuǐ)時，系統(tǒng)自(zì)動發(fā)出聲光(guāng)報(bào)警，記錄事(shì)故，同時将(jiāng)故障(zhàng)泵或(huò)管路(lù)自動退(tuì)出輪換(huàn)工作，其(qí)餘各泵(bèng)和管路繼續按(àn)既有順序自動輪換(huàn)工作(zuò)，以達(dá)到有(yǒu)故(gù)障(zhàng)早(zǎo)發現、早處理，以免(miǎn)影響礦(kuàng)井(jǐng)可靠生産的目(mù)的。
6、保(bǎo)證能實現在特殊時期，在出現(xiàn)險情的關鍵時刻操(cāo)作人(rén)員撤(chè)離現(xiàn)場(chǎng)後，能夠在遠方通過上(shàng)位機(jī)對整個系(xì)統進行控制。保證礦井供電排(pái)水系(xì)統的正常運行，及時排除(chú)險情，大程度地(dì)保障礦山(shān)穩定。
7、井下泵(bèng)房相關(guān)高、低壓控(kòng)制設(shè)備的(de)電(diàn)壓值，水(shuǐ)壓顯示，水井中控制閘閥(fá)的關(guān)閉，射流(liú)泵、主排(pái)水泵(bèng)的開、停閘(zhá)閥關閉，高、低水(shuǐ)位顯示與報警(jǐng)射流(liú)泵、主(zhǔ)排水(shuǐ)泵工作(zuò)時的額定電壓(yā)值、電流(liú)值、真(zhēn)空表、壓力(lì)表顯(xiǎn)示值、水泵(bèng)電機的(de)軸(zhóu)承、繞(rào)組溫度值、排水能力(lì)等(děng)相關數據，各種傳(chuán)感器(qì)、儀表檢測(cè)數據(jù)全部通(tōng)過(guò)編程(chéng)控制系(xì)統進行(háng)程序化，信息化(huà)後利用(yòng)光纜傳(chuán)入地面監控室(shì)，由上(shàng)位機(jī)進行(háng)顯示、控制，從而實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。
8、上位機界面能(néng)夠完(wán)整的(de)顯(xiǎn)示(shì)系統各個(gè)部分的工(gōng)作(zuò)狀态，系統通過圖形顯(xiǎn)示水泵、真空泵(bèng)、電磁閥(fá)的(de)運行(háng)狀态，采用(yòng)改變(biàn)圖形顔(yá)色和閃爍功(gōng)能進行事(shì)故(gù)報警(jǐng)。直(zhí)觀地(dì)顯示(shì)電磁閥和(hé)電動閥的開閉(bì)位置，實時(shí)顯示(shì)水泵抽(chōu)真空情況(kuàng)和(hé)壓(yā)力值。
用(yòng)圖形填充及趨勢圖(tú)、棒狀圖和(hé)數字(zì)形式準确(què)實時(shí)地顯示水(shuǐ)倉水位，并在啟(qǐ)停水泵的水位(wèi)段發出預(yù)警信号和(hé)低(dī)段、超低段、高段、高段水位分(fèn)段報警，用(yòng)不同音響(xiǎng)形式提醒(xǐng)工作(zuò)人員(yuán)注意。
9、系(xì)統設就地/自動/遠控選(xuǎn)擇功能，所以操(cāo)作系統(tǒng)、電動閥(fá)門控制、射(shè)流管(guǎn)路均具(jù)有手動(dòng)/自動(dòng)雙功能，保(bǎo)證系(xì)統可靠操(cāo)作運行。真空泵(bèng)與射流泵并聯(lián)，當該系統(tǒng)故障時，能(néng)及時恢複(fú)到原(yuán)來的排水(shuǐ)系統(tǒng)。
10、系統設檢(jiǎn)修閉鎖功(gōng)能。
雙(shuāng)環工業以太網(wǎng)介紹：
在光纖通訊網絡中如果(guǒ)現場(chǎng)需要主機(jī)控制多個節點(diǎn)就需(xū)要各(gè)種鍊(liàn)型網(wǎng)絡光端機(jī)、星型網絡光端機。不(bú)過本(běn)系統(tǒng)采用(yòng)的是(shì)一種性能更(gèng)為可靠(kào)的多節點(diǎn)光纖通訊(xùn)産品——雙環(huán)光端機！
在多節(jiē)點的(de)網(wǎng)絡中，每(měi)台光端機電接(jiē)口挂一個rs-232或者rs-485/422設備，而(ér)雙環的(de)概念(niàn)就是通過(guò)光端機上的2個(gè)獨立光(guāng)口串接成2個(gè)光纖環路(lù)，環路(lù)自診自愈(yù)，當一個環路故障時，另一(yī)環路(lù)可即時(shí)替(tì)換，各(gè)從站故障、掉電(diàn)、斷纖時自動切除，故障恢複後(hòu)自動(dòng)投(tóu)入；
雙環(huán)光端機特點：
光(guāng)纖鍊路故障時(shí)，各從站故障、掉(diào)電、斷纖時自(zì)動(dòng)切除(chú)，故障恢複後自(zì)動(dòng)投(tóu)入；各異步數據通道故障自診(zhěn)、自動(dòng)剔除(chú)，故障恢複後自動投(tóu)入。
對于單環、鍊(liàn)狀網(wǎng)絡結構(gòu)，我(wǒ)們可(kě)以理(lǐ)解為因故(gù)障而啟動(dòng)自(zì)愈功能的雙纖自愈環，因此這類(lèi)網絡(luò)結構(gòu)的可(kě)靠性(xìng)大大(dà)低于(yú)雙纖自愈環(huán)。
雙(shuāng)環自愈光(guāng)端機信号(hào)流向(xiàng)原理(lǐ)圖：
4個光(guāng)端機分(fèn)别擺放在4個不(bú)同的(de)地方(fāng)，紅線(xiàn)表示(shì)txb流向rxa的這(zhè)一順時(shí)針的閉(bì)合光路，箭頭表示(shì)信(xìn)号流(liú)向，藍(lán)線表(biǎo)示(shì)由txa流(liú)向rxb的這一逆時針(zhēn)的閉合光路，總(zǒng)之信号總(zǒng)是txb到(dào)rxa；txa到rxb，兩條(tiáo)光路的(de)信号流向要相反！具體現(xiàn)場走線還(hái)需要(yào)通過分析(xī)光端機的數量，擺放位置和信号流向(xiàng)來(lái)具體施(shī)工(gōng)。
雙環自愈(yù)光端機組(zǔ)成鍊型網(wǎng)路時信号流向示意(yì)圖：
