湘煤集團南陽礦業有限公司前進煤礦-250水平中央水泵無人職守遠程控制系統設計方案湖南星奧信息技術有限公司2011-05-13目 錄1.概述31.1系統參數31.2所有權信息32.系統建設目標32.1用戶需求分析42.2系統功能及特點43.系統設計原則和依據53.1設計依據53.2設計原則53.3引用標準64.系統總體設計64.1控制方式74.2控制對象84.3控制功能及要求95.主要設備技術參數165.1控制分站175.2傳感器175.3上位機226.技術支持與服務236.1保障機制236.2咨詢服務236.3故障響應246.4備品備件246.5系統升級246.6保修服務246.7人員培訓247項目實施方案摘要及起止時間278.設備清單271. 概述礦井排水系統承擔著排出井下涌水的重要任務，是礦井安全生產的關鍵環節，排水系統各種設備能否安全、可靠、有效的運行，關系到整個礦井的生產與安全。排水設備一般功率大，耗電量多，傳統排水只能靠人工手動控制泵的起停，無法利用排水設備與倉容，科學、合理的調度排水量與排水時間。因而傳統的礦井排水方式普遍存在能耗大、效率低、生產成本高的缺點。基于以上原因實現礦井排水自動化控制和地面遠程監控，可依據水倉水位起停水泵，提高水泵有效利用率，大大降低生產成本；可減少看護人員，相應減少工資投入，并可充實設備維護檢修隊伍，提高維護質量，減少事故發生，變事故發生后的被動檢修為主動的定期檢修，提高設備的使用率；可以保證安全生產，改善工作環境，提高勞動生產率；可有效的保護水泵電機等設備，延長使用壽命，減少事故停機時間，提高排水能力；通過調整開停時間避開電力負荷高峰期，有效地削峰填谷，節約電費開支。1.1系統參數 前進煤礦-250水平中央水泵房由4臺型號為D450-60/84*3型水泵組成，功率355KW，電壓為6KV，水泵流量450立方米/小時，水泵揚程為175.1米，排水管路為二趟，內水倉容量為733立方米，外水倉容量為1102立方米。1.2所有權信息本技術方案的所有權歸屬山湖南星奧信息技術有限公司，如果沒有征求賣方的同意和允許，不得復制、發表和提供給其他任何人或單位。2. 系統建設目標1、節省傳輸通道（光纖、通訊設備等）的重復投資費用和維護費用；節省數據庫、組態軟件、軟件開發等重復投資費用；搭建傳輸平臺、數據平臺和監控平臺，一次投資，長期受益；2、在地面集中監測監控，井下減員，減少井下人員傷亡的可能性；改善工作環境，提高安全系數，保障職工人身安全；數據共享，報警聯動，減少由于礦井災難所造成的損失；3、實現無人值守和定期巡檢，有效降低人員成本；實現設備自動控制，減少工人勞動強度；減少崗位用工，提高全員效率；4、減少人工操作失誤，延長設備使用壽命；提高對設備的故障分析和判斷能力，減少停機事故；加強對運輸的調度和管理，提高運輸能力；5、為礦井自動化系統提供一個高速、安全、可靠的管理平臺；提高整體集成水平，發揮自動化系統的綜合管理效益；實現煤礦管控一體化，提高煤礦的安全生產管理調度水平。2.1用戶需求分析煤礦井下水泵是煤礦生產的主要設備之一，實現井下泵房的遠程控制與監測，是綜合自動化建設的重要組成部分。目前,在礦井泵房的排水系統設計中 ,一般設置多臺多級離心水泵 ,一組工作、一組備用 ,并設置了用于輪換檢修的水泵。這些水泵電壓高、功率大、運行工況復雜，人工很難做到實時監控。另外，對于水泵啟動前吸水管路的充水（抽真空）、水倉水位監測、泵房內設備的運行與管理等工作 ,普遍采用人工操作方式。傳統模式操作過程繁瑣、勞動強度大、人為因素多、啟泵時間長、自動化程度低，已不能適應現代化礦井管理的要求 ,因此 ,有必要使泵房水泵實現自動化控制。2.2系統功能及特點1、實時在線監測水倉水位，當水位達到上限時能夠報警，自動開啟水泵；當水位達到下限時，發出聲光信號，自動停泵；2、實時在線監測水泵各工況參數，包括水位、流量、電壓、電流、壓力、功率、溫度、真空度、閘閥開啟度等；3、具有數據分析功能，對水泵的效率、電耗、工況點等進行分析，確保經濟運行；4、當水泵出現故障時，能夠及時報警，并能夠自動開啟備用水泵，不能滿足排水能力時，根據涌水量情況自動確定開啟水泵臺數。系統應具有以水倉水位為主，結合分時計費和避峰填谷原則，確定開停水泵時間。同時根據水位控制原則自動實現水泵的輪換工作；5、具有遠程、就地啟動、停止功能；6、可現場、遠程編程，完善修改系統功能；7、水泵房現場以計算機圖形界面結合現場操作，最大程度簡化操作與狀態顯示；8、集中控制器采用三菱公司的FX2N系列PLC及先進的過程控制軟件，實現井下排水監控系統的最優控制策略；9、井下排水監控系統的報警，信息顯示，報表統計處理能夠全部融入整個礦井監控系統的數據系統；10、具備完善的系統保護功能；11、控制系統可以通過以太網接入礦井工業以太干網，實現水泵監控子系統與全礦井的自動化監控系統信息共享；12、具有較強的兼容性和擴展性，為下一步綜合自動化集中控制做好擴展接口；13、具有實時現場工況監控功能，并能將現場運行狀況圖像保存，可隨時查看各時間段設備的運行狀況3. 系統設計原則和依據3.1設計依據（1）設計方案根據前進煤礦安全生產泵房自動化監控實際要求而做出。（2）系統設備符合前進煤礦生產環境條件，符合煤礦安全規程相關要求。3.2設計原則（1）、安全可靠性1）、擁有遠端控制及就地控制兩種控制方式，當集中控制柜與遠端監控平臺通訊中斷時，自動轉入就地控制方式。就地控制方式又可分為就地集中控制及就地手動控制。2）、全方位監控電機、水泵、啟動柜、真空系統等各環節，對系統出現的異常能夠提前給出預警。3）、嚴格規范地按照規定的程序對水泵進行自動啟、停。4）、選用可靠的控制原器件，水泵房控制核心選用三菱公司的可編程控制器FX2N系列，繼電原件選用國產名牌的器件。（2）、先進性1）、由于采用了光纖環網通訊傳輸技術使得數據傳輸更加快捷、可靠。2）、采用了組態軟件控制編程技術，不僅使可靠性大為提高而且使程序更加具有通用性，也使系統的二次開發及擴容變得更加規范、容易。3）、本系統遵循礦井綜合監控系統標準子系統接口規范使得該系統可以非常容易地并入礦井綜合監控系統中，與其它子系統實現數據的共享。該控制系統是由地面操作員站、水泵控制分站二部分組成。控制系統對泵房內排水泵、射流系統、抽真空系統、管道電動閥門和水泵軸震動等裝置實施了自動控制及運行參數自動檢測，通過檢測水倉水位、電機電流、電機電壓、閘閥開啟度、流量、真空度等參數，控制水泵工作。控制系統面板上設有液晶觸摸屏，就地實時以圖形、圖像、數據、文字等方式，直觀、形象、實時地反映系統工作狀態以及水倉水位、電機工作電流、電機溫度、水泵溫度、排水管流量、水泵真空度等參數。通訊管理機將各種數據信息傳送到地面生產調度中心和生產設備控制中心，地面操作員站進行實時監測監控及報警顯示、故障歷史查詢、模擬量曲線顯示和報表打印。該系統具有運行可靠、操作方便 、自動化程度高等特點。視頻監控系統將現場運行工況以錄像的形式發送并保存到上位機，在上位機上以四畫面的形式顯示各設備的運行狀況及吸水井液位變化。3.3引用標準煤礦安全規程煤礦設計規范爆炸性環境用防爆電氣設備本質安全型電路和電氣設備要求GB 3836.4-83爆炸性環境用防爆電氣設備通用要求 GB 3836.1-83礦用一般型電氣設備 GB 12173-90煤礦通信、檢測、控制用電工電子產品通用技術要求 MT 209-90工業自動化儀表工程施工及驗收規范 GBJ 93-86工業企業通信設計規范 GBJ 42-81通用用電設備配電設計規范 GB 50055-934. 系統總體設計煤礦排水系統承擔排出井下全部涌水的重要任務,是保證礦井安全生產的關鍵環節,其各種設備的可靠運行,關系到整個礦井的安全,能否達到經濟合理運行,關系到礦井的經濟效益。因此,應用現代自動化控制技術,實現煤礦排水系統的自動化控制,保證煤礦安全可靠、經濟合理尤為3.1 系統組成本控制系統以PLC作為控制核心,觸摸屏為顯示和主要操作設備，通過PLC檢測水泵設備和傳感器等的信號，控制水泵、真空泵等設備和電動閥門、電磁閥等執行器的開啟與關閉。PLC模擬模塊通過傳感器采集現場壓力、流量、電壓、電流等信號，并顯示在上位機上，系統主要包括控制柜、配電柜、傳感器和執行器等四部分。 1、控制柜：為礦用一般型柜體，主要由PLC、觸摸屏、中間繼電器、信號變送器、以太網絡交換機、開關電源、按鈕和指示燈等元器件組成，具備信號采集、變換、處理、輸出、顯示、保護、故障報警和通訊等多種功能。觸摸屏的作用是就地實時以圖形、圖像、數據、文字等方式，直觀、形象、實時地反映系統工作狀態以及水倉水位、電機工作電流、電機溫度、水泵溫度、排水管流量、水泵真空度等參數。2、配電柜（根據現場實際的選配部分）：主要由斷路器、接觸器、熱繼電器等元器件組成，是電動閥門、真空泵、電動球閥等的配電回路。3、傳感器：主要包括超聲波液位計、超聲波流量計、負壓變送器、壓力變送器、電機繞組及軸承溫度傳感器、水泵軸承溫度傳感器、電機電壓及電流互感器、閥門位置行程開關和過轉矩行程開關等。 4、執行器：包括多功能控制閥、電動球閥等。5、視頻監控系統：包括攝像頭、數字硬盤錄像機、光纖、光端機、終端盒等4.1控制方式為了滿足日常運行、檢修、故障處理等需要，具備兩種控制模式：就地、遠程。操作人員可采用不同方式控制各水泵的啟動和停止：1) 就地控制就地控制主要分為就地半自動控制與手動控制。就地半自動控制：半自動控制主要是指操作人員在井下值班室通過控制柜上的觸摸屏，實現一鍵啟停水泵。當與地面通訊故障或者日常檢修故障處理時，操作人員可選擇就地控制狀態。2) 遠程控制遠程控制主要分為遠程半自動控制與遠程全自動控制。半自動控制是指操作人員只需在地面控制中心操作鼠標鍵盤，一鍵啟停水泵，以及故障解除等。并且通過計算機語音系統發布報警提示。全自動控制是指系統根據水位高低（用戶可以設置高低水位）實現自動開停水泵，具有避峰填谷（時間段可設置）、自動輪換、超限報警等功能。3) 控制方式變換遠程和就地選擇：可以通過就地控制柜上的遠程就地選擇開關，來切換遠程控制或就地控制。自動和手動選擇：可以通過就地控制柜上的自動手動選擇開關，來切換自動控制或手動控制。當需要遠程和就地半自動控制時，自動手動選擇開關需打到自動狀態；當需要手動控制時（PLC只監視不控制），屏蔽PLC的輸出點，操作員通過水泵原有自帶控制系統控制。遠控的兩種方式可以通過上位機選擇。4.2控制對象（1） 水泵系統 圖4-1 水泵控制系統圖（2）水泵配電控制柜：控制系統就地顯示控制可采用液晶觸摸屏完成，可顯示水泵電機的電壓，電流以及功率因數；通過指示燈顯示水泵及附屬設備的工作狀態；水泵的開停及附屬設備開停控制，能對水泵進行就地控制，可作為水泵的操作柜。顯示屏具有RS485通訊接口，通過以太網或工業總線接口與上級監控系統完成通訊，實現遠距離監控。監測需要的所有信號，經傳感器檢測，送入相應的信號變送器變成標準的420mA信號或15V信號，由變送器送入FX2N系列控制器配置的I/O模塊，實現對原始一次信號的采集，實現對所監測信號的采集與傳輸，包括所需的電氣參數、水泵系統工作狀態、故障等信號等。同時能接受上級監控系統傳來的各種動作指令和保護調試指令并可靠執行，實現遠方操作或自動化運行控制、接受解鎖命令后能修改參數設定等。（3）水位檢測、流量檢測：超聲波水位計、超聲波流量計信號接入。（4）射流系統：真空度檢測、射流電磁閥控制、排氣管路電磁閥控制等。（5）抽真空系統：抽真空電機控制、排氣管路電磁閥控制、真空度檢測等。（6）有底閥水泵的控制：灌水、開泵。（7）視頻監控系統：現場設備監控、吸水井液位監控。4.3控制功能及要求4.3.1水泵操作單臺水泵自動啟動的過程為：啟動抽真空系統、檢測真空度、啟泵、檢測水泵出水口壓力、水泵出水口多功能控制閥自動開啟。停機過程則為通過啟動柜停止水泵，水泵出水口多功能控制閥自動關閉。4.3.2運行前狀態檢測開泵前必須檢查待開水泵的高壓柜及電機綜保的供電是否正常。待開水泵的各種顯示是否正常，水倉水位顯示是否正常，且應無故障顯示。4.3.3啟動系統根據水倉水位、上升速度的情況啟動水泵，井下泵房排水泵的啟動方式有三種：1、自動v 將工作方式選擇開關打在“自動”位置；v 當水倉水位高于上限水位時，計算機將自動選定射流管路和待開水泵，按照所設定的運行程序，自動啟動待開水泵。2、半自動v 工作方式選擇開關打在“半自動”位置；v 選定排水管路；v 選定待開水泵，并確定射流管路；v 按下待開水泵的啟動按鈕，計算機將按照所設定的運行程序，自動啟動待開水泵。3、手動v 工作方式選擇開關打在“檢修”位置；v 選定排水管路，打開管路閘閥；v 選定待開水泵，并確定射流管路；v 開啟射流；v 觀察真空表，確認泵體內已充水(否則不能進行下一步操作)；v 啟動電機；v 水泵出水口多功能控制閥自動開啟，并觀察電機、水泵運轉情況是否正常；v 關閉射流。4.3.4運行1、水泵在運行期間，應經常進行以下觀測，發現問題及時采取措施：v 電壓不得超過額定值的正負5，電流不得超過額定值；v 觀察壓力、真空和流量指示的變化情況；v 觀察模擬量的顯示和水倉水位的變化情況；v 電機和水泵有無異狀；v 檢查進、出水管路，泵體、閘門、盤根密封等有無漏水現象。2、水泵在運行期間出現下列情況之一時，應緊急停：v 水泵不上水；v 水泵或電機有異狀；v 電機或電氣設備冒火和冒煙；v 泵體嚴重漏水；v 平衡水失常；4.3.5正常停泵與啟動相對應，正常停泵方式也有三種：1、自動：水泵在“自動”工作方式下運行，當水倉水位低于下限水位時，計算機將按照所設定的停泵程序自動停止運行水泵。2、 半自動：水泵在“半自動”工作方式下運行，需要停泵時，司機應按下“停止”按鈕，計算機也將按照所設定的停泵程序自動停止運行水泵。3、水泵在“檢修”工作方式下運行，需要停泵時，司機應按照下列順序操作：v 關閉出水管路手動閘閥；v 關閉水泵出水口手動閘閥，嚴禁閥門在開通位置停機；v 待閥門關閉到位后，停電動機。4.3.6故障停泵1、水泵在“自動”和“半自動”工作方式下運行，當發生故障時，計算機將按照所設定的停泵程序自動停止運行水泵。2、水泵在“檢修”工作方式下運行，當發生故障需要停泵時，應按下列順序操作：v 同時關閉管路的手動閘閥，嚴禁閥門在開通位置停機；v 待閥門關閉到位后，停電動機；v 不論水泵在哪一種工作方式下運行，當發生故障需要緊急停泵時，司機可按下“急停”按紐(帶機械自鎖)。3、故障停泵后，查明故障原因，立即向有關領導匯報。4、按下“故障復位”按紐，使系統恢復正常，為啟動備用水泵做好準備。4.3.7數據采集與檢測系統采集與檢測的數據：模擬量為電機電流、電機溫度、水泵軸溫、閘閥開度、出水口壓力、水倉水位、主排水管流量、真空度；數字量有：電動閘閥的開關限位、電磁閥狀態、電機運行返回、電機故障點、電動閥的工作狀態與開關限位、射流泵工作狀態。圖4-1水泵自動化控制程序系統圖數據采集主要由PLC實現，PLC通過超聲波水位計連續檢測汲水小井水位，將水位變化信號進行轉換處理，計算出單位時間內不同水位段水位的上升速率，從而判斷礦井的涌水量，自動投入或退出水泵。電機電流、水泵軸溫、電機溫度、排水管流量等傳感器，主要用于監測水泵、電機的運行狀況，溫度超限報警。PLC采集各種系統中各個設備狀態的開關量信號進行處理，控制每個水泵系統的啟停。4.3.8水泵自動輪換為了防止備用泵、電氣設備和備用管路長期不用而導致設備受潮或出現其他故障未經及時發現，當工作泵出現緊急故障需投入備用泵時，而不能及時投入以至影響礦井排水安全，本系統程序設計了3臺泵自動輪換工作，控制程序將水泵啟停次數及運行時間和管路使用次數及流量等參數自動記錄累計，系統根據這些運行參數按一定規律自動啟停水泵，使各水泵及其管路的使用率分布均勻，當水泵在啟動或運行過程中出現故障時，系統自動停止故障水泵、投入新的水泵排水，實現水泵自動輪換工作，同時系統自動發出聲光報警，并在操作屏和地面操作站上動態閃爍顯示，記錄事故，達到有故障早發現、早處理。4.3.9自動控制系統控制設計選用了三菱FX2N系列為控制主機，該PLC為模塊化結構，由數字量I/O、模擬量輸入、通訊口等模塊構成。PLC自動化控制系統根據水倉水位的高低或者根據井下用電負荷的高、低峰和供電部門所規定的平段、谷段、峰段供電電價時間段等因素，建立數學模型，合理調度水泵，自動準確發出啟、停水泵的命令，控制水泵運行。為了保證井下安全生產，系統可靠運行，水位信號是水泵自動化一個非常重要的參數，因此，系統設置在不同水艙的兩套超聲波水位傳感器，PLC將接受到的模擬量水位信號分成若干個水位段，計算出單位時間內不同水位段水位的上升速率，從而判斷礦井的涌水量，也本系統可以同時檢測井下供電電流值，計算用電負荷率，根據礦井涌水量和用電負荷，控制在用電低峰和一天中電價最低時開啟水泵，用電高峰和電價高時停止水泵運行，以達到避峰填谷及節能的目的。4.3.10動態顯示就地動態模擬顯示選用操作屏，地面操作站系統動態模擬顯示采用組態王組態軟件開發，系統通過圖形動態顯示水泵、真空泵、電磁閥和電動閘閥的運行狀態，采用改變圖形顏色和閃爍功能進行事故報警，直觀地顯示電磁閥和電動閘閥的開閉位置，實時顯示水泵抽真空情況和出水口壓力值。用實時趨勢圖方式和數字形式準確實時地顯示水倉水位，并在啟停水泵的水位段發出預告信號和低段、超低段、高段、超高段水位分段報警，用事先錄制的語音提示形式提醒操作人員注意。采用圖形、趨勢圖和數字形式直觀地顯示趟管路的瞬時流量及累計流量、水泵軸溫、電機溫度等動態值，超限報警，自動記錄故障類型、時間等歷史數據，并通過每臺水泵的流量計算出水泵的有效功率，以提醒巡檢人員及時檢修或更換水泵系統功能畫面參照圖4-2工程案例：-250水泵自動化控制程序系統圖4.3.11通訊接口PLC通過485通訊協議與操作屏進行通訊，將水泵機組的工作狀態與運行參數傳至操作屏，完成各數據的就地動態顯示；通過井下光纖，將水泵機組的運行狀態、參數傳至地面生產指揮調度中心或機電控制中心，在地面生成圖形、趨勢圖和數字形式等直觀的界面信息，開放通訊協議，在地面監控中心有上位機，上位機通過OPC接入全礦井安全生產自動化控制網，管理人員在地面即可掌握井下主排水系統設備的所有檢測數據及工作狀態，又可根據自動化控制信息，實現井下主排水系統的三遙，并為礦領導提供生產決策信息。操作屏與監測監控站均可動態顯示主排水系統運行的模擬圖、運行參數圖表，記錄系統運行和故障數據，并顯示故障點。4.3.12 視頻監控 在井下水泵房和吸水井液位位置裝有攝像頭，實時拍攝現場水泵運行狀況及吸水井液位變化，通過光纖點對點形式以圖像的形式顯示在上位機界面上，系統配置數字硬盤錄像機，能夠將各時段的運行錄像保存在硬盤里，監控系統圖如下：4.3.12系統功能及特點1PLC控制程序采用模塊化結構，系統可按程序模塊分段調試，分段運行。該程序具有結構清晰、簡捷、易懂，便于模擬調試，運行速度快等特點。 2.傳感器檢測到的壓力、流量、電壓、電流等信號發送給PLC進行數據處理，計算出水泵運行的實時效率。3PLC自動檢測水位信號，計算單位時間內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行臺數，合理地調度水泵運行。 4系統根據水位和壓力控制原則，自動實現水泵的輪換工作。系統運行時對每臺泵的運行時間進行累積，每次重新啟動泵時，系統優先啟動運行時間少的水泵。5系統具有通訊接口功能，PLC可同時與操作屏及地面監測監控主機通訊，傳送數據，交換信息，實現水泵自動監控功能。6系統可根據投入運行泵組的位置，自動選擇啟動射流泵，若在程序設定的時間內達不到真空度，便有報警輸出。當射流泵出現故障時，可以投入消防水進行注水。7在操作屏上動態監控水泵及其附屬設備的運行狀況，實時顯示水位、流量、壓力、溫度、電流、電壓等參數，超限報警，故障點自動閃爍。具有故障記錄，支持歷史數據查詢等功能。9系統保護功能有以下幾種：超溫保護：水泵長期運行，當軸承溫度或定子溫度超出允許值時，通過溫度保護裝置及PLC 實現超限報警。流量保護：當水泵啟動后或正常運行時，如流量達不到正常值，通過流量保護裝置使本臺水泵停止運行，自動轉換為啟動另一臺水泵。電動機故障：利用PLC及觸摸屏監視水泵電機過電流、漏電、低電壓等電氣故障，并參與控制。電動閘閥故障：由閘閥的限位、開度指示檢測故障，并參與水泵的聯鎖控制。10系統控制具有自動、半自動和手動檢修3種工作方式。自動時，由PLC檢測水位、壓力及有關信號，自動完成各泵組運行，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控工作；手動檢修方式為故障檢修和手動試車時使用，當某臺水泵及其附屬設備發生故障時，該泵組將自動退出運行，不影響其它泵組正常運行。PLC柜上設有該泵的禁止啟動按鈕，設備檢修時，可防止其他人員誤操作，以保證系統安全可靠。系統可隨時轉換為自動和半自動工作方式運行。11.系統具有實時監控功能，能夠遠程觀察現場各水泵的運行情況，并保存在數字硬盤。5. 主要設備技術參數接入設備的選用要考慮很多的因素，尤其重要的幾點包括：標準化、可靠性、可擴展性等。1. 標準化：接入設備從設計、技術和設備的選擇，為確保不同PLC廠家設備、不同應用、不同協議連接，必須在最終接入工業以太網時支持國際標準的網絡接口和協議，以提供高度的開放性。2. 高可靠性：接入設備本身不應對通訊網絡（PLC 總線、工業以太網絡）的可靠性產生影響。 3. 可升級和可擴展性：隨著技術不斷發展、新的標準和功能不斷增加，接入設備必須可以進行固件升級，已提供更先進、更多的功能。4. 高性能：接入設備應具備獨立的數據處理能力，能夠不依賴于現有PLC處理器的處理能力，同時接入設備不應對現有PLC系統的性能造成較大的影響，確保控制邏輯的正常處理，確保生產的安全。5. 接入設備不應造成網絡通信的瓶頸，為確保監控的實時性，接入設備與PLC設備連接一側通訊速率應不低于該類PLC之間互連所采用總線的最低通信的速率。5.1控制分站 含PLC、觸摸屏、工業以太網交換機、電源、輸入、輸出模塊、等元器件，判斷發出各種控制信號，監控水泵的運行工況。實現水泵房的無人值守、遠程監控，PLC的輸出信號應用中間繼電器隔離； PLC 的I/O接口應有不少于20%的備用量； 控制柜為礦用一般型，PLC選用三菱公司的FX2N系列PLC。顯示器尺寸不小于10英寸。控制柜應外形美觀、裝配牢固、分區明顯、維護方便。控制柜電源箱內置控制變壓器； 為防止凝露現象以及潮濕氣流腐蝕內部電器設備，PLC柜內設置溫濕度控制裝置，以確保電氣設施的干燥； 控制柜可通過以太網模塊接入工業以太干網，實現水泵監控子系統與全礦井的監控系統信息共享。5.2傳感器5.2.1 超聲波液位計特點 最大量程可達40m 固體料位測量可達25m。 最小分辨率1mm。 LCD/LED大顯示屏。 智能信號處理技術。 全塑料防腐外殼：防護等級IP67。 專利的換能器結構：小量程物位計法蘭安裝時，對法蘭接管長度無要求。 簡單的按鍵設定參數：無需等待容器排空或加滿，無需附加的遙控器。 靈活的安裝方式 ：螺紋（法蘭）、固定孔（支架）。 探頭可加長：適應寒冷地區室外密閉容器安裝，防止結霜。 配有高低位雙繼電器：四線制提供此功能。 家劉和直流供電形式可選：四線制和分體機主機提供此功能。5.2.2 浮球液位開關磁鋼浮子式水位信號器基本上是由浮子、導管、干簧管以及外管等組成。干簧管是把兩片鐵鎳合金簧片封閉在玻璃管內,常開的舌簧片分別固定在玻璃管的兩端,在永磁場的作用下,簧片被磁化,其自由端產生的磁性正好相反,利用“異性相吸”的原理,克服簧片的作用力矩,使簧片動作,從而使電路閉合,當永磁體遠離干簧管時,簧片即斷開。 浮子是一個內裝永磁鐵的可浮動的塑料球。水位的升降使浮子相應地產生變化,永久磁鐵的磁力使導管內的干簧接點動作,發出相應的水面信號。5.2.3 電動球閥電動球閥是一種由球體旋轉而開閉水路的新型電動閥門,其適應的供水壓力范圍廣、不受泥沙、污水影響、供水通徑大、工作過程中通電時間短、工作穩定可靠。主要技術參數: 工作電壓: 24V DC(本安電源)； 工作電流: 70mA DC； 工作控制電流: 5mA DC； 水壓適應范圍: 0 7MPa； 水溫適應范圍: 060； 球閥開啟速度: 15秒； 球閥開啟通徑: 625.2.4 電磁流量計全數字量處理，抗干擾能力強，測量可靠，精度高、流量測量范圍可達150：1 超低EMI開關電源，適用電源電壓變化范圍大，抗EMI性能好。 采用16位嵌入式微處理器，運算速度快, 精度高，可編程頻率低頻矩形波勵磁，提高了流量測量的穩定性，功耗低。 采用SMD器件和表面貼裝（SMT）技術，電路可靠性高。 管道內無可動部件，無阻流部件，測量中幾乎沒有附加壓力損失。 在現場可根據用戶實際需要在線修改量程。 測量結果與流速分布，流體壓力，溫度、密度、粘度等物理參數無關。 高清晰度背光LCD顯示，全中文菜單操作，使用方便，操作簡單，易學易懂。 具有RS485、RS232、Hart和Modbus等數字通訊信號輸出。（選配） 具有自檢與自論斷功能。 小時總量計錄功能，以小時為單位記錄流量總量，適用于分時計量制（選配） 內部具有三個積算器可分別顯示正向累計量反向累計量及差值積算量，內部設有不掉電始終，可記錄16次掉電時間。（選配） 紅外手持操作器，115KHZ通訊速率，遠距離非接觸操作轉換器所有功能（選配）5.2.5 壓力變送器變送器根據管道中的壓力與空氣中的壓力差，將壓力差變成電信號送給控制裝置主機內，主機將此電信號還原成實際壓力信號。該本質安全型壓力變送器專門用于煤礦井下管道安裝方式的變送器，該變送器選用進口不銹鋼隔離膜片敏感器件，將芯裝入一不銹鋼殼體內，將殼體直接安裝于被測壓力的管道上，測量準確，長期穩定性好，并具有優良的密封和防腐性能。5.2.6 多功能水泵控制閥（可根據現場實際選取）1. 用途安裝在市政、建筑、鋼鐵、冶金、石油、化工、煤氣（天然氣）、食品、醫藥、電站、核電、水利及灌溉等領域的取水、送水、潛水、污水泵房及石油、化工流體的輸送系統中，融電動閥、止回閥和水錘消除器三種設備的功能于一體，能有效地提高系統安全可靠性，滿足系統自動化控制要求。2. 特點1) 安全可靠性高，具有速閉、緩閉以及吸能腔三種消除水錘措施，而且動作完全聯鎖，不會產生誤動作。2) 無需操作控制，當水泵啟停時，巧妙地利用閥門前后介質的壓力變化來控制動力，使閥門自動按照水泵操作規程的要求進行動作。3) 無需專業調試，閥門動作不受水泵揚程及流量變化的影響，適應范圍廣。4) 基本無需維修，壽命長。5) 節能效果明顯，利用進口端的壓力進入膜片下腔支撐膜片壓板及閥桿的重量，阻力損失小。5.3上位機 工控機采用研華IPC610H系列； PLC編程軟件采用三菱公司的GX Developer8.5； 觸摸屏組態軟件采用維綸公司的Weinview； 上位機組態軟件采用亞控公司的組態王6.53； 顯示器選用22英寸的液晶顯示器。5.4 攝像頭 攝像儀由防爆外殼和機芯組成，機芯固定在防爆外殼內。機芯由電源板、光端機、攝像機三部分組成。攝像機采用黑白1/3CCD感光器件 600TV 超低照度0.001LUX、強光抑制功能，輸出1Vp-p全電視視頻信號，光端機將視頻信號轉換為光信號并傳輸至地面監控中心，起到實時監視作用。結構示意圖如下：環境條件： 環境溫度540； 海拔高度不超過2000m； 空氣相對濕度不大于95（25時）； 在有瓦斯、煤塵爆炸危險的場所； 在無破壞絕緣的腐蝕性氣體或蒸汽的場所； 在無顯著振動和沖擊的場所； 污染等級為3級； 安裝類別為類。6. 技術支持與服務6.1保障機制l 產品符合國家技術及管理要求，具有相應資質；l 企業具有相應資質；l 企業內部人員安全審查制度；l 現場施工授權及用戶確認制度；l 客戶響應中心及用戶跟蹤服務制度；l 產品應用備案制度，每臺產品檔案及用戶聯系信息等工程信息均報國家相關管理部門備案；l 故障處理規程，設備更換由用戶監督進行。6.2咨詢服務湖南星奧信息客戶咨詢服務中心7x24小時向客戶提供信息與技術方面的咨詢和服務。技術人員將回答客戶提出的各種技術問題，并在客戶允許的情況下，進行面對面的技術交流服務。咨詢服務中心：湖南星奧信息技術有限公司技術支持部聯系電話：（0731）88421996 88421995 傳真：（0731）884219956.3故障響應用戶發現問題后，通過我方提供的技術支持熱線電話，向其申報設備故障排除申請。我方技術支持中心根據用戶提供的信息，按照故障分級標準對故障進行分級，并在規定的時間內對用戶的故障進行處理。如果通過遠程方式可以對故障進行定位的，則可以遠程對故障進行具體的處理直到故障排除。如果無法通過遠程方式對故障進行定位，則我方的技術工程師在規定的時間內前往故障現場收集信息、定位和解決問題。6.4備品備件湖南星奧設有備件倉庫，擁有充足的產品的備件，為客戶提供及時的維修服務6.5系統升級湖南星奧將對系統提供升級支持服務，并就客戶對系統功能的需求變化與客戶展開密切合作，協助客戶對系統擴展進行完善的設計和實施。6.6保修服務湖南星奧對所提供的設備自驗收合格起免費保修一年，在此期間提供免費的硬件保修和系統軟件升級服務。在保修期內，如因湖南星奧的設備問題使系統出現故障，無法正常使用，除非出現人力不可抗拒的情況，湖南星奧保證在48小時內到現場檢修或用相同產品更換故障設備。湖南星奧為保證用戶的利益，提供用戶長久的技術支持，在用戶購買的設備超出保證期后，仍向用戶提供與保證期內同等質量的技術服務，包括服務響應時間、到達現場時間、處理解決問題的效果等。通過電話解答用戶提出的問題，指導用戶技術人員，對設備進行診斷和維修。設備保修期滿后，本公司將繼續為買方提供良好的服務，并保證在一定時期內免費提供軟件升級。賣方備有充足的備品、配件，可及時向買方提供技術服務和備件服務。如診斷為硬件損壞，本公司將提供備件。壞損件維修通常采用返修方式。6.7人員培訓完善的人員培訓是一切現代科技應用的基礎，也是本項目成功的關鍵。我們為煤礦井下人員管理系統工程設計了一套完整的培訓計劃，安排經驗豐富的講師，對項目各類工作人員，施以專業的培訓，以期達到為用戶培訓出一支訓練有素的操作維護與管理隊伍，保障系統高效、可靠的運轉，提高運營質量和降低運營成本。井下泵房遠程控制系統采用了目前先進的工業控制及計算機技術，對職工的素質提出更高的要求。為保證系統的安全、高效運行，必須擁有一批高素質的技術工人和管理人員，中標方應認真做好崗前培訓工作。1）按現代化礦井的生產要求，上崗的人員都應進行嚴格的崗前培訓，培訓人員范圍包括工人及管理人員。2）培訓內容應注重理論培訓和實踐操作相結合，充分利用職工教育、電化教育、網絡教育等方式進行基礎性、常規性、專業性培訓。區別中級管理人員、系統使用人員和系統維護人員，做到培訓內容各有側重。3）培訓目標：通過嚴格培訓，使整個組織機構人員能勝任本崗位工作，形成一個有機的高素質、高效能的管理隊伍。4）在培訓的過程中，借鑒大型礦井