1、井下自動排水電控系統井下自動排水電控系統2ZSK(B)型礦用水泵自動化電控裝置系統簡介系統簡介1系統配置系統配置2系統控制功能系統控制功能3系統上位畫面系統上位畫面4系統網絡配置系統網絡配置53 該裝置是一套高性能的組合設備，由我公司根據煤礦井下水泵的實際工況率先在國內研制成功，具有安全防爆、結構緊湊、體積小、自動化程度高、使用維護方便等特點：1.1.保護功能完備，根據故障類型報警或停車保護功能完備，根據故障類型報警或停車2.2.方便快捷的納入現有網絡并實現遠程控監控方便快捷的納入現有網絡并實現遠程控監控3.3.水泵智能控制與輪詢水泵智能控制與輪詢4.4.可擴展性強，可隨時增加控制節點；可擴展

2、性強，可隨時增加控制節點；5.5.基本免維護，減少了維修時間；基本免維護，減少了維修時間；6.6.系統所有的設備及傳感器均有系統所有的設備及傳感器均有MAMA合格證、防爆合格證及工業產品生產許可合格證、防爆合格證及工業產品生產許可證；證；7.7.所有的產品均是在所有的產品均是在ISO9001ISO9001及英國及英國NQANQA質量管理體系下設計、生產和服務的質量管理體系下設計、生產和服務的本產品執行企業標準Q/KC057-2007ZSK(B)礦用水泵自動化電控裝置。ZSK(B)型礦用水泵自動化電控裝置簡介4 主要用途及適用范圍本產品適用于煤礦井下等含有煤塵，瓦斯或其它易燃易爆氣體的場所，用本

3、產品適用于煤礦井下等含有煤塵，瓦斯或其它易燃易爆氣體的場所，用于煤礦各種水泵房的自動化控制。于煤礦各種水泵房的自動化控制。 能夠自動采集、顯示水泵的各種運行參數；能夠自動采集、顯示水泵的各種運行參數； 能夠根據水倉水位、生產工作制及負荷情況控制水泵自動工作。能夠根據水倉水位、生產工作制及負荷情況控制水泵自動工作。能夠根據監測到的信號判斷水泵的工作情況，故障時能及時發出能夠根據監測到的信號判斷水泵的工作情況，故障時能及時發出 報警信報警信號，并根據故障類型停泵。號，并根據故障類型停泵。可自動、手動控制水泵的啟停及電動閘閥的開、關及開度。可自動、手動控制水泵的啟停及電動閘閥的開、關及開度。 在礦井

4、地面調度監控中心可完成對水泵控制的各種操作。在礦井地面調度監控中心可完成對水泵控制的各種操作。 系統應能與礦井綜合調度系統無縫連接，實現數據的共享。系統應能與礦井綜合調度系統無縫連接，實現數據的共享。ZSK(B)型礦用水泵自動化電控裝置簡介5使用環境條件使用環境條件海拔高度不超過海拔高度不超過2000m；環境溫度：環境溫度：0+40；相對濕度：相對濕度：953%（+25）；）；大氣壓力：大氣壓力：80kPa110kPa；在無顯著振動的地方；在無顯著振動的地方；在無破壞金屬絕緣的氣體和蒸汽的環境；在無破壞金屬絕緣的氣體和蒸汽的環境；在無滴水的地方；在無滴水的地方；在有甲烷爆炸性氣體的煤礦井下工作

5、。在有甲烷爆炸性氣體的煤礦井下工作。ZSK(B)型礦用水泵自動化電控裝置簡介6ZSK(B)型礦用水泵自動化電控裝置配置系統的控制信號系統的控制信號主電機的開停控制；主電機的開停控制；排真空設備開停控制；（電磁閥真空泵）排真空設備開停控制；（電磁閥真空泵）1.1. 閘閥控制閘閥控制7系統的主要監測信號系統的主要監測信號各水泵及真空泵的開停信號；各水泵及真空泵的開停信號；各電動閘閥的開關位置信號；各電動閘閥的開關位置信號；排水管路的流量；排水管路的流量；水倉的水位信號；水倉的水位信號；水泵的真空度、排水壓力；水泵的真空度、排水壓力；電機溫度及電機軸承溫度信號；電機溫度及電機軸承溫度信號；水泵電機的

6、工作電流等。水泵電機的工作電流等。8實現功能實現功能1 1、自動控制功能、自動控制功能 根據工況設定，以及時間、水位、煤礦用電負荷等參數根據工況設定，以及時間、水位、煤礦用電負荷等參數自動開啟、停止水泵的運轉，并能實現泵閥的聯鎖啟自動開啟、停止水泵的運轉，并能實現泵閥的聯鎖啟動，對運行中的各種參數進行實時監控，通過接口向動，對運行中的各種參數進行實時監控，通過接口向上傳送數據。上傳送數據。1 1）地面計算機統計出每天礦井的用電負荷情況，確定用）地面計算機統計出每天礦井的用電負荷情況，確定用電高峰、低谷時間，并將參數傳給本機；或在本機上電高峰、低谷時間，并將參數傳給本機；或在本機上根據統計出的時

7、間進行設定。根據統計出的時間進行設定。2 2） 根據所監測的水位信號，設定出低水位、高水位和根據所監測的水位信號，設定出低水位、高水位和上限水位信號。低水位時停泵；有五臺為例高水位時上限水位信號。低水位時停泵；有五臺為例高水位時水泵二臺運行、二臺備用、一臺檢修；上限水位時三水泵二臺運行、二臺備用、一臺檢修；上限水位時三臺泵運行，另二臺備用或檢修。臺泵運行，另二臺備用或檢修。9注意事項注意事項本裝置所有外殼應可靠接地；本裝置所有外殼應可靠接地；經常檢查電纜的安全性；經常檢查電纜的安全性；用戶不得隨意更改裝置內設備的規格、型號、參數，以確保產品的防爆性能用戶不得隨意更改裝置內設備的規格、型號、參數

8、，以確保產品的防爆性能；各本安傳感器與關聯設備之間的連接導線長度小于各本安傳感器與關聯設備之間的連接導線長度小于100m，分布電感，分布電感1mH/km，分布電容，分布電容0.1uf/km；嚴禁在操作臺上放置水杯等物品，防止異物進入箱體內部而損壞設備。嚴禁在操作臺上放置水杯等物品，防止異物進入箱體內部而損壞設備。ZSK(B)型礦用水泵自動化電控裝置簡介10ZSK(B)型礦用水泵自動化電控裝置配置泵房電控系統構成泵房電控系統構成KXJ-222-30/1140(660)礦用隔爆兼本安型可編程控制器投入式液位傳感器正負壓傳感器電動閘閥超聲波流量計礦用隔爆型液晶顯示屏 TH24X(A)本安顯示控制臺

9、CXH0.3/24X礦用本安型控制顯示箱防爆開關11ZSK(B)型礦用水泵自動化電控裝置配置礦用隔爆兼本安型可編程控制器礦用隔爆兼本安型可編程控制器系統的控制核心為礦用隔爆型可編程控制器（PLC），快開門防爆結構，非常便于設備的檢修，隔爆兼本安型，有多種網絡接口，包括以太網，PROFIBUS總線，MODBUS RTU等。可編程控制器采用德國西門子S-7 300系列可編程邏輯控制器，模塊化設計方便維護及擴展。輸出信號通過繼電器隔離。模擬量信號通過信號隔離器進行隔離。其他元器件采用魏德米勒產品的安全性、可靠性、穩定性極高。KXJ-222-30/1140(660)KXJ-40/127(A)12ZSK

10、(B)型礦用水泵自動化電控裝置配置 TH24X(A)本安顯示控制臺本安顯示控制臺本安控制顯示臺采用不銹鋼面板經先進的刻蝕技術加工，永不褪色，腐蝕。經久耐用。按鈕防護等級IP67,防塵、防水。內置信號隔離柵。產品性能可靠、穩定性高13ZSK(B)型礦用水泵自動化電控裝置配置。隔爆液晶顯示屏：隔爆液晶顯示屏： 采用德國西門子產品作為核心元器件，具有多種網絡接口。顯示尺寸10.4寸，顏色64K色，分辨率640*800.14ZSK(B)型礦用水泵自動化電控裝置配置超聲波流量計超聲波流量計 超聲波式流量計能夠滿足絕大多數清水和污水以及多種化學液體的流量測量，甚至含大量懸浮物的流體也可以測量。外貼式超聲波

11、探頭安裝簡便，只需要對管路外的防銹漆進行簡單打磨即可.不用改動現有管路，不需要專用設備。15ZSK(B)型礦用水泵自動化電控裝置配置投入式水位計投入式水位計選用進口不銹鋼隔離膜片敏感出件不銹鋼殼體信號電纜采用特制的防水通氣電纜 測量液位不受外界大氣壓的影響,測量準確,長期穩定性好。 并具有優良的密封和防腐性能,可直接投入水、油等液體(包括腐蝕性液體)中長期使用。配備浮球液位開關，輔助監測水位16ZSK(B)型礦用水泵自動化電控裝置配置正負壓力傳感器正負壓力傳感器兩線制儀表無需單獨提供電源 內部自帶阻尼設計防止瞬間沖擊 配備不銹鋼緩沖管減少沖擊用于監測出水口壓力、泵體內真空度。壓力變送器對動態和

12、靜態壓力測量是非常適合和通用的。將壓力信號轉換為PLC可以識別的電流信號（4-20mA)進行。17ZSK(B)型礦用水泵自動化電控裝置配置本質安全型電動球閥本質安全型電動球閥供真空射流管路使用 本安設計，24V直流供電 動作迅速可靠 體積小重量輕，安裝簡便18井下水泵自動化電控系統網絡配置系統采用以光纖構成環形以太網網絡，各個分站根據就近原則鏈接到 網絡中。每個分站均配備一臺光纖交換機，提供6個RJ45接口，2個光纖接口。井下泵房共設置7個控制分站，每個分站對應一個排水泵房。地面設置兩臺工業控制計算機，兩臺機器都具備監控7個分站的能力，雙機獨立運行互為備用構成熱冗余系統。系統的網絡構成系統的網

13、絡構成19井下水泵自動化電控系統網絡配置單個控制分站的網絡配置單個控制分站的網絡配置工業以太網用于井下到地面監控設備間通訊及全礦系統連接及設備編程。軟件提供了通用OPC,DDE連接等多種接入方式；硬件方面配備了光纖交換機提供單模光纖接口和標準RJ45網絡接口。PROFIBUS DP用于CPU與就地操作箱、操作臺液晶屏間數據通訊。每個網絡最多可以連接128個通訊分站，最高12Mbps的通訊速率。MPI留作設備編程20井下水泵自動化電控系統上位畫面工藝參數工藝參數顯示各個水泵運行中相關壓力、電流等參數，通過監測各個參數能了解水泵運行狀態實時報警實時報警顯示最新報警信息方便判斷故障狀態顯示狀態顯示顯

14、示水泵開停狀態，閥門開關狀態及故障水位監視水位監視實時監視水倉水位，智能控制水泵啟停21井下水泵自動化電控系統上位畫面歷史曲線歷史曲線 記錄設備運行參數，便于掌握設備運行情況及設備狀態運行時間運行時間 記錄設備累計運行時間和當前運行時間，當前運行時間超過設定值則報警提示遠程控制遠程控制 通過遠程控制實現一鍵啟停（需要操作員以上權限）22井下水泵自動化電控系統上位畫面報警記錄報警記錄 記錄所有的報警信息并儲存在計算機硬盤上，為設備提供長期的運行記錄23井下水泵自動化電控系統上位畫面運行參數運行參數 集中顯示所有現場儀表數據及運行時間方便比較記錄24井下水泵自動化電控系統上位畫面參數設置參數設置校

15、準各個分站時間設定用電峰平谷時間段設定各個水泵房控制水位標準需要管理員權限 2525隔爆液晶屏界面2626隔爆液晶屏界面2727故障直觀易于維護在現場觸摸屏上可漢字顯示各故障信息并報警，在地面控制站上可顯示現場單元當前的報警信息以及保存的報警記錄當運行的水泵出現軸承超溫、高壓開關故障、流量不夠、正壓過低、電流不正常時自動停止運行，并能確切的顯示故障位置和類型且有聲光報警。2828故障判斷故障排除故障排除起動故障：起動故障：高開電源是否正常。高開電源是否正常。高開是否有故障。高開是否有故障。高開是否接到控制臺發出的起動信號。高開是否接到控制臺發出的起動信號。閘閥故障：閘閥故障：閘閥開關到位不顯示

16、閘閥開關到位不顯示,觀察到位行程開關是否故障。觀察到位行程開關是否故障。非檢修狀態打不開閘閥檢察正壓傳感器。非檢修狀態打不開閘閥檢察正壓傳感器。起動故障：水泵啟動控制發出后起動故障：水泵啟動控制發出后5秒沒有反饋。秒沒有反饋。分閘故障：水泵停止控制發出后分閘故障：水泵停止控制發出后5秒高開柜不分閘。秒高開柜不分閘。閘閥打開超時：在閘閥打開指令發出后閘閥打開超時：在閘閥打開指令發出后105秒仍沒有檢測到開到位。秒仍沒有檢測到開到位。閘閥關超時：在閘閥關閉到位指令發出后閘閥關超時：在閘閥關閉到位指令發出后105秒仍沒有檢測到關到位秒仍沒有檢測到關到位。2929故障判斷泵排真空時間過長：真空泵排真空

17、超過泵排真空時間過長：真空泵排真空超過6分鐘負壓仍沒有達到。分鐘負壓仍沒有達到。泵啟動后正壓過低：泵運行泵啟動后正壓過低：泵運行1分鐘后正壓仍沒有達到分鐘后正壓仍沒有達到XMPa電機電流過流：電機啟動后電流大于電機電流過流：電機啟動后電流大于XA時。時。電機電流欠流：電機啟動后電流小于電機電流欠流：電機啟動后電流小于XA時。時。負壓傳感器的清零：若需清零時，先確定該傳感器的管路確實沒有負壓，可負壓傳感器的清零：若需清零時，先確定該傳感器的管路確實沒有負壓，可在集中控制柜上將泵選擇鈕選到該泵，并按下該泵的禁啟鈕，然后同時按下在集中控制柜上將泵選擇鈕選到該泵，并按下該泵的禁啟鈕，然后同時按下“故障

18、復位故障復位”和和“水泵停止水泵停止”鈕，即可清零。鈕，即可清零。3030故障排除和檢查無法排真空無法排真空排真空管路是否漏水、漏排真空管路是否漏水、漏氣。氣。是否有球閥打不開。是否有球閥打不開。泵體是否漏氣。泵體是否漏氣。動力源是否符合要求。動力源是否符合要求。無法正常排水無法正常排水引起此現象的可能較多列引起此現象的可能較多列舉其中一部分。舉其中一部分。排水口壓力是否滿足。排水口壓力是否滿足。流量是否在預設范圍。流量是否在預設范圍。是否有氣蝕。是否有氣蝕。電流是否過大或過小。電流是否過大或過小。閘閥控制是否正常。閘閥控制是否正常。電機溫度是否過高。電機溫度是否過高。31自動智能控制與輪詢功

19、能自動智能控制與輪詢功能系統程序設計在保障排水的基礎上實現了設備的均衡使用與節能降耗。根據涌水量大系統程序設計在保障排水的基礎上實現了設備的均衡使用與節能降耗。根據涌水量大小、水位高低及用電峰谷時段綜合確定水泵的啟停數量。小、水位高低及用電峰谷時段綜合確定水泵的啟停數量。 控制標準：控制標準： 在用電高峰時段以水位保持在高水位附近為標準； 在用電低谷時段以水位保持在低水位附近為標準； 在非峰谷時段以水位保持不變為標準。 實現辦法：實現辦法：根據 公式V=Sh，在水倉截面積為固定的條件下，計算單位時間內水位變化量既可知水池水量凈變化量。凈進水量大于一臺水泵的排水能力75%則啟動一臺水泵；凈出水量

20、大于一臺水泵的排水能力125%則停止一臺水泵。高于最高水位增加一臺水泵，低于最低水位減少一臺水泵根據累計運行時間短的先啟動，累計運行時間長的先停止的原則自動實現水泵的輪換根據累計運行時間短的先啟動，累計運行時間長的先停止的原則自動實現水泵的輪換工作平衡水泵運行時間延長水泵的壽命。工作平衡水泵運行時間延長水泵的壽命。ZSK(B)型礦用水泵自動化電控裝置智能控制功能32每臺水泵設置運行、備用、檢修三種工作機制，操作人員根據水泵實際使用情況在集中控每臺水泵設置運行、備用、檢修三種工作機制，操作人員根據水泵實際使用情況在集中控制臺上設定。制臺上設定。系統還設置自動、手動工作方式，可在集中控制臺及上位界

21、面中設定。系統還設置自動、手動工作方式，可在集中控制臺及上位界面中設定。在井下集中控制臺上設有地面、井下的轉換開關，用來確定控制權限。在井下集中控制臺上設有地面、井下的轉換開關，用來確定控制權限。在自動狀態下：當水位達到高位或不在高位而處在用電低谷時間內，將自動啟動運行泵，在自動狀態下：當水位達到高位或不在高位而處在用電低谷時間內，將自動啟動運行泵，當達到低位或不在高位而處在用電高峰時間內時自動停泵。當水位達到上限水位時，自動當達到低位或不在高位而處在用電高峰時間內時自動停泵。當水位達到上限水位時，自動啟動啟動“運行泵運行泵”及及“備用泵備用泵”，直到水位低于高位時停止，直到水位低于高位時停止

22、“備用泵備用泵”只運行只運行“運行泵運行泵”， 當達到低當達到低位或不在高位而處在用電高峰時間內時自動停泵。位或不在高位而處在用電高峰時間內時自動停泵。在手動狀態下：操作人員根據閉鎖關系在集中控制臺上開停水泵。在手動狀態下：操作人員根據閉鎖關系在集中控制臺上開停水泵。集中操作臺上設禁啟開關，在設備故障或檢修時防止誤操作。集中操作臺上設禁啟開關，在設備故障或檢修時防止誤操作。ZSK(B)型礦用水泵自動化電控裝置智能控制功能33設備動作流程及保護設備動作流程及保護_啟動啟動切換出水管路切換出水管路關閉不需要管路的分水閥門，打開出水管路分水閥門。不能正常切換管路，系統將進行報警提示。2. 水泵注水水泵注水打開真空射流閥和水泵真空閥，射流法排真空將水吸入泵體。如閥門動作故障或規定時間內不能完成排真空泵體注水工作，系統將報警關閉球閥并