1、水源井系統(tǒng)一.系統(tǒng)概述： 柴礦水源井分為東、西井，在行政區(qū)南600m處，調(diào)度室位于行政辦公區(qū)，水塔位于行政區(qū)北600m處?，F(xiàn)用兩臺水泵由低向高打水到水塔蓄水?？刂品桨阜譃榫偷乜刂葡涫謩涌刂萍罢{(diào)度室遠程控制兩種方式運行。現(xiàn)場控制器為西門子s7-200可編程控制器控制；水塔為超聲波液位計；調(diào)度室采用力控組態(tài)軟件。系統(tǒng)框架示意圖二.系統(tǒng)存在問題：1、 超聲波液位計每月出現(xiàn)卡死現(xiàn)象問題；2、 在選廠用水、用電高峰期，水源井系統(tǒng)持續(xù)運行，造成用電費用過高；3、超聲波液位計實時液位數(shù)據(jù)傳輸只能傳輸?shù)秸{(diào)度室，通過4-20ma轉(zhuǎn)RS-485通訊方式，連接到服務器COM口與力控組態(tài)軟件通訊。力控組態(tài)軟件編程計算

2、發(fā)出控制命令，達到自動控制水源井現(xiàn)場設備自動運轉(zhuǎn)的目的。但是，在組態(tài)軟件未啟動或電腦主機未啟動時，會造成水源井現(xiàn)場PLC接收不到控制命令，以至于設備不動作，水塔缺水。三、改造方案一將原有自動控制部分，即用組態(tài)軟件采集水塔中超聲波液位計數(shù)據(jù)進行比較，然后下發(fā)控制命令的方式，改為由PLC直接采集水塔水位數(shù)據(jù)進行自動控制。1、水塔水位采用浮球式，浮球觸發(fā)控制信號，信號類型為開關(guān)量類型，即高低水位控制。低水位控制水泵啟動，高水位控制水泵停止。用電峰期，高水位2控制點為停止水泵控制信號，防止用電高峰期水泵持續(xù)運行；低水位控制點為啟動水泵控制信號。低水位控制點要保證選廠在用水高峰期到來時，最低蓄水量加上兩

3、臺或單臺水泵啟動蓄水水量能夠滿足高峰期總水量。且高峰期過后選廠用水量小于等于水泵蓄水量（需要選廠配合給出選廠高峰期總用水量及高峰期時間）。用電谷期，將高水位2作為控制水泵啟動信號，高水位1作為水泵停止信號；高水位1控制點保證蓄水時，水位不能過高，溢出水塔。浮球式信號控制方式的優(yōu)點：設備成本低，信號穩(wěn)定，安裝方便，控制方式簡單，不需要解決遠距離傳輸信號衰減等技術(shù)問題。缺點：控制精度低。 2、在系統(tǒng)編程階段，用PLC自帶時鐘功能來分割用電“峰、平、谷”時間段。實現(xiàn)用電低谷時，水塔蓄水，以備廠區(qū)用水高峰。達到“削峰填谷”的用電目的。浮球式水位控制示意圖 3、 水源井現(xiàn)場安裝一臺壓力變送器，實時采集主

4、管道內(nèi)水壓值，同時做到水泵故障未啟動時，對主電路及水泵的保護作用。真實反映水源井水泵運行情況。使得整個系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行。4、PLC控制器安裝AI量模塊，采集壓力等模擬量信號，同時以備后續(xù)添加數(shù)字式功能表采集電機電壓、電流等模擬量信號。系統(tǒng)功能實現(xiàn)水源井監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)上傳至調(diào)度指揮中心，數(shù)據(jù)能夠進行數(shù)據(jù)庫存儲， 系統(tǒng)能夠與礦調(diào)度中心監(jiān)控站通訊實現(xiàn)信息傳遞和交換；系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)在調(diào)度中心監(jiān)測水源井系統(tǒng)水泵的運行狀態(tài)，能夠檢測液位等模擬信號，系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)在調(diào)度中心控制水泵啟、停，實現(xiàn)整個流程的自動控制，并可故障報警，故障停機。自動控制部分：根據(jù)工況設定，以及時間、液位等參數(shù)自動開啟、停止水泵，對運行中

5、的各種參數(shù)進行實時監(jiān)控。單機自動控制：地面監(jiān)控主機將工作方式切轉(zhuǎn)到單機自動時，可在地面監(jiān)控主機上單獨控制系統(tǒng)中的各設備。此時各分站仍處于自動狀態(tài)，保護信號動作時可報警停機。就地手動控制：各設備工作方式打到就地位置時，可直接在高壓柜或就地控制箱上人工手動控制。此時系統(tǒng)僅在線監(jiān)測各設備的運行參數(shù)，保護信號動作時仍報警。此方式主要用于設備檢修時。四、改造方案二在原有系統(tǒng)的基礎上，采購一臺超聲波液位計或投入式液位計，達到雙液位控制，避免因單臺液位計計量不準確造成的誤操作。傳輸信號為模擬量信號。兩個信號同時傳輸至PLC，參與PLC程序控制。但需要解決兩臺液位計信號遠距離傳輸問題；原有超聲波液位計輸出信號

6、為4-20ma電信號。1、采購二臺4-20ma模擬量信號轉(zhuǎn)RS-485轉(zhuǎn)換器，根據(jù)RS-485理論傳輸最遠距離1500m。可以將RS-485信號傳輸至PLC，參與邏輯控制。系統(tǒng)優(yōu)點：系統(tǒng)自動控制精度提高，能夠準確讀取水塔實時液位數(shù)值，同時操作員可以根據(jù)兩臺液位計數(shù)值顯示，手動操作現(xiàn)場設備運轉(zhuǎn)。缺點：RS-485信號遠距離傳輸信號衰減，易受干擾。2、采購四臺4-20ma模擬量信號轉(zhuǎn)以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換器，將兩臺液位計信號傳輸至PLC，采購西門子s7-200模擬量模塊，參與邏輯控制。系統(tǒng)優(yōu)點：系統(tǒng)自動控制精度高，信號傳輸穩(wěn)定，能夠讀取水塔實時液位數(shù)值，操作員可以根據(jù)兩臺液位計數(shù)值顯示，手動操作現(xiàn)場設備運轉(zhuǎn)。

7、缺點：成本高，設備維護費用高。 投入式液位計 超聲波液位計 4-20ma轉(zhuǎn)RS-4854-20ma轉(zhuǎn)以太網(wǎng)3、完善組態(tài)畫面控制水源井原有控制系統(tǒng)，采用調(diào)度室上位機采集水塔超聲波液位計參數(shù)，計算比較發(fā)出控制命令。系統(tǒng)存在上位機故障或組態(tài)軟件運行故障時，水源井控制系統(tǒng)不動作。通過采購一臺上位機及組態(tài)軟件，做到一備一用，達到系統(tǒng)持續(xù)穩(wěn)定運行目的。系統(tǒng)優(yōu)點：系統(tǒng)可以一備一用安全穩(wěn)定運行，改造簡單，改造項目少，日后添加新系統(tǒng)可以連續(xù)開發(fā)組態(tài)控制畫面。系統(tǒng)缺點：采購費用高。五、附錄：設備清單：序號名稱型號、規(guī)格數(shù)量單位單價（元）合計（元）廠家備注1AI模塊6ES7 231-0HC22-0XA81塊4054

8、05Siemens2浮球式液位計BL-YW430-P/W/S/X/5m3臺180540天津比利科技3控制電纜KVVP1*4/1.51500米4.16150天津線纜總廠4繼電器MY2NJ AC220V 10個10100omron繼電器NY2NJ DC24V 10個10100omron5繼電器底座MY2NJ20個3.570omron6總 計7365元7總計（大寫）： 柒仟叁佰陸拾伍元整4000220007 天津線纜總廠 改造方案二設備清單：序號名稱型號、規(guī)格數(shù)量單位單價（元）合計（元）廠家備注1AI模塊 四通道6ES7 231-0HC22-0XA01塊860860Siemens2投入式液位計CYB-51S普通型（0-7m）1臺420420星義3控制電纜KVVRP1*4/1.51500米4.16150天津飛亞4繼電器NY2NJ DC24V 10個16160omron54-20ma轉(zhuǎn)