新型煤礦排水自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種新型煤礦排水自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng),包括中控室監(jiān)控上位機(jī)、井下PLC監(jiān)控主站、水泵監(jiān)控分站,水泵監(jiān)控分站與模擬量輸入系統(tǒng)、數(shù)字量輸入系統(tǒng)、數(shù)字量輸出系統(tǒng)連接,模擬量輸入系統(tǒng)包括壓力傳感器、負(fù)壓傳感器、溫度傳感器、閘閥開(kāi)度信號(hào)、主電機(jī)電參數(shù)信號(hào),PLC監(jiān)控主站連接浮球開(kāi)關(guān)信號(hào)、聲光報(bào)警信號(hào)、水倉(cāng)水位傳感器、排水管道流量計(jì),自動(dòng)化程度高,安全可靠。
【專(zhuān)利說(shuō)明】新型煤礦排水自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于煤礦安全【技術(shù)領(lǐng)域】,尤其是涉及一種新型煤礦排水自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前,礦井排水系統(tǒng)仍采用井下泵房就地分散控制,其主要弊端是操作工根據(jù)井下水倉(cāng)水位深度人為控制水泵的開(kāi)/停,當(dāng)突發(fā)性大量涌水時(shí)若操作人員監(jiān)控不力極有可能造成淹井事故,嚴(yán)重時(shí)可能造成人員傷亡。并且存在著勞動(dòng)強(qiáng)度大,操作過(guò)程復(fù)雜,啟動(dòng)停止時(shí)間長(zhǎng),效率低等諸多不適應(yīng)現(xiàn)在排水監(jiān)控系統(tǒng)的問(wèn)題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的是:提供一種自動(dòng)化程度高、安全可靠的新型煤礦排水自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)。
[0004]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:包括中控室監(jiān)控上位機(jī)、井下PLC監(jiān)控主站、水泵監(jiān)控分站,監(jiān)控上位機(jī)通過(guò)環(huán)形以太網(wǎng)與PLC監(jiān)控主站連接,PLC監(jiān)控主站與觸摸屏連接,PLC監(jiān)控主站通過(guò)總線(xiàn)與水泵監(jiān)控分站連接,水泵監(jiān)控分站與模擬量輸入系統(tǒng)、數(shù)字量輸入系統(tǒng)、數(shù)字量輸出系統(tǒng)連接,模擬量輸入系統(tǒng)包括壓力傳感器、負(fù)壓傳感器、溫度傳感器、閘閥開(kāi)度信號(hào)、主電機(jī)電參數(shù)信號(hào),數(shù)字量輸入系統(tǒng)包括主電機(jī)遠(yuǎn)近控信號(hào)、閘閥遠(yuǎn)近控信號(hào)、閘閥到位信號(hào),數(shù)字量輸出系統(tǒng)包括射流控制信號(hào)、真空泵控制信號(hào)、閘閥控制信號(hào)、主電機(jī)控制信號(hào),PLC監(jiān)控主站連接浮球開(kāi)關(guān)信號(hào)、聲光報(bào)警信號(hào)、水倉(cāng)水位傳感器、排水管道流量計(jì)。
[0005]進(jìn)一步的,水泵監(jiān)控分站包括一號(hào)水泵監(jiān)控分站、二號(hào)水泵監(jiān)控分站、三號(hào)水泵監(jiān)控分站。
[0006]進(jìn)一步的,PLC監(jiān)控主站通過(guò)Profibus總線(xiàn)與水泵監(jiān)控分站連接。
[0007]本實(shí)用新型的有益效果是:1、能夠滿(mǎn)足礦井對(duì)排水系統(tǒng)的控制要求,控制精度高、安全可罪;2、能夠?qū)崿F(xiàn)礦井排水系統(tǒng)的自動(dòng)化和智能化;3、能夠根據(jù)井下水倉(cāng)水位深度和水位的上升速率自動(dòng)控制水泵的開(kāi)/停;4、能夠根據(jù)涌水量自動(dòng)報(bào)警,以實(shí)現(xiàn)礦井、人員、設(shè)備的安全。
【專(zhuān)利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0009]從圖1所示本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖可以看出,本實(shí)用新型由中控室監(jiān)控上位機(jī)
1、井下PLC監(jiān)控主站3、本安型觸摸屏4、一號(hào)水泵監(jiān)控分站5、二號(hào)水泵監(jiān)控分站6、三號(hào)水泵監(jiān)控分站7、現(xiàn)場(chǎng)傳感器、電控閥門(mén)等組成。監(jiān)控上位機(jī)I完成對(duì)各排水泵的地面遠(yuǎn)程監(jiān)控、數(shù)據(jù)的綜合處理、歷史數(shù)據(jù)的保存等,并可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)發(fā)布;PLC監(jiān)控主站3與本安型觸摸屏4完成對(duì)排水系統(tǒng)的就地集中控制、故障報(bào)警、運(yùn)行狀態(tài)顯示、數(shù)據(jù)采集等功能;水泵監(jiān)控分站可獨(dú)立實(shí)現(xiàn)對(duì)每臺(tái)水泵及附屬設(shè)備的全部控制;現(xiàn)場(chǎng)傳感器完成工藝過(guò)程的參數(shù)監(jiān)測(cè)與遠(yuǎn)傳。中控室監(jiān)控上位機(jī)I作為遠(yuǎn)程監(jiān)控終端通過(guò)環(huán)形以太網(wǎng)2與井下PLC監(jiān)控主站3連接、通訊,讀取現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)并發(fā)出控制命令,完成排水系統(tǒng)的遠(yuǎn)程集中控制。PLC監(jiān)控主站3采用西門(mén)子S7-300系列PLC,通過(guò)環(huán)形以太網(wǎng)2與地面調(diào)度室通訊將數(shù)據(jù)傳送至監(jiān)控上位機(jī)1,通過(guò)Prof ibus總線(xiàn)24與各水泵監(jiān)控分站連接、通訊,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)排水系統(tǒng)中各臺(tái)設(shè)備的運(yùn)行參數(shù),以及采集水倉(cāng)的水位信號(hào)等。PLC監(jiān)控主站3與觸摸屏4連接,配備西門(mén)子10英寸彩色觸摸屏,觸摸屏4通過(guò)Profibus總線(xiàn)與監(jiān)控主站及各分站通訊,可作為就地監(jiān)控上位機(jī)使用,能實(shí)時(shí)顯示排水系統(tǒng)的所有參數(shù)并實(shí)施控制。正常情況下,系統(tǒng)設(shè)置為地面集中控制,需要時(shí)可在井下PLC監(jiān)控主站觸摸屏4切換為井下集中控制,井下集中控制權(quán)限高于地面集中控制權(quán)限,從而靈活實(shí)現(xiàn)地面集控與井下集控運(yùn)行方式的靈活切換。各水泵監(jiān)控分站作為就地控制箱可以完成對(duì)每臺(tái)水泵的一鍵啟停控制,也可以實(shí)現(xiàn)灌引水閥開(kāi)關(guān)、電機(jī)啟停、電動(dòng)閘閥開(kāi)關(guān)的單獨(dú)控制。水泵監(jiān)控分站與模擬量輸入系統(tǒng)、數(shù)字量輸入系統(tǒng)、數(shù)字量輸出系統(tǒng)連接,模擬量輸入系統(tǒng)包括壓力傳感器23、負(fù)壓傳感器22、溫度傳感器
21、閘閥開(kāi)度信號(hào)20、主電機(jī)電參數(shù)信號(hào)19,數(shù)字量輸入系統(tǒng)包括主電機(jī)遠(yuǎn)近控信號(hào)18、閘閥遠(yuǎn)近控信號(hào)17、閘閥到位信號(hào)16,數(shù)字量輸出系統(tǒng)包括射流控制信號(hào)15、真空泵控制信號(hào)14、閘閥控制信號(hào)13、主電機(jī)控制信號(hào)12。PLC監(jiān)控主站3連接浮球開(kāi)關(guān)信號(hào)8、聲光報(bào)警信號(hào)9、水倉(cāng)水位傳感器10、排水管道流量計(jì)11。水泵監(jiān)控分站接收水泵出水口處設(shè)置的壓力傳感器23檢測(cè)數(shù)據(jù),檢測(cè)抽水的壓力,判斷是否正常抽水;射流管路設(shè)置負(fù)壓傳感器22,判斷射流抽真空時(shí)水泵引水是否灌滿(mǎn);電機(jī)三相繞組溫度和電機(jī)前后軸承溫度的測(cè)量采用電機(jī)出廠(chǎng)時(shí)預(yù)埋的PTlOO鉬電阻,當(dāng)溫度超限時(shí)報(bào)警,并參與控制;電機(jī)電流和電壓值與軟件內(nèi)部預(yù)定的報(bào)警值比較,如果當(dāng)前檢測(cè)值大于設(shè)定的報(bào)警值,則系統(tǒng)輸出報(bào)警信號(hào),也可設(shè)置聯(lián)鎖動(dòng)作,停止水泵運(yùn)行,避免水泵損壞。
[0010]本實(shí)用新型的工作原理是:監(jiān)控上位機(jī)I通過(guò)環(huán)形以太網(wǎng)2與PLC監(jiān)控主站3通訊,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)監(jiān)控。通過(guò)觸摸屏4將PLC監(jiān)控主站3設(shè)置為集中控制并選擇一種抽真空的方式(射流和真空泵),一號(hào)水泵監(jiān)控分站5、二號(hào)水泵監(jiān)控分站6、三號(hào)水泵監(jiān)控分站7設(shè)置為遠(yuǎn)控。水倉(cāng)水位傳感器10連接PLC監(jiān)控主站3檢測(cè)水位,當(dāng)水位超過(guò)設(shè)定值或浮球開(kāi)關(guān)信號(hào)8閉合時(shí),PLC監(jiān)控主站3通過(guò)Profibus總線(xiàn)24與一號(hào)水泵監(jiān)控分站5通訊,準(zhǔn)備啟動(dòng)一號(hào)水泵進(jìn)行排水;抽真空控制啟動(dòng),負(fù)壓傳感器22檢測(cè)真空度,當(dāng)負(fù)壓達(dá)到設(shè)定值時(shí),主電機(jī)控制信號(hào)12啟動(dòng),水泵抽水,壓力傳感器23檢測(cè)水壓,當(dāng)水壓達(dá)到設(shè)定值時(shí),閘閥控制信號(hào)13開(kāi)啟進(jìn)行排水,收到閘閥到位信號(hào)16開(kāi)時(shí),停止閘閥;當(dāng)水位下降到低水位時(shí),準(zhǔn)備停機(jī)控制,首先關(guān)閉閘閥,收到閘閥到位信號(hào)16關(guān)時(shí),停止閘閥并停止水泵運(yùn)行;水泵排水運(yùn)行時(shí),判斷水泵主電機(jī)電參數(shù)信號(hào)19、軸承溫度傳感器21和排水管道流量計(jì)11是否正常,若異常則聲光報(bào)警信號(hào)9報(bào)警,如果在一定時(shí)間內(nèi)不能排除故障,則停機(jī),通過(guò)二號(hào)水泵監(jiān)控分站6或三號(hào)水泵監(jiān)控分站7開(kāi)啟二號(hào)或三號(hào)水泵,其工作原理同一號(hào)水泵。
【權(quán)利要求】
1.一種新型煤礦排水自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng),包括中控室監(jiān)控上位機(jī)(I )、井下PLC監(jiān)控主站(3)、水泵監(jiān)控分站,其特征是:所述監(jiān)控上位機(jī)(I)通過(guò)環(huán)形以太網(wǎng)(2)與PLC監(jiān)控主站(3 )連接,PLC監(jiān)控主站(3 )與觸摸屏(4 )連接,PLC監(jiān)控主站(3 )通過(guò)總線(xiàn)與水泵監(jiān)控分站連接,水泵監(jiān)控分站與模擬量輸入系統(tǒng)、數(shù)字量輸入系統(tǒng)、數(shù)字量輸出系統(tǒng)連接,模擬量輸入系統(tǒng)包括壓力傳感器(23)、負(fù)壓傳感器(22)、溫度傳感器(21)、閘閥開(kāi)度信號(hào)(20)、主電機(jī)電參數(shù)信號(hào)(19),數(shù)字量輸入系統(tǒng)包括主電機(jī)遠(yuǎn)近控信號(hào)(18)、閘閥遠(yuǎn)近控信號(hào)(17)、閘閥到位信號(hào)(16),數(shù)字量輸出系統(tǒng)包括射流控制信號(hào)(15)、真空泵控制信號(hào)(14)、閘閥控制信號(hào)(13)、主電機(jī)控制信號(hào)(12),所述PLC監(jiān)控主站(3)連接浮球開(kāi)關(guān)信號(hào)(8)、聲光報(bào)警信號(hào)(9 )、水倉(cāng)水位傳感器(10 )、排水管道流量計(jì)(11)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型煤礦排水自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng),其特征是:所述水泵監(jiān)控分站包括一號(hào)水泵監(jiān)控分站(5 )、二號(hào)水泵監(jiān)控分站(6 )、三號(hào)水泵監(jiān)控分站(7 )。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型煤礦排水自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng),其特征是:所述PLC監(jiān)控主站(3)通過(guò)Profibus總線(xiàn)(24)與水泵監(jiān)控分站連接。
【文檔編號(hào)】E21F17/18GK203669933SQ201420020926
【公開(kāi)日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2014年1月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月14日
【發(fā)明者】劉慶勇, 崔兆斌, 滕鐵軍, 伍恩占 申請(qǐng)人:泰安市一開(kāi)電氣有限公司