ZPS127礦用自動(dòng)排水裝置系統(tǒng)的配置及結(jié)構(gòu)

ZPS127礦用自動(dòng)排水裝置系統(tǒng)配置

①CUP采用冗余設(shè)計(jì)方式，搭配穩(wěn)定的通訊模塊，完成遠(yuǎn)程模擬量和數(shù)字量的I/O 數(shù)據(jù)采集及控制。I/O 模塊端口數(shù)量需考慮備用及系統(tǒng)擴(kuò)展，至少留有20%的擴(kuò)展空間。

②串行通信模塊：巡檢裝置、電動(dòng)閘閥、門(mén)禁系統(tǒng)及高低壓開(kāi)關(guān)等設(shè)備如采用串行通信接口，如RS485，通過(guò)串行通信模塊可與之通信。

③泵房操作臺(tái)：操作臺(tái)的外殼應(yīng)采用304不銹鋼材質(zhì)，適應(yīng)井下耐潮、耐腐蝕的工作環(huán)境。為便于井下現(xiàn)場(chǎng)操作，井下操作臺(tái)應(yīng)配備16吋顯示屏顯示排水系統(tǒng)運(yùn)行狀況；設(shè)置旋鈕、按鈕、指示燈，用于狀態(tài)顯示、故障查詢及水泵控制；配置19吋顯示屏顯示巡檢裝置視頻畫(huà)面。

④端子排選用菲尼克斯、魏德米勒等國(guó)際知名品牌，并留有不小于 20%的冗余量；按鈕、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、指示燈選用西門(mén)子、默勒等國(guó)際知名品牌，并留有不小于 20%的冗余量。

⑤傳感器：

水倉(cāng)水位傳感器:選用非投入式液位傳感器，此傳感器均采用測(cè)回波的方式間接測(cè)算水位，具有較高的可靠性，實(shí)現(xiàn)水倉(cāng)水位的監(jiān)測(cè)。

流量傳感器:以速度差發(fā)為原理，測(cè)量圓管內(nèi)液體流量的儀表。安裝水泵吸水口用于監(jiān)測(cè)每臺(tái)水泵的綜合效率以及水量的變化；地面排水管路安裝以此監(jiān)測(cè)排水系統(tǒng)的綜合效率。

壓力/負(fù)壓傳感器:選擇高可靠性壓力/負(fù)壓傳感器，實(shí)現(xiàn)壓力/負(fù)壓的連續(xù)高可靠性監(jiān)測(cè)。

溫度及振動(dòng)傳感器:在水泵、電機(jī)加裝傳感器實(shí)現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測(cè)。

軟件結(jié)構(gòu)

①系統(tǒng)軟件采用模塊化結(jié)構(gòu)，各控制模塊之間相互嵌套，可以滿足復(fù)雜的監(jiān)控要求。

②運(yùn)行決策模塊:根據(jù)各臺(tái)水泵的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、根據(jù)水倉(cāng)水位、供電峰谷時(shí)段劃分、均勻磨損等原則，合理調(diào)度水泵，節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用。

③就地控制模塊:當(dāng)水泵的控制狀態(tài)處于就地狀態(tài)時(shí)，主輪循程序調(diào)用對(duì)應(yīng)的水泵就地控制模塊。該控制模塊運(yùn)行時(shí)根據(jù)用戶通過(guò)旋鈕開(kāi)關(guān)、按鈕等發(fā)出的命令進(jìn)行邏輯處理，將處理結(jié)果轉(zhuǎn)換成電控信號(hào)，通過(guò)繼電器直接控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)。該模塊主要在用戶維護(hù)、維修設(shè)備時(shí)使用，所以只包含簡(jiǎn)單的命令處理和閉鎖控制，沒(méi)有復(fù)雜的邏輯控制，給維護(hù)人員留有最大的自由度。

④全自動(dòng)控制模塊:主輪循程序每個(gè)周期調(diào)用該模塊一次，PLC 根據(jù)水位傳感器采集的數(shù)據(jù)控制水泵啟停。全自動(dòng)控制模塊根據(jù)優(yōu)化控制策略處理模塊給出的處理結(jié)果進(jìn)行全自動(dòng)控制，在運(yùn)行過(guò)程降低排水成本；同時(shí)，采用算法對(duì)水位值取微分，算出水位變化率，在變化率異常（水位升高過(guò)快）時(shí)進(jìn)行超前控制，采取必要措施（提前開(kāi)泵及啟動(dòng)多臺(tái)水泵）避免事故發(fā)生，同時(shí)發(fā)出警示。

⑤半自動(dòng)控制模塊:最基本的水泵控制單元，獨(dú)立完成單臺(tái)水泵的啟停控制。當(dāng)主輪循程序檢測(cè)到操作者、全自動(dòng)控制模塊或突發(fā)事故處理模塊對(duì)目標(biāo)水泵下達(dá)開(kāi)/停指令時(shí)，系統(tǒng)即調(diào)用對(duì)應(yīng)的半自動(dòng)控制模塊，完成水泵啟動(dòng)/停止控制。

遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)方案

采用正版組態(tài)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)根據(jù)排水自動(dòng)控制系統(tǒng)的實(shí)際需要，按照面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法，采用通用化的組態(tài)軟件建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，用于實(shí)時(shí)過(guò)程數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和處理；設(shè)計(jì)親切友好的人機(jī)操作界面，在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的支持下，使操作人員能夠非常方便地對(duì)系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控；為用戶提供指定時(shí)間段的歷史數(shù)據(jù)和趨勢(shì)圖表查詢以及報(bào)表輸出；提供過(guò)程數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)報(bào)警提示等。實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)要求的所有功能。包括：現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集和顯示；事故順序記錄；畫(huà)面調(diào)用與顯示；數(shù)據(jù)報(bào)表及打印功能；數(shù)據(jù)庫(kù)管理和查詢；事故自動(dòng)報(bào)警；事故報(bào)警與視頻畫(huà)面聯(lián)動(dòng)；安全保護(hù)等。軟件的設(shè)計(jì)除具備監(jiān)測(cè)、監(jiān)控功能外，在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)設(shè)備的輔助管理等管理功能，使控制系統(tǒng)在設(shè)備維護(hù)過(guò)程中發(fā)揮更大的作用。底層信息由 OPC 驅(qū)動(dòng)層解析后存儲(chǔ)至實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，其它功能塊均通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)讀取信息，用于監(jiān)控界面的顯示、故障信息的處理等，部分實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及故障信息通過(guò)處理后存儲(chǔ)至歷史數(shù)據(jù)庫(kù)，為設(shè)備管理提供依據(jù)。監(jiān)控塊下發(fā)控制命令后，同樣經(jīng)過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)下發(fā)至 OPC 驅(qū)動(dòng)層，通過(guò)物理接口傳輸至控制 PLC。

自動(dòng)視頻巡檢系統(tǒng)

配置本安型云臺(tái)攝像機(jī)，實(shí)現(xiàn)巡檢現(xiàn)場(chǎng)全方位圖像采集和重點(diǎn)巡檢設(shè)備不同角度的局部細(xì)節(jié)圖像采集。

配置溫濕度傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)泵房溫濕度數(shù)據(jù)的采集與監(jiān)測(cè)。

配置煙霧傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)泵房煙霧監(jiān)測(cè)。

自動(dòng)視頻巡檢系統(tǒng)組成及功能

由云臺(tái)攝像儀、溫濕度傳感器、煙霧傳感器、礦用隔爆計(jì)算機(jī)組成。代替巡檢工定時(shí)、定點(diǎn)、高質(zhì)量的完成井下設(shè)備的日常巡檢任務(wù)，配置多種傳感器，實(shí)時(shí)采集巡檢現(xiàn)場(chǎng)的圖像、聲音及泵房溫濕度數(shù)據(jù)、煙霧參數(shù)等信息，以數(shù)字化的圖像、聲音和準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)歸類存儲(chǔ)，便于故障問(wèn)題的查詢復(fù)現(xiàn)。

審核編輯：湯梓紅