排水集控系统

系统功能设计说明

1、监测信号

模拟量检测的数据主要有：水泵吸水口真空度、水仓水位、主排 水管流量、水泵电机温度、电机供电电压、电机电流、主排水管压力、泵房环境温度等信号。

数字量检测的数据主要有：水泵高压启动柜真空断路器的状态、电动闸阀与球阀的工作状态与开关限置、系统远程/就地/自动/半自 动/工作模式、水泵/电机运行状态；

数据自动采集主要由PLC实现，PLC模拟量输入模块通过传感器 连续检测水仓水位，将水位变化信号进行转换处理，计算出单位时间内不同水位段水位的上升速率，从而判断矿井的涌水量，控制排水泵 启停。电机电流、水泵轴温、电机温度、排水管流量等传感器与变 送器，主要用于监测水泵、电机的运行状况，超限报警，以避免水泵和电机损坏。

2、控制信号

系统可以控制主电机的开停，并控制电动闸阀、电动球阀的打开与闭合。

PLC的数字量输入模块将各种开关量信号采集到PLC中作为逻辑 处理的条件和依据，控制排水泵的启停。同时检测井下供电电流值, 计算用电负荷率，根据矿井涌水量和用电负荷，控制在用电低峰和一 天中电价最低时开启水泵，用电高峰和电价高时停止水泵运行，以达 到避峰填谷及节能的目的。

3、控制方式

本系统有四种工作方式：远程控制、自动控制、半自动控制和手动控制。水泵系统的运行控制方式是由泵房就地操作台上面的方式开 关决定的。本路水泵系统的就地操作台上的方式开关有两个,A为“远 程”、“就地”两档，B为“自动”、“半自动”、“手动”三挡； 当操作台方式在“近控”位置，不管PLC方式在进行什么操作，本路 水泵系统为就地控制方式；操作台方式在“远控”位置，则可进行远 程操作，具体操作由上位机选择无人值守还是人工点击鼠标完成操作 任务。半自动时由就地操作台上的按钮选择，这个时候属于智能控制,只需一个按钮即可完成单台水泵的流程控制，手动为检修模式。

4、保护功能

流量保护：当水泵启动后或正常运行时，如流量达不到正常值实现报警，超过设定时限后自动停泵，具有流量保护功能。

压力异常保护：排水压力、吸水真空度出现异常时实现报警，排水压力、吸水真空度达不到设定值自动停泵，具有压力异常保护功能。

电动闸阀故障：由闸阀的限位、电动闸阀断路器的辅助接点检测故障，并参与水泵的联锁控制。

水位超限及水位传感器故障报警：设置报警水位，水位超过最高报警水位或最低报警水位，系统报警。在每处水位采集点均设置超声 波及投入压力式两种不同原理的水位传感器，通过检测两传感器的差 别判断传感器故障并报警。

水位突变报警:水位增长速度超过正常水位增长速度，系统报警。

排水量异常报警：泵房排水流量与矿井涌水量差值小于水位应下降速度，系统报警。

温度异常报警：通过在电机预装温度传感器（PT100）监测电机的温度。当超过设定值时，系统能停泵并报警。

5、动态显示

就地动态模拟显示选用操作屏，地面操作站系统动态模拟显示采用iFix组态软件开发，系统通过图形动态显示水泵、电动球阀和电动闸阀的运行状态，采用改变图形颜色和闪烁功能进行事故报警，直观地显示电动球阀和电动闸阀的开闭位置，实时显示水泵抽真空情况和出水口压力值。

用实时趋势图方式和数字形式准确实时地显示水仓水位，并在启停水泵的水位段发出预告信号和低段、高段、超高段水位分段报警,用事先录制的语音提示形式提醒操作人员注意。

采用图形、趋势图和数字形式直观地显示管路的瞬时流量及累计流量、水泵轴温、电机温度等动态值，超限报警，自动记录故障类型、 时间等历史数据，并通过每台水泵的流量计算出水泵的有效功率，以 提醒巡检人员及时检修或更换水泵。