安科高新技术研究院水泵自动化系统

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PLC与操作屏进行以太网通讯，将水泵机组的工作状态与运行参数传至操作屏，完成各数据的就地动态显示；通过井下光纤，将水泵机组的运行状态、参数传至地面生产指挥调度中心或机电控制中心，在地面生成图形、趋势图和数字形式等直观的界面信息，开放通讯协议，在地面调度指挥控制中心有上位机，上位机通过OPC接入全矿井安全生产自动化控制网，管理人员在地面即可掌握井下主排水系统设备的所有检测数据及工作状态，又可根据自动化控制信息，实现井下主排水系统的四遥，并为矿领导提供生产决策信息。操作屏与监测监控站均可动态显示主排水系统运行的模拟图、运行参数图表，记录系统运行和故障数据，并显示故障点。

系统可实现避峰填谷功能，如果处在用电高峰时，在高水位时水泵不会启动，当到达超高水位时才可以启动一台水泵。

用电高峰可以通过电流值和经验时间段两种方式判断。我们更多的采用经验时间段的方式。

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。

在地面控制站上应可实时显示各设备运行图。并提供开放式的图形制作软件，用户可随意描绘各种动态图形、静态图形，同时支持多种图形格式，图形画面具有链接功能，可以很方面地切换其它画面显示。可显示实时曲线。

每台水泵设置有“工作”、“备用”和“检修”三种工作方式。

工作方式：指当前水泵在本次操作中，优先被开启。

备用方式：指当前水泵在本次操作中，处于备用状态，当已开启水泵不能满足排水需要时，将开启投入工作。

检修方式：指当前水泵在本次操作中，不被利用，而是对该水泵进行检修。

水位设定，本系统水位可根据矿上自行设定，设定方法如下：

进入参数设定画面，设定所需要修改的参数，然后点击确定按钮一号水位点击数据框输入需要的数，二号，三号，四号同样设定。但二号水位必须大于一号水位，三号水位必须大于二号水位，四号水位必须大于三号水位，否则，不予修该。

参数设定画面，设定所需要修改的参数，然后点击确定按钮，该数值修改时要注意与现场情况一致，否则可能导致系统无法正常启动

通过工业以太网加现场总线方式传输:以M工业以太网为基础，解决就地控制存在的事故隐患，减少各设备之间相互脱节、无法充分发挥效率的缺点，系统由地面控制中心、现场分站、信息传输介质、网络通信接口设备组成，以实现先进的、统一的自动化控制网络平台，使整个系统配置合理，信息共享，安全可靠，提高指挥效率和生产率。

组态软件特点：

使用组态实现控制系统实验仿真的基本方法：图形界面的设计、构造数据库、建立动画连接、运行和调试。

上位机组态软件开发具有以下特点:

1、能够在标准画面和用户组态画面上设定、汇集和显示有关的运行信息，供运行人员对设备的运行工况进行监视和控制。能够监视或控制本工艺点的生产过程画面及生产实时数据。

2、具有一键开停机和闭锁功能。

3、能够监视或控制本工艺点的生产过程画面及生产实时数据。并配以适时和实际相符的动画。

4、具有报警处理功能,在任何时间和任何显示工作站均应能在画面顶部或底部显示出总的报警信息。

在控制人机界面设计上能满足：

人机界面应运用开放系统的图形窗口技术、友好的操作人员界面、可修改和编辑画面、带有详细的联机帮助功能。

具有安全登录和密码保护功能：设计监控对应多个操作级别，对各个级别的操作都设置密码，并能记录操作人员工号、操作内容、时间等，防止非法操作，确保排水设备安全有序运行。

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***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。

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。

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。