济源科灵和北京威通排水自动化方案及比较.doc

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1、济源科灵和北京威通排水自动化方案及比较说明:按照抗灾型排水系统攻关组和有关领导的指示精神,经反复和入选的两家公司交流,济源科灵和北京威通分别就古汉山中央泵房、演马老泵房初步做出了各自的排水自动化方案。现将他们做的方案和我们的比较分析意见向大家汇报如下。一、济源科灵方案(古汉山中央泵房)及预算一)方案井下泵站单泵淹井及多泵自动控制系统方案一、概述煤炭行业是我国的支柱产业。煤矿井下排水设备对保证矿井正常生产起着重要的作用。随着国家节能减排政策的执行以及煤炭行业高产高效的发展,井下排水问题更成为制约煤炭生产的关键因素。目前国内矿井的排水系

2、统多采用传统的人工进行监测,人工加继电器进行控制的方法。传统方法控制线路复杂,设备运行的自动化程度低,可靠性相对较差,工人劳动强度大,排水系统应急能力不足,存在一定的安全隐患,不适应煤炭工业发展的需要。本方案设计了井下排水系统的控制系统,采用PLC(可编程控制器)构建成的就地控制系统方式,弥补了传统继电器控制的种种缺陷与不足,提高了工作可靠性和稳定性,具有使用寿命长、维护方便的特点。二、自动控制优化原则1、高效原则以排水效率为基本原则,根据涌水量的大小,优先运行高效水泵。①在单泵单管工况下:排水系统效率低于60%,要退出运行,报警,

3、修理。②多管排水系统,水泵运行正常,排水系统效率仍然低于60%,需对管网进行强制检修。效率计算:根据水泵理论η=5.6,η为排水系统效率,η=η1×η2×η3,η1为电动机效率η2为水泵效率η3为管网效率,H为水泵扬程,Q为排水流量,ρ为流体密度,I为供电电流,U为供电电压,Cosφ为功率因数,η1在电机正常时为固定值,因此影响排水系统效率的因素为水泵效率和管网效率,在较短的时间段内和管路没有变化的情况下,管网的效率不会发生突变,如果排水系统效率降低,那么基本判断是水泵效率降低,如果排水系统效率缓慢降低,可以和就近的高效率运行泵比较

4、,如果效率差距明显,则是水泵问题,如果多台水泵效率都低,则是管网问题。管网效率是影响所有泵的排水效率,在管网正常时,每台泵投入运行前需要检测泵的运行效率,并将数据存入计算机,在运行一段时间后,将所有泵的效率和这个值作比较,如果大多数泵的效率和这个值相差不大,则说明管网没有问题,否则认为管网有问题。2、轮换原则在确保安全的前提下,以保证电机不受潮为原则,同一泵房内,效率大于60%的水泵进行轮流运行,轮换频率及周期根据季节及矿方要求制定。确定合理不受潮时间,这个时间又根据季节而变化。3、峰谷原则⑴集团公司网高峰期:8:00—12:00,

5、18:00—22:00平谷期:12:00—18:00,22:00—24:00低谷期:0:00—8:00⑵国电网高峰期:18:00—22:00尖峰期:8:00—12:00平谷期:12:00—18:00,22:00—24:00低谷期:0:00—8:00高水位较高水位中水位低水位尖峰期↑——↓高峰期↑↑—↓平谷期↑↑—↓低谷期↑↑↑↓↑表示加开泵,↓表示减停泵,—表示保持根据季节及矿涌水量情况,调节水位设定,确定开泵台数及运行时间。三、控制系统古汉山矿井下泵房共有十四台水泵,将其中一台水泵控制按抗灾性能试验进行设计,其他水泵按智能控制设计

6、。排水监控系统分三大部分,分别为井上计算机监控部分,井下PLC控制部分,一次仪表部分。控制系统可扩展淹井控制的硬件和软件。1、井上设置一台监控计算机,选用台湾研华IPC610工控机,组态软件选用西门子512点WINCC亚洲版,以太网卡选用西门子公司的CP1616卡与交换机连接,井上通过OPC方式和主网络进行数据交换。同时在井上安装一台防水液位计,由井上直接供电作为淹井时水位指示。2、井下部分控制主机选用西门子S7-300PLC,为加强可靠性,S7-300PLC采用双机软件故障自动切换,双电源直流24伏供电,所有模拟量和开关量均由安全

7、珊进行隔离。就地配有触摸屏可就地进行遥控、本地自动、本地手动方式切换运行。井上和井下通过光缆连接。3、一次仪表部分,管道水流量测量选用日本恒河潜水型电磁流量计,安装在进水管垂直段,水仓水位监测选用三种类型的传感器,分别为超声波液位计,投入式液位计和接点型水位开关。超声波液位计安装在进水口水面上一米处,投入式液位计安装在最低水位上方20cm处,同时在小井侧壁安装三个节点水位开关,这三个水位检测传感器在正常工作时是并联关系,只要一个发出信号,即可控制水泵工作,当某个设备有问题时,其他设备可以替代。管道水压测量选用扩散硅压力变送器,吸水管

8、真空度、高压水管压力检测均选用扩散硅压力变送器,电机三相定子、两端轴承温度选用PT100铂电阻,水泵供电电压、电流、功率、功率因数、开关状态等参数由高压开关提供,电气的各种保护参数也由供电子系统提供。在每台电机底座和水泵底座安装振动传

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1、济源科灵和北京威通排水自动化方案及比较说明:按照抗灾型排水系统攻关组和有关领导的指示精神,经反复和入选的两家公司交流,济源科灵和北京威通分别就古汉山中央泵房、演马老泵房初步做出了各自的排水自动化方案。现将他们做的方案和我们的比较分析意见向大家汇报如下。一、济源科灵方案(古汉山中央泵房)及预算一)方案井下泵站单泵淹井及多泵自动控制系统方案一、概述煤炭行业是我国的支柱产业。煤矿井下排水设备对保证矿井正常生产起着重要的作用。随着国家节能减排政策的执行以及煤炭行业高产高效的发展,井下排水问题更成为制约煤炭生产的关键因素。目前国内矿井的排水系

2、统多采用传统的人工进行监测,人工加继电器进行控制的方法。传统方法控制线路复杂,设备运行的自动化程度低,可靠性相对较差,工人劳动强度大,排水系统应急能力不足,存在一定的安全隐患,不适应煤炭工业发展的需要。本方案设计了井下排水系统的控制系统,采用PLC(可编程控制器)构建成的就地控制系统方式,弥补了传统继电器控制的种种缺陷与不足,提高了工作可靠性和稳定性,具有使用寿命长、维护方便的特点。二、自动控制优化原则1、高效原则以排水效率为基本原则,根据涌水量的大小,优先运行高效水泵。①在单泵单管工况下:排水系统效率低于60%,要退出运行,报警,

3、修理。②多管排水系统,水泵运行正常,排水系统效率仍然低于60%,需对管网进行强制检修。效率计算:根据水泵理论η=5.6,η为排水系统效率,η=η1×η2×η3,η1为电动机效率η2为水泵效率η3为管网效率,H为水泵扬程,Q为排水流量,ρ为流体密度,I为供电电流,U为供电电压,Cosφ为功率因数,η1在电机正常时为固定值,因此影响排水系统效率的因素为水泵效率和管网效率,在较短的时间段内和管路没有变化的情况下,管网的效率不会发生突变,如果排水系统效率降低,那么基本判断是水泵效率降低,如果排水系统效率缓慢降低,可以和就近的高效率运行泵比较

4、,如果效率差距明显,则是水泵问题,如果多台水泵效率都低,则是管网问题。管网效率是影响所有泵的排水效率,在管网正常时,每台泵投入运行前需要检测泵的运行效率,并将数据存入计算机,在运行一段时间后,将所有泵的效率和这个值作比较,如果大多数泵的效率和这个值相差不大,则说明管网没有问题,否则认为管网有问题。2、轮换原则在确保安全的前提下,以保证电机不受潮为原则,同一泵房内,效率大于60%的水泵进行轮流运行,轮换频率及周期根据季节及矿方要求制定。确定合理不受潮时间,这个时间又根据季节而变化。3、峰谷原则⑴集团公司网高峰期:8:00—12:00,

5、18:00—22:00平谷期:12:00—18:00,22:00—24:00低谷期:0:00—8:00⑵国电网高峰期:18:00—22:00尖峰期:8:00—12:00平谷期:12:00—18:00,22:00—24:00低谷期:0:00—8:00高水位较高水位中水位低水位尖峰期↑——↓高峰期↑↑—↓平谷期↑↑—↓低谷期↑↑↑↓↑表示加开泵,↓表示减停泵,—表示保持根据季节及矿涌水量情况,调节水位设定,确定开泵台数及运行时间。三、控制系统古汉山矿井下泵房共有十四台水泵,将其中一台水泵控制按抗灾性能试验进行设计,其他水泵按智能控制设计

6、。排水监控系统分三大部分,分别为井上计算机监控部分,井下PLC控制部分,一次仪表部分。控制系统可扩展淹井控制的硬件和软件。1、井上设置一台监控计算机,选用台湾研华IPC610工控机,组态软件选用西门子512点WINCC亚洲版,以太网卡选用西门子公司的CP1616卡与交换机连接,井上通过OPC方式和主网络进行数据交换。同时在井上安装一台防水液位计,由井上直接供电作为淹井时水位指示。2、井下部分控制主机选用西门子S7-300PLC,为加强可靠性,S7-300PLC采用双机软件故障自动切换,双电源直流24伏供电,所有模拟量和开关量均由安全

7、珊进行隔离。就地配有触摸屏可就地进行遥控、本地自动、本地手动方式切换运行。井上和井下通过光缆连接。3、一次仪表部分,管道水流量测量选用日本恒河潜水型电磁流量计,安装在进水管垂直段,水仓水位监测选用三种类型的传感器,分别为超声波液位计,投入式液位计和接点型水位开关。超声波液位计安装在进水口水面上一米处,投入式液位计安装在最低水位上方20cm处,同时在小井侧壁安装三个节点水位开关,这三个水位检测传感器在正常工作时是并联关系,只要一个发出信号,即可控制水泵工作,当某个设备有问题时,其他设备可以替代。管道水压测量选用扩散硅压力变送器,吸水管

8、真空度、高压水管压力检测均选用扩散硅压力变送器,电机三相定子、两端轴承温度选用PT100铂电阻,水泵供电电压、电流、功率、功率因数、开关状态等参数由高压开关提供,电气的各种保护参数也由供电子系统提供。在每台电机底座和水泵底座安装振动传

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