井下泵房高效自动集中控制系统

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1、2012 年第 29 期 （总第 44 期 ）科技 视 界Science & Technology VisionSCIENCE & TECHNOLOGY VISION 科技 视 界作者简介 ：林勇 （1972），男 ，毕业于毕业于山东科技大学 ，就职于肥城矿业集团单县能源有限责任公司 ，一直从事矿山机电技术工作 。0 前言煤矿井下泵房集控系统已广泛应用于肥城矿区 ，取得了较好的成效 ，以陶阳煤矿为例对该技术进行阐述 。 陶阳煤矿 -350m 水平泵房集控系统基于当前先进的西门子 S7-300 系列 PLC、WinCC 组态软件 ，由地面控制中心 、控制分站组成 ，实现就地控制与地面远程两种控制

2、模式 ，操作者根据现场实际情况灵活选用 ，确保在系统正常运行时操作灵活 、易于维护 ，在系统出现故障或通讯中断时本地可以就地控制确保水泵的正常运行 ，提高系统的稳定性 。1 集控系统结构及工作原理 、技术特点1.1 集控系统结构地面控制中心设在调度室 ，主控机 、监控机各 1 台 。井下泵房设有主站和 3 个分站 ， 主站监控 3 个分站 ， 设有液晶触摸屏 ，1#分站监控1-4 号水泵 ，2#分站集控 5-8 号水泵 ，3#分站集控 9-10 号水泵 。主站控制器采用西门子 S7300 系列 PLC， 站内主控 PLC 和备用PLC 互为冗余 ， 主控 PLC 和备用 PLC 都配备 CP3

3、43 以太网模块分别通过小灵通通讯光纤上传地面调度室 ，切换时间为 500ms。 两套 PLC各放置一块 CP340 通讯模块 ， 一个与各个水泵的高压开关柜微机综保模块通讯 ，采集高压开关柜的电流 、电压 、功率等信号 ，另外一个串口通讯模块与每个分站上的温度巡检仪通讯 ，检测每台电机和泵的轴温 。分站对泵房内排水泵 、射流系统 、抽真空系统 、电动阀门等装置实施了自动控制及运行参数自动检测 ，通过检测水仓水位 、电机电流 、电机电压 、闸阀开启度 、流量 、真空度等参数 ，控制水泵工作 。分站控制分站采用西门子 ET 200M 远程 I/O，而且都具有 ProfibusDP 通讯模块与主站

4、通讯同时上传地面 。分站之间相对独立 ，系统可靠性更高 。与分站通讯控制水泵工作 。主站面板上设有液晶触摸屏 ，就地实时以图形 、图像 、数据 、文字等方式 ，直观 、形象 、实时地反映系统工作状态以及水仓水位 、电机工作电流 、电机温度 、水泵温度 、排水管流量 、水泵真空度等参数 。图 1 集控系统结构图1.2 系统工作原理水泵启动开关的电量参数由高压微机综合保护装置和 PLC 配合完成 ，PLC 自动巡检 ，通过工业以太网模块 CP343-1、工业交换机 、光电转换通过光纤接入地面调度中心 。统控制设计选用了西门子 S7300 PLC 为控制主机 ， 该 PLC 为模块化结构 ，由 CP

5、U、数字量 I/O、模拟量输入 、通讯口等模块构成 。 PLC自动化控制系统根据水仓水位的高低建立数学模型 ， 合理调度水泵 ，自动准确发出启 、停水泵的命令 ，控制水泵运行 。控制系统就地显示控制采用西门子液晶触摸屏完成 ，可显示水泵电机的电压 ，电流以及功率因数 ；通过指示灯显示水泵及附属设备的工作状态 ；水泵的开停及附属设备开停控制 ，能对水泵进行就地控制 ，可作为水泵的操作柜 。 显示屏具有 RS485 通讯接口 ，通过以太网或工业总线接口与上级集控系统完成通讯 ，实现远距离集控 。监测需要的所有信号 ，经传感器检测 ，送入相应的信号变送器变成标准的 420mA 信号或 15V 信号

6、，由变送器送入 ET200 控制器配置的 I/O 模块 ，然后由主站 S7 300PLC 处理 ，实现对原始一次信号的采集 ，实现对所监测信号的采集与传输 ，包括所需的电气参数 、水泵系统工作状态 、故障等信号等 。 同时能接受上级集控系统传来的各种动作指令和保护调试指令并可靠执行 ， 实现远方操作或自动化运行控制 、接受解锁命令后能修改参数设定等 。1.3 泵房集控技术特点1）水泵电动闸阀的关停到位设双重保护 ，除了正常到位触点外 ，程序另设后备开度保护 ，有效的避免了闸阀丝杆因到位触点失效导致的顶坏的问题 。2）水泵的高压起动开关柜上刀闸 -断路器 -下刀闸的结构 ，其中断路器的电源引自变

7、电所电源柜二次小母线 。 水泵调试时 ，可以不合上下刀闸 ，不送高压电 ，直接控制断路器的吸合 ，来调试程序 ，这样可以避免水泵的频繁起动 。3）所有的控制 、通讯等线路穿 1 寸钢管保护 ，钢管可靠接地 ，一方面防止泵房硐室变形挤压电缆 ，另一方面有效减少了井下杂散电流的干扰 。4）STEP7 项目中插入了 OB82、OB86、OB122，不需要编程内容 ，当从站断电 、通讯失败等现象出现时 ，主站只报总线故障 ，但不停机 。 这样 ，从站断电 、通讯失败或从站通讯口损坏等现象出现时无论从站先上电 ，还是主站先上电 ，系统都能正常运行 。5）水泵 、电机前后轴承温度双重保护 。 1-10 号

8、水泵 、电机的前后轴承加设 PT100 温度传感器 ，在 PT100 热电阻的接点 Ic+ 和 Ic-加上24v 电压提供恒定的电流 ，模拟模块 SM331 电测定 M+和 M-输入电流的变化 ，就可以确定出温度 ，从而实现轴承温度保护 。 一是 ，通过主站触摸屏及地面集控程序对轴承超温报警 ；二是 ，各分站加设温度数显仪也可提供超温报警 ，检修人员维修调试水泵时可以直观地发现水泵轴承异常 ，及时停止水泵运行 ，处理故障 。6）水仓设警戒水位传感器 ，输出 420mA 模拟信号送入 PLC 模块 ，经内部程序运算 ，输出开关信号控制水泵工作 。可控制水仓的水位保持在一定值 ，实现水位自动控制

9、。2 泵房集控系统的运行效果2.1 减少了工作人员使用集控系统后 ，只安排司机和维修人员各 1 人 ，减少 6 名人员 ，年节约人工费 14 万元 。2.2 节约资金该系统根据电网高峰低谷期电价不同合理分配开泵时间段 ，节约电费投入 ；水仓内安装传感器 ，实时监控水仓容积率 ，根据入水量的浓度不同 ，合理分配内外水仓容量 ，有效利用好内外水仓容积 ，增长水仓清挖的周期 ，减少清挖的费用 。2.3 提高泵房的抗灾能力 （下转第 291 页 ）井下泵房高效自动集中控制系统林 勇（肥城矿业集团单县能源有限责任公司 山东 单县 271608）【摘 要 】阐述了集控系统在煤矿井下泵房的应用 ，对系统结构

10、 、技术特点 、创新点 、运行效果进行了论述 。【关键词 】PLC 模块 ；远程 ；自动集中控制机械与电子2772012 年第 29 期 （总第 44 期 ）科技 视 界Science & Technology VisionSCIENCE & TECHNOLOGY VISION 科技 视 界（上接第 277 页 ）一旦矿井出现大量涌水 ，能及时撤出人员 ，依靠集控系统可靠地远程控制性能 ，实现无人值守情况下正常排水 ，保证了人员和设备的安全 。2.4 避免了从站断电 、通讯失败等现象引起停机故障 ，保证了系统运行的安全性 。责任编辑 ：尹雪梅 SS（上接第 260 页 ）一个是状态机的变化 。

11、 部分程序代码如下 ：while (1) ADV7623_Resetn_Pin = 0;delay_ms(2);ADV7623_Resetn_Pin = 1;delay_ms(2);c = ADV7623_i2c_read_p0_reg(ADV7623_DEV_IDL_REG, &c1);if (c = 0) & (c1 = 0x30) c = ADV7623_i2c_read_p0_reg(ADV7623_DEV_IDH_REG, &c1);if (c = 0) & (c1 = 0x90)break;HDMI 在上电复位后 ，除了像素时钟检测 （CKDT）和热插拔检测（HPDT）功能外 ，大

12、部分功能处于待机状态 。软件需要正确的配置其他寄存器 。4 结论本文设计了一种基于 HDMI 的电视会议室音视频系统 。作为国际最新标准的多媒体数字接口 ，HDMI 代表了数字传输技术的发展方向 ， 相比于 DVI 等其它传输技术而言 ，HDMI 只需一根线就可以同时传输电视会议音频信号和视频信号 ，降低了固件复杂程度 、缩减了物料成本 ，为电视会议系统设计人员带来了极大的方便 。【参考文献 】1戴仕勇 .音视频信息回放系统的 HDIVI 发送器解决方案 J.单片机及嵌入式系统应用 ,2006(10):35-38.2冯瑞明 .HDMI 分配器的设计与实现 J.世界电子元器件 , 2007(6)

13、:112-114.3孙硕 .基于 HDMI 视频信号接收的电荷泵 PLL 设计 J. 西安石油大学学报 ,2007(11):92-96.4中国建筑设计研究院机电院 .音视频会议系统设计及安装图集 M.北京 :人民交通出版社 ,2008.5徐爱钧 . Keil C51 应用程序设计 M. 北京 : 机械工业出版社 ,2012.责任编辑 ：曹明明 S图 3 破损的防爆膜4.1 现场所做防范措施4.1.1 对 283、284 开关 （返厂大修后 ）的 SF6 气体降压运行 ，由目前的6.0bar 降至 5.5bar。4.1.2 立即检查母联 201 开关的防爆膜 ， 若不能确保其安全运行 ，则申请中

14、调停运 201 开关 。4.1.3 对 220kV 升压站做全面检查 ，重点对防爆膜检查 。 鉴于此种型号开关厂家已不再生产 ，防爆膜已无法采购备件 ，继续咨询国内外开关厂家 ，寻找或定做替代产品 。4.1.4 对 220KV 升压站开关防爆膜防护罩周边涂覆医用凡士林进行密封 ，减少外部环境的侵蚀 。4.1.5 对升压站母差 、线路等保护进行全面检查 ，加强巡检 、维护力度 ，确保类似事件发生时保护正确动作 ，事故不扩大 。4.1.6 抓紧研究 220KV 升压站开关及刀闸的改造方案 ， 积极推进升压站开关 、刀闸的全部更换工作 。4.1.7 寻求电网支持 ， 进一步完善升压站开关闭锁分闸处置

15、预案 ，加强运行人员培训 ，提高运行人员应对此类事件的处置能力 。4.1.8 运行 、检修加强巡回检查 ，密切关注各开关 SF6 气体压力变化 ，发现异常及时采取措施 。4.2 制定应急处置预案高压断路器分闸闭锁事故造成两台及以上发电机组与电网解列 、被迫停止运行或全厂停电 ，构成电力生产一般及以上设备事故2。引起高压断路器分闸闭锁的原因有很多 ， 比如断路器辅助触点转换不良 ，造成控制回路故障 ；断路器操作机构渗漏油 （气 ），各种操作机构的机械箱锈蚀及进水 ，各密封衬垫漏泄 ，造成操作回路压力低闭锁分闸 ；断路器灭弧介质 SF6 压力降低 ，造成主回路分闸闭锁故障3。因此在平时设备运行维护

16、时要特别检查开关 SF6 表的读数 ，当发生高压断路器分闸闭锁事故时应及时作出反应和对策来应对 。4.2.1 高压断路器发出分闸闭锁异常信号时 ,运行人员应立即到现场检查设备 ，断开断路器跳闸电源 ，将断路器可靠闭锁 ，停用单相重合闸 ，通知检修人员迅速到场 ，同时汇报调度 ，尽快安排异常断路器停运 。4.2.2 若是控制回路存在故障 ，应重点检查分闸线圈 、分相操作箱继电器 、断路器控制把手等位置 ，在确定故障点后尽快处理 。4.2.3 调度部门应综合考虑天气 、运行方式 、网络结构以及负荷情况等各种因素 ，尽速采取对电网运行方式影响最小 、快捷易行的方案 ，将异常断路器从系统中隔离 ，消除对系统运行的威胁 。4.2.4 严格按照规程规定的隔离开关操作范围进行操作 ，避免出现带负荷拉合隔离开关的情况 。4.2.5 按照 河北南部电网调度管理规程 、华北电网调度管理规程 的相关规定 ，在省调 、网调值班员的统一指挥下进行事故处理 。4.2.6 对照集团公司 防止电力生产重大事