煤矿中央水泵房自动排水集控系统技术规格书

（一）排水集控系统T:O537-6668O31

1、实现泵房无人值守自动化控制运行。

2、免费提供符合公司信息化建设要求的数据转换软件、数据交换软件、数据上传软件，且禁止加载注册机。

3、有供货范围内的电动设备的动力源均引自双电源投切开关，双电源投切开关采用快开门式结构，其容量设计由供货方根据设备配置情况合理进行计算，必须满足全部设备同时运行的极限状态需求，具有过流、漏电等各种保护，能实现地面监控，并入到泵房监控系统中。

4、泵房排水自动化设计

4.1 系统运行模式分为自动模式、手动模式和检修模式三种，其中自动模式和手动模式必须按操作规程要求的顺序进行水泵的启动和停止操作，且各类预警和保护功能齐全并正常投入运行，不能同时启停1台以上的水泵操作。

4.1.1 自动模式：智能分析水仓水位情况，自行控制水泵启停时间；与矿井水文监测系统实现联动（即水文监测系统监测到该泵房服务区域涌水量变大时，应能实现预警功能及自行判定启停水泵数量）；智能分析全部水泵和管路的运行时间，自行判定投运的水泵和排水管路；智能分析电耗状况，能实时显示运行水泵吨水百米电耗，每天运行稳定30分钟后，保存一次该泵吨水百米电耗数据，当天其他数据不再保存，点击保存的该数据时，能显示出当时的各项运行参数及计算过程；在水仓水位满足高低水位要求的前提下，自行设计削峰填谷*方案。

4.1.2 手动模式：手动模式为人为开停水泵方式。在该模式下，系统在组态画面中推送建议的开泵编号；该方式下水泵开停的操作步骤实现顺序闭锁功能，该模式下可半自动开停水泵（一键开停）也可分步开停水泵。

4.1.3 检修模式：该模式为泵房内设施检修作业时投用，可对水泵、电机或各类闸阀进行单独控制，投入该模式必须使用必要的设施（例：密码或钥匙等），检修模式开启水泵，各参数运行正常后，可手动切换至手动模式，即各种保护能够自动投入。

4.1.4 三种模式的转换方式：自动模式必须在水泵停运，闸门全部关闭的工况下，且系统无报警和故障信息，可投切运行；手动模式可在任一工况下投切使用，但不能操控有报警或故障信息的水泵和闸阀；检修模式可在任一工况下投切使用。

4.2 对泵房内设施及环境的各项参数进行实时的监测和传送，这些参数包括：泵房内环境温度、湿度、烟雾情况、异常声音、噪声、电机轴承温度、泵体轴承温度、电机绕组温度、电机振动、水泵振动、实时流量、水位、真空度、电压、电流、水泵出水口压力、水文监测流量、阀门的位置信号、阀门过转矩信号、自动视频巡检监控系统、门禁设施信息等。

4.3 整个系统做到可靠运行、维护方便、修改灵活，井下、地面监控系统均具备参数修改功能。

4.4 软件终身免费升级维护，授权软件不得带有注册机等限制机制，核心主程序、核心程序不得带注册机，我方负责对厂家版权（软件）进行保护。

4.5 自动排水系统功能

4.5.1 系统需采集与检测的信息

①模拟量数据：泵房内环境温度、湿度、烟雾情况、水泵吸水口真空度、水仓水位、排水管路流量、主排水管压力、电动闸阀的开度、电机轴承及绕组温度、水泵轴承温度、电机振动、水泵振动、高压开关电流、电压、水文监测流量等。

②数字量数据：电动闸阀的工作状态与开关限位，电动球阀状态工作状态与开关限位，水泵、电机运行状态，水泵电机高压柜分合闸状态。

③通讯数据：一体式闸阀工作状态及报警、故障信息；水泵电机高压开关工作状态及报警、故障信息；水文监测系统信息；门禁系统信息；自动视频巡检监控系统信息。

4.5.2 保护功能

①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，过设定时限后自动停泵，具有流量保护功能。

②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。

③电动闸阀保护：通过485通讯或其他通讯方式将闸阀的各类报警、故障信息传输到主控PLC，并参与水泵的联锁控制。

④动力供配电保护：通过485通讯或其他通讯方式将电机开关和闸阀电源开关的各类报警、故障信息传输到主控PLC，并参与水泵的联锁控制。

⑤水位限及水位突变报警：设置报警水位，水位过*报警水位或*低报警水位，系统报警；水位增长速度过正常速度，系统报警。

⑥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。

⑦温度及振动异常报警：当过设定值时，系统报警，并根据预设程序停止水泵运行。

⑧视频巡检装置及门禁系统的保护：通过485通讯或其他通讯方式将各类报警、故障信息传输到主控PLC，并参与水泵的联锁控制。

⑨在除“检修模式”外的任何运行模式，各类保护功能齐全，且具备现场报警、系统报警、故障停机功能。

⑩在主控程序中制作各类保护试验程序块，在组态画面中制作各类保护试验画面，用户可通过上位机完成各类保护试验操作。

4.5.3 控制功能

水泵监控系统可以选择的控制模式有：自动控制、半自动控制、手动控制、远程控制。

①自动控制：在泵房集控台和远程工控机上均选择“自动模式”，系统进入自动控制状态，根据水仓水位的高低或井下用电负荷的高、低峰和供电部门规定的平段、谷段、峰段供电电价时间段等因素，建立数学模型，PLC按照设定参数，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，完成单台或多台水泵的开停。泵房就地集控部分在自动控制模式中，可以脱离上位机的通讯仍能正常运行。

②远程控制：地面控制中心能通过以太网络远程监控水泵的运行情况及主要的运行参数及信号，同时可远程控制泵的开停，设定和修改水泵的运行条件、工况参数及控制程序，可远程实施集中控制和自动控制。

③就地控制箱控制：该控制方式即“检修模式”，需首先在泵房集控操作台上选择“检修模式”，在该方式下，利用就地控制箱上的按钮及显示屏一对一的操作球阀、闸阀、水泵等。就地控制方式的级别设为*，在此方式下其他操控设施只能进行监测，操作无效。

④井下集控台控制和遥控器控制：该控制方式下操作者在井下泵房的集控台或站在需启停水泵的旁边使用遥控器完成对每一台水泵的一键启停（即半自动控制方式）或顺序启停操作。将组态画面翻页到相应页面，视频画面转至相应水泵，按下启动/停止键，PLC 将根据控制逻辑完成对水泵的启动和停止。

不管工作在何种工作方式，均可实时将泵房现场的各种运行参数、设备状态通过工业以太网传到地面监控计算机。

4.5.4 动态显示

①系统通过图形动态显示水泵、电机、电动球阀、电动闸阀、水位、水流运行状态，并具备声光报警功能，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。

②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、低段、高段、高段水位分段报警，语音报警醒操作人员注意。

③采用图形、趋势图和数字形式直观地显示各类参数的状况和动态值，具备限报警、历史曲线记录、故障记录、历史故障查询等功能，以提醒人员及时检修。

4.5.5系统拓展

系统开放通讯协议，开放plc修改程式、取消注册机，运用标准通讯协议。便于地面监控中心上的监控主机能够接入全矿井综合自动化网络，矿方技术主管人员在地面即可掌握井下主排水系统设备的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控制监控，在其他系统调取数据时，具有 opc 调取和处理简单数据的功能。

4.5.6 监控软件

①软件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。

②软件能够监视或控制生产过程画面及生产实时数据，并将数据信息保存三个月以上，针对振动、温度、电流、电压、排水流量、排水压力、水泵效率等重要参数，制作历史曲线图。

③采用组态软件、模块化设计、汉化效果。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。

④能够监视或控制本工艺点的生产过程画面和生产实时数据。并配以适时和实际相符的动画。

⑤具有报警处理功能,在任何时间和任何显示工作站均能在画面顶部或底部显示出总的报警信息；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。

⑥人机界面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；组网功能：通过工业用上位机的接口接入全矿综合自动化系统。

⑦系统能在电子噪声、射频干扰及振动都很大的现场环境中连续运行，且不降低系统的性能。系统设计采用抗干扰技术，确保系统正常工作。

4.5.7 系统配置

①CUP采用冗余设计方式，搭配稳定的通讯模块，完成远程模拟量和数字量的I/O 数据采集及控制。I/O 模块端口数量需考虑备用及系统扩展，至少留有20%的扩展空间。

②串行通信模块：巡检装置、电动闸阀、门禁系统及高低压开关等设备如采用串行通信接口，如RS485，通过串行通信模块可与之通信。

③泵房操作台：操作台的外壳应采用304不锈钢材质，适应井下耐潮、耐腐蚀的工作环境。为便于井下现场操作，井下操作台应配备16吋显示屏显示排水系统运行状况；设置旋钮、按钮、指示灯，用于状态显示、故障查询及水泵控制；配置19吋显示屏显示巡检装置视频画面。

④端子排选用菲尼克斯、魏德米勒等国际知名品牌，并留有不小于 20%的冗余量；按钮、转换开关、指示灯选用西门子、默勒等国际知名品牌，并留有不小于 20%的冗余量。

⑤传感器：

水仓水位传感器:选用非投入式液位传感器，此传感器均采用测回波的方式间接测算水位，具有较高的可靠性，实现水仓水位的监测。

流量传感器:以速度差发为原理，测量圆管内液体流量的仪表。安装水泵吸水口用于监测每台水泵的综合效率以及水量的变化；地面排水管路安装以此监测排水系统的综合效率。

压力/负压传感器:选择高可靠性压力/负压传感器，实现压力/负压的连续高可靠性监测。

温度及振动传感器:在水泵、电机加装传感器实现状态监测。