一、系統(tǒng)概述
煤礦井下水泵是煤礦生產(chǎn)的主要設(shè)備之一，實(shí)現(xiàn)井下泵房的遠(yuǎn)程控制與監(jiān)測(cè)，是綜合自動(dòng)化建設(shè)的重要組成部分。目前,在礦井泵房的排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中 ,一般設(shè)置多臺(tái)多級(jí)離心水泵,一組工作、一組備用,并設(shè)置了用于輪換檢修的水泵。這些水泵電壓高、功率大、運(yùn)行工況復(fù)雜，人工很難做到實(shí)時(shí)監(jiān)控。另外，對(duì)于水泵啟動(dòng)前吸水管路的充水（抽真空）、水倉(cāng)水位監(jiān)測(cè)、泵房?jī)?nèi)設(shè)備的運(yùn)行與管理等工作,普遍采用人工操作方式。傳統(tǒng)模式操作過(guò)程繁瑣、勞動(dòng)強(qiáng)度大、人為因素多、啟泵時(shí)間長(zhǎng)、自動(dòng)化程度低，已不能適應(yīng)現(xiàn)代化礦井管理的要求,因此,有必要使泵房水泵實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。
系統(tǒng)設(shè)計(jì)以系統(tǒng)安全、可靠、先進(jìn)為原則，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)在安全生產(chǎn)指揮調(diào)度中心對(duì)井下排水系統(tǒng)泵房的所有設(shè)備進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視和控制，做到泵房無(wú)人值守、設(shè)備安全可靠運(yùn)行。
二、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
煤礦井下主排水系統(tǒng)泵房監(jiān)控站系統(tǒng)主要由三部分組成：
1、地面自動(dòng)化控制中心
地面監(jiān)控站設(shè)置在地面自動(dòng)化控制中心，通過(guò)工作站對(duì)井下泵房相關(guān)設(shè)施進(jìn)行集控和監(jiān)視。主要設(shè)備、設(shè)施包括工作站、22ˊ顯示器、UPS電源等。
2、先進(jìn)的總線(xiàn)（Profibus）結(jié)構(gòu)
利用先進(jìn)的總線(xiàn)（Profibus）作為地面控制中心與井下泵房監(jiān)控系統(tǒng)通訊，實(shí)現(xiàn)泵房相關(guān)設(shè)備的實(shí)時(shí)控制及信號(hào)采集。
3、泵房監(jiān)控單元 井下監(jiān)控單元由井下監(jiān)控主控站及信號(hào)采集裝置、傳感器等組成，主控制站作為井下控制部分的通信核心，完成分站監(jiān)控信息與地面控制中心的監(jiān)控信息交互傳遞。同時(shí)，通過(guò)在現(xiàn)場(chǎng)的操作顯示屏，為井下巡檢人員提供整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行情況。
井下監(jiān)控單元結(jié)構(gòu)如下圖所示，信息化整體設(shè)計(jì)在泵房設(shè)置礦用隔爆兼本安型監(jiān)控分站，地面控制中心的控制指令通過(guò)專(zhuān)用通訊光纜下達(dá)到礦用隔爆兼本安型監(jiān)控分站，由其控制泵系統(tǒng)的相應(yīng)動(dòng)作。
主泵房監(jiān)控系統(tǒng)
三、主要功能
1、自動(dòng)控制功能
系統(tǒng)根據(jù)工況設(shè)定，以及時(shí)間、水位、煤礦用電負(fù)荷等參數(shù)自動(dòng)開(kāi)啟、停止水泵的運(yùn)轉(zhuǎn)、并能實(shí)現(xiàn)泵閥的聯(lián)鎖起動(dòng)，對(duì)運(yùn)行中的各種參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，通過(guò)接口向上傳送數(shù)據(jù)。
（1）地面計(jì)算機(jī)統(tǒng)計(jì)每天礦井的用電負(fù)荷情況，確定用電高峰、低谷時(shí)間，并將參數(shù)傳給本系統(tǒng)控制主機(jī)；或在本機(jī)上根據(jù)統(tǒng)計(jì)出的時(shí)間進(jìn)行設(shè)定。
（2）根據(jù)所監(jiān)測(cè)的水位信號(hào)，設(shè)定出低水位、高水位和上限水位信號(hào)。
（3）每臺(tái)水泵設(shè)置運(yùn)行、備用和檢修三種工作方式，該方式可以在本機(jī)上設(shè)定或地面主機(jī)設(shè)定。當(dāng)水位達(dá)到高位或不在高位而處在用電低谷時(shí)間內(nèi)，將自動(dòng)啟動(dòng)運(yùn)行泵。當(dāng)水位達(dá)到高位或不在高位而處在用電高峰時(shí)間時(shí)自動(dòng)停泵。當(dāng)水位到上限水位時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)運(yùn)行泵及備用泵，直到水位低于高位時(shí)停止"備用泵"只運(yùn)行"運(yùn)行泵"，當(dāng)達(dá)到低于或不在高位而處于用電高峰時(shí)間內(nèi)時(shí)自動(dòng)停泵。
（4）系統(tǒng)可自動(dòng)或手動(dòng)選擇以實(shí)現(xiàn)備用泵的循環(huán)啟動(dòng)和停止。
（5）將本機(jī)工作方式轉(zhuǎn)為"地面控制"時(shí)，各水泵由地面主機(jī)控制。
（6）當(dāng)運(yùn)行的水泵出現(xiàn)軸承超溫、開(kāi)關(guān)柜故障、流量不夠時(shí)自動(dòng)停止運(yùn)行，并提示、報(bào)警。
2、手動(dòng)控制功能
根據(jù)實(shí)際需要也可以從自動(dòng)控制方式切換到手動(dòng)控制方式。系統(tǒng)采用手動(dòng)操作時(shí)，由工作人員根據(jù)生產(chǎn)需要以及設(shè)備狀況操作控制箱上的按鈕完成設(shè)備的啟動(dòng)、停止。
3、單機(jī)自動(dòng)控制
地面監(jiān)控主機(jī)將工作方式切轉(zhuǎn)到單機(jī)自動(dòng)時(shí)，可在地面監(jiān)控主機(jī)上單獨(dú)控制系統(tǒng)中的各設(shè)備。此時(shí)各分站仍處于自動(dòng)狀態(tài)，當(dāng)保護(hù)信號(hào)動(dòng)作時(shí)仍報(bào)警停機(jī)。
4、就地緊停功能
不論在何種控制方式下，均可在通過(guò)緊停按鈕來(lái)停止運(yùn)行該設(shè)備。
5、現(xiàn)場(chǎng)編程
用戶(hù)可在現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)面板上的鍵盤(pán)對(duì)系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行修改。
6、水泵運(yùn)行計(jì)量/時(shí)間/運(yùn)行統(tǒng)計(jì)
在地面控制站上可分別對(duì)每臺(tái)水泵的運(yùn)行電耗、工作時(shí)間等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，便于管理人員及時(shí)掌握每臺(tái)水泵的工況。
7、圖形曲線(xiàn)顯示
在地面控制站上可實(shí)時(shí)顯示各設(shè)備運(yùn)行圖。并提供開(kāi)放式的圖形制作軟件，用戶(hù)可隨心所欲描繪各種動(dòng)態(tài)圖形、靜態(tài)圖形，同時(shí)支持多種圖形格式，圖形畫(huà)面具有鏈接功能，可以很方便地切換其它畫(huà)面顯示?？娠@示實(shí)時(shí)曲線(xiàn)，可顯示年、月、日各時(shí)間段的歷史曲線(xiàn)和具體數(shù)據(jù)表。
8、實(shí)時(shí)報(bào)警/報(bào)警記錄
在現(xiàn)場(chǎng)PLC控制器上可漢字顯示各故障信息并報(bào)警，在地面控制站上可顯示現(xiàn)場(chǎng)單元當(dāng)前的報(bào)警信息以及保存的報(bào)警記錄。
四、 監(jiān)控畫(huà)面
