ZPS127矿用自动排水装置系统的配置及结构

ZPS127矿用自动排水装置系统配置

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。

软件结构

①系统软件采用模块化结构，各控制模块之间相互嵌套，可以满足复杂的监控要求。

②运行决策模块:根据各台水泵的实时数据、根据水仓水位、供电峰谷时段划分、均匀磨损等原则，合理调度水泵，节省运行费用。

③就地控制模块:当水泵的控制状态处于就地状态时，主轮循程序调用对应的水泵就地控制模块。该控制模块运行时根据用户通过旋钮开关、按钮等发出的命令进行逻辑处理，将处理结果转换成电控信号，通过继电器直接控制执行机构。该模块主要在用户维护、维修设备时使用，所以只包含简单的命令处理和闭锁控制，没有复杂的逻辑控制，给维护人员留有最大的自由度。

④全自动控制模块:主轮循程序每个周期调用该模块一次，PLC 根据水位传感器采集的数据控制水泵启停。全自动控制模块根据优化控制策略处理模块给出的处理结果进行全自动控制，在运行过程降低排水成本；同时，采用算法对水位值取微分，算出水位变化率，在变化率异常（水位升高过快）时进行超前控制，采取必要措施（提前开泵及启动多台水泵）避免事故发生，同时发出警示。

⑤半自动控制模块:最基本的水泵控制单元，独立完成单台水泵的启停控制。当主轮循程序检测到操作者、全自动控制模块或突发事故处理模块对目标水泵下达开/停指令时，系统即调用对应的半自动控制模块，完成水泵启动/停止控制。

远程监控系统方案

采用正版组态软件来实现根据排水自动控制系统的实际需要，按照面向对象的设计方法，采用通用化的组态软件建立实时数据库，用于实时过程数据的存储和处理；设计亲切友好的人机操作界面，在实时数据库系统的支持下，使操作人员能够非常方便地对系统设备进行监控；为用户提供指定时间段的历史数据和趋势图表查询以及报表输出；提供过程数据的动态报警提示等。实现系统要求的所有功能。包括：现场数据采集和显示；事故顺序记录；画面调用与显示；数据报表及打印功能；数据库管理和查询；事故自动报警；事故报警与视频画面联动；安全保护等。软件的设计除具备监测、监控功能外，在统一的数据平台上实现设备的辅助管理等管理功能，使控制系统在设备维护过程中发挥更大的作用。底层信息由 OPC 驱动层解析后存储至实时数据库，其它功能块均通过实时数据库读取信息，用于监控界面的显示、故障信息的处理等，部分实时数据及故障信息通过处理后存储至历史数据库，为设备管理提供依据。监控块下发控制命令后，同样经过实时数据下发至 OPC 驱动层，通过物理接口传输至控制 PLC。

自动视频巡检系统

配置本安型云台摄像机，实现巡检现场全方位图像采集和重点巡检设备不同角度的局部细节图像采集。

配置温湿度传感器实现对泵房温湿度数据的采集与监测。

配置烟雾传感器实现对泵房烟雾监测。

自动视频巡检系统组成及功能

由云台摄像仪、温湿度传感器、烟雾传感器、矿用隔爆计算机组成。代替巡检工定时、定点、高质量的完成井下设备的日常巡检任务，配置多种传感器，实时采集巡检现场的图像、声音及泵房温湿度数据、烟雾参数等信息，以数字化的图像、声音和准确的数据实时归类存储，便于故障问题的查询复现。

审核编辑：汤梓红