中央泵房自动化集控系统技术规格书.pdf

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1、-井下水泵房自动化集控系统 技术规格书 2011.12 -技术规格书 1 工程概述 井下水泵房自动化集控系统运用当前 PLC 系统控制技术、在线监测、智能管控技术，实现井下中央排水泵房的运行监测、智能控制、远程监控、运行管理、业务管理等功能，达到泵房安全高效运行和无人值守的目的。井下水泵房自动化集控系统通过监测水仓水位、水泵累计运行时间和煤矿用电负荷等参数，控制水泵轮流工作和适时启动备用泵，合理调度水泵的运行。同时通过煤矿井下工业以态环网，将水泵的工作运行状态实时反映在地面调度中心上位机上，地面上位机可以对井下水泵进行远程控制与监测。在地面上位机上，可实时显示水仓水位、管内压力、流量、温度等实

2、时参数，还可以监测水泵、真空泵的开停状态，在地面上对水泵电机、泵、闸阀等进行启停控制。系统采用就地及远程控制相结合的控制方式控制，有自动、手动、半自动几种操作模式，可实现无人值守。2 泵房设备情况简介 2.1 水泵：型号：排水压力：Mpa 扬程：M 数量：3 台 2.2 电机：电压：10KW 功率：KW 数量：台 2.3 阀门：闸阀：只 球阀：2.4 排水管路：2 趟管路，-管径：2.5 抽真空方式：射流泵或真空泵抽真空方式。2.6 水仓：容积：水仓数量：1-2 个 2.7 水泵高压启动柜：型号：微机综保型号：3 设计原则及依据标准 3.1 本技术规格书提出的是最低的技术要求，并未对一些技术细

3、节作出详细的规定，供应商应保证提供符合本技术规格书和工业标准的先进优质产品。投标时可在标准上高于本技术要求。3.2 如果供方没有以书面形式对本技术规格书的条文提出异议，则认为供方可以提供完全满足技术规格书的产品。3.3 本技术规格书在招标统一要求的条件下，将作为定货合同的附件。3.4 设计原则（1）所有设备符合煤矿安全规程 2011相关要求和矿生产实际需要。（2）系统中电气产品均采用工业级设计，并通过电磁兼容试验（静电放电抗干扰 4 级、射频电磁场辐射抗干扰度 3 级、电快速瞬变脉冲群抗扰度 4 级、浪涌冲击抗扰 3 级、工频磁场抗扰度 5级等试验），适应煤矿恶劣环境下工作。（3）系统功能完全

4、达到矿方对监控管理系统的要求，系统运行可靠，人机界面友好，操作简单易用，控制灵活、可靠。（4）在技术先进的基础上，做到系统简单，经济实用。（5）系统选用设备符合以下几个原则：标准化：接入设备从设计、技术和设备的选择，确保在最终接入工业以太网时支持国际标准的网络接口和协议，以提供高度的开放性。高可靠性：接入设备本身不应对通讯网络（PLC 总线、工业以太网络）的可靠性产生影响。可升级和可扩展性：随着技术不断发展、新的标准和功能不断增加，接入设备可以进行固件升级，以提供更先进、更多的功能。-实时性：系统必须保证系统中的所有监控信息“可用”，不能出现延迟，造成系统失控。安全性：系统必须建立可靠的数据传

5、输、备份、存储等安全保障措施，同时应能防止外部非法用户的入侵。兼容性。能提供通讯接口，方便实现与矿自动化通讯对接。3.5 依据的标准 GB 3836.1-2000 爆炸性气体环境用电气设备 第 1 部分：通用要求 GB 3836.2-2000 爆炸性气体环境用电气设备 第 2 部分：隔爆型“d”GB 3836.4-2000 爆炸性气体环境用电气设备 第 4 部分：本质安全型“i”GB 4208-1993 外壳防护等级（IP 代码）MT 209-1990 煤矿通信、检测、控制用电工电子产品通用技术要求 MT 210-1990 煤矿通信、检测、控制用电工电子产品基本试验方法 MT 211-1990

6、 煤矿通信、检测、控制用电工电子产品质量检验规则 MT/T 899-2000 煤矿用信息传输装置 MT/T1007-2006 矿用信息传输接口 煤炭工业矿井设计规范GB 50215-2005 国际串行通讯标准 EIA RS-232-C 国际现场总线标准 ISO DIS11898 工业计算机系统安装环境条件 ZBN18-001 远动终端通用技术条件 GB/T13729-92 地区电网数据采集与监控系统通用技术条件GB/T 13730-92 煤矿安全规程 2011 4 系统组成 水泵房自动化控制系统包括地面监控中心和泵房水泵集中控制系统两部分组成。4.1 地面监控中心 地面监控中心配置两台上位机机

7、，一主一备可在一台故障时另一台继续工作。地面监控主机与可编程控制箱通过工业以太网通讯，进行信息交换。能够实现上位机动态画面监视。上位机负责采集、存储、查询和统计分析泵房系统运行数据、曲线、事件信息、操作记录、故障报警，远程监视设备运行情况，远程操作控制泵房排水设备的运行和试验。上位机可以通过矿井网络系统将信息传送到全矿井综合自动化平台，全矿井综合自动化平台对有关信息进行分析后在 WEB 网页上发布，实现信息的-共享。4.2 泵房集控系统 泵房集控系统负责泵房排水设备状态参数显示、通过通信方式采集水泵电机高压启动柜电流、电压、功率因数等信息并显示、水仓水位数据显示及其他数据信息显示。控制水泵、电

8、动闸阀、真空泵以及其他设备开停。自动程序操作控制，集中程序操作控制，运行状态和数据显示，泵房业务管理。通过矿井井下环网将信息传到地面监控中心的上位机。5 系统功能 5.1 数据采集与检测 系统采集与检测的数据如下：模拟量数据检测：水泵吸水口真空度、水仓水位、主排水管流量、水仓进水流量、主排水管压力、电动闸阀的开度、泵房环境温度、电机预埋的温度传感器的信号，标准为 PT100 热电阻探头。数字量数据检测：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、真空泵工作状态、水泵电机高压启动柜分合闸状态；准确显示水仓水位，并在最高水位和最低水位应能报警提示。温度采集:系

9、统具备接入温度传感器，采集电机预埋的温度传感器的信号，标准为 PT100 热电阻探头。5.2 保护功能 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，超过设定时限后自动停泵，具有流量保护功能。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。电动闸阀故障：由闸阀的限位、开度电位计、电动闸阀断路器的辅助接点检测故障，并参与水泵的联锁控制。水位超限及水位传感器故障报警：设置报警水位，水位超过最高报警水位或最低报警水位，系统报警。在每处水位采集点设置两种不同原理的水位传感器，通过检测两传感器的差别判断传感器故障并报

10、警。水位突变报警：水位增长速度超过正常水位增长速度，系统报警。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。-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。自动控制：根据水位等参数，PLC 按照设定参数，自动选择运行水泵，并按照控制流程，完成单台或多台水泵的开停。半自动控制：根据一台水泵的启停控制流程，程控水泵的启动与停止，实现一键启/停。手动控制：控制台上的切换开关和控制按钮，启停任何一台设备或多台设备 远程控制：在地面计算机监控画面上，在有一定的授权权限条件下，根据水仓水位情况，通过计算机鼠标来控制相应水泵的启停。

11、系统应具有远程/就地闭锁功能，防止意外操作。系统在正常运行过程中，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、设备状态通过通讯网络传到地面监控计算机。系统程序能根据水泵累计运行时间及轮换次序自动控制水泵自动轮换工作 5.4 操作模式转换 系统分为远程、本地操作状态，自动、手动、半自动几种操作模式，其优先级控制方案为：手动进程控制电动远程控制自动检测控制，手动控制时能自动切断远程控制和自动控制；远程控制时能自动切断自动控制；在远程控制失灵时，控制系统能自动转入自动控制。5.5 水泵工作方式转换 每台水泵设置有“工作”、“备用”和“检修”三种工作方式。工作方式：指当前水泵在本次水泵操

12、作中，优先被开启。备用方式：指当前水泵在本次水泵操作中，处于备用状态，当已开启水泵不能满足排水需要时，将开启投入工作。检修方式：指当前水泵在本次水泵操作中，不被利用，而是对该水泵进行检修。5.6 自动控制 地面控制中心能通过网络远程监控各个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、工况参数和控制程序，可远程实施集中控制和自动控制，并根据水位情况可实现开停排水系统。系统能根据水仓水位的高低或井下用电负荷的高、低峰和供电部门所规定的平段、谷段、峰段供电电价时间段等因素，建立数学模型，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。5.7 动态

13、显示 系统能够将通过图形动态显示水泵、真空泵、电磁阀和电动闸阀的运行状态，采用改变图形颜色和闪烁功能进行事故报警，直观地显示电磁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。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、超低段、高段、超高段水位分段报警，语音报警醒操作人员注意。采用图形、趋势图和数字形式直观地显示排水管路的压力和瞬时流量，水泵电机的电参数，通过水泵机组预埋的温度探头采集显示水泵轴温、电机温度等动态值，超限报警，自动记录故障类型、时间等历史数据，以提醒巡检人员及时检修。5.8 系统拓展 系统应开放通讯协议，地面监控中心

14、上的监控主机能够通过接入全矿井安全生产自动化控制网，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所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四遥。5.9 监控软件（1）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）能够监视或控制本工艺点的生产过程画面及生产实时数据。（3）采用组态软件、模块化设计。（4）具有汉化界面。（5）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。（6）具有一键开停机和闭锁功能。（7）能够监视或控制本工艺点的生产过程画面及生产实

15、时数据。并配以适时和实际相符的动画。（8）具有报警处理功能,在任何时间和任何显示工作站均应能在画面顶部或底部显示出总的报警信息。（9）在控制人机界面设计上能满足：人机界面应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。（10）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。-（11）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。5.10 抗电磁干扰 系统应能在电子噪声、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

16、。系统设计应采用各种抗干扰技术，确保系统正常工作。6 主要硬件设备要求 6.1泵房隔爆兼本安型PLC控制箱 采用快开门式结构 选用西门子S7 300系列PLC，通过西门子以太网模块连接至井下环网交换机。模拟量输入输出通道、开关量输入输出点均应有20%冗余量。电动闸阀、电动球阀、真空泵的电源开关选用西门子或施耐德的电机断路器，选用西门子、施耐德等国际品牌的接触器。通过硬线控制水泵高压启动柜的分合及采集高压柜的分合状态信号。端子排选用菲尼克斯、魏德米勒、三门湾等国内国际知名品牌，有20%的冗余量。线槽的电线不得超过线槽容量的70%进线装置及密封圈与电缆相符，每种规格密封圈提供所用量的2倍，作为备用

17、。6.2泵房本安操作台 操作台的外壳应尽量采用不锈钢，如有困难，可才采用其他材料，但必须能适应井下工作环境，耐潮、耐腐蚀。按钮、转换开关、指示灯选用西门子、默勒等国内国际知名品牌，有20%的冗余量。操作台选用西门子的触摸屏，用于状态显示、参数输入、故障查询及水泵控制。端子排选用菲尼克斯、魏德米勒、三门湾等国内国际知名品牌，有20%的冗余量。线槽的电线不得超过线槽容量的70%-7 系统配置参考表 序号 名称 型号/规格 单位 数量 厂家 备注 一、地面监控部分 1 工控机 研华 2.4G 2G/320G/19液晶声卡音箱 套 2 2 组态软件 组态王 6.01或winccflexible2008

18、 套 1 二、井下泵房配置 1 矿用隔爆兼本安型 PLC控制箱 台 1 2 矿用本安操作台 只 1 3 矿用电动闸门 套 4 矿用电动球阀 只 5 射流喷嘴 只 6 矿用本安压力传感器 个 7 矿用本安负压传感器 个 8 流量传感器 只 9 液位传感器 个 8 技术文件 8.1 卖方提供的各类技术文件如下：技术文件种类：原理图，单线图，端子图，电缆表，柜体布置图，操作和维护手册，元器件清单，以及系统软件和应用软件；技术文件为中文；画面显示语言为中文；2、交付类型：书面及电子版 3、交付份数：图纸和文件书面为3套，电子版（PDF）为3套（中文）；软件为1套。其中1套完整的图纸和文件及电子文档和软

19、件在发货前快递交给买方，其他随货发运现场。4、交付时间：与土建设计有关的基础图、外形尺寸、重量、卖方对土建施工的要求将在合同签署后一周内提供；5、在交货前1个月，卖方应向买方交付国内采购的电缆规及数 量；6、详细的电气原理图，柜体组装图，单线图，端子图，接口关系图，产品手册将在交货前1个月提供；7、交货时卖方应向买方提供全套的随机资料，包括出厂合格证、出厂检验报告、试验报告及CCC认证（国内设备），井下设备应有“MA”认证（国内设备）等。-8.2 技术文件和图纸的要求 与设备交货时一并提供的产品说明书图纸图解和/或电路图须清晰易辨。操作手册和维修说明须全面详细。所有的操作维修和修理手册所有重要

20、的安全和维修说明及设备所附的备件清单均应用英文和中文打印。卖方对图纸和资讯的交付应及时并经买方批准以便不影响买方实施任何任务或服务。当设备发货时，上述物品应以快件邮寄给买方。此外，卖方应随后以光盘形式提供零件说明书和详细的备件价格清单。如果发现卖方交付的技术文件和图纸不完整在运输过程中遗失或损坏，卖方应在收到买方要求提供所遗失或损坏的技术文件和图纸的通知后三十（30）天内，免费补供所遗失或损坏的技术文件和图纸。9 售后服务承诺 质保期为系统最终验收之后18个月。在合同质保期内，如果系统发生由于系统本身质量问题而引起的故障和设备的损坏，卖方将免费予以解决问题或免费更换损坏的部件。如遇重大问题，在

21、24小时内可派遣工程师到现场解决问题。在合同质保期外，如果系统发生故障和设备的损坏，将提供有偿服务。服务的响应时间不超过24小时。10 在现场的质量检验 在货物到达矿井现场后3周内，卖方和买方或其各自代表应在双方商定日期就合同设备及所有备件的数量规格和质量进行检验。如果发现规格或质量或二者皆与合同规定不符，买方应有权拒收货物或向卖方提出索赔。如果任何包装中的单据证书图纸和/或材料不完整或在运输中遗失，卖方应在买方通知后三十（30）天内免费提供缺失部分。安装过程中发生的货物质量数量和/或性能与合同不符的任何情况应由合同双方的现场代表解决。如果在检验安装性能测试试生产中发现货物的质量数量规格和性能与合同要求不符，或因任何原因如潜在缺陷或使用不良材料，买方有权向卖方提出索赔。11 安装运转测试性能测试试生产和验收-买方提供有能力和称职的组装和调试人员从事所规定的工作并提供必要的常用工具和材料。供货方应提供组装运转测试性能测试试生产和维修所需的所有专用工具，包括专用的测试和测量器具。