汙(wū)水(shuǐ)處理廠水泵遠程控製係統解決方案

發布日期:2016-04-20 14:24  瀏覽次(cì)數(shù):

康卓(zhuó)科技汙水處理廠水泵遠程控(kòng)製(zhì)係統由控製部分、檢(jiǎn)測部分、執行部分組成。由於係統控製要求(qiú)複雜,又考慮到中央泵房和中央變電所硐室環境條件,控製部分和控製核心(xīn)選用高性能可(kě)編程序控器。
檢測部分分(fèn)為(wéi)兩部分:
1.模擬量(liàng)檢測部分。其主要由水倉(cāng)水位傳感變送器、流量(liàng)傳(chuán)感變送器(qì)、壓力變送(sòng)器、負(fù)壓(yā)變送器、溫度傳感變送器等組成,此部分用於中央泵房主排水係統運行參數的檢測。
2.開關量檢測部分(fèn)。將高壓啟動櫃中的真空(kōng)斷路器狀態、電動閥的工作狀(zhuàng)態與啟閉位置(zhì)、等開關(guān)量信號接入PLC,可(kě)檢測係統運行狀態(tài)。
 
 
水泵遠程控製係統(tǒng)控(kòng)製方(fāng)式
根據水倉水位自動開啟、停止水泵的運轉,對運行中的各種狀態參數進行實時(shí)監控,同(tóng)時通過接口將數據上傳至地麵集控室。
(1) 根據(jù)所監測的水位信號,可設定出低水位、運行水位(wèi)和3個上(shàng)限水位信號及危險水位。低水位時停泵;高水位(wèi)時水泵運行(háng);根據上限水位(wèi)逐台投入備用水泵同時運行;危險水位時起動水泵全部運行。同時根據水位變化計算湧水量,當湧水量增大或突變時(shí)啟動水泵運行,以減少突水事故的發(fā)生。
(2)每台水泵可(kě)設置“就地控(kòng)製”、“半(bàn)自動控製”、“自動控製”和“檢(jiǎn)修方式”四種工作方式,該方式可直接在控製器上進行設定。
①水泵係統采用(yòng)真空泵或射流法抽真空:
係統根據水位狀態或者操作員命令啟動相應設備進行抽真空工作。
當真空壓力達到要求後將自動啟動水泵電機(jī),然後打開水泵出水管路電動閘閥進行排水。
若電(diàn)動閘閥打開後一定(dìng)時間(jiān)內水泵壓力未達到(dào)設定值(一般是因為(wéi)水泵或上水管路漏(lòu)氣導致)係統將會自(zì)動停止水泵(bèng)運行並關閉電動閘閥同時報警。
②水泵(bèng)係(xì)統停止運行:
當(dāng)水(shuǐ)倉水位達到低位時將先自動關閉排水管路電動閘閥,電動(dòng)閘閥關閉到位後(若一定時間內未關到位則按故障方式停止)停止水泵電機。
③係統設置低限水位、運行水位、3個上限水位和(hé)危險水位等多(duō)種水位(wèi)線。當水位(wèi)達到(dào)高限水位時,係統(tǒng)自動啟動 “運行泵” ;按上限(xiàn)水位設置係統自動(dòng)啟(qǐ)動下一個“運行泵” ;達到危險水位(wèi)時(shí)啟動全部水泵並位時停(tíng)止一個“運行泵(bèng)” ;當達到低位時自(zì)動停止另一個“運行泵”。
(3)根據實際需(xū)要也可切換到手(shǒu)動控報警 。水位低於上限水位時自動停止“備用泵” 。此方式下操(cāo)作(zuò)人員可通過手動控製按(àn)扭人工手動控製各台水泵電機的起停及各(gè)電動閘閥開關。
(4)當出現水位超(chāo)限、開關故障、壓力下降、流量下(xià)降等故障時係(xì)統將自動停止運行,並語(yǔ)音提示、報警。
 
數據采集
(1)數(shù)據(jù)采集形式
主要分為兩類:模擬量數(shù)據和數字量數據。
模擬量檢測(cè)的數據主要(yào)有:電機運(yùn)行功率、電壓、電流、水泵軸(zhóu)溫、電機(jī)溫(wēn)度、軸承溫度、排水管流量、水泵吸(xī)水管真空度及水泵出水口壓力;數字量檢測的數據主要有:水泵高壓啟動櫃真空斷(duàn)路器(qì)和電抗器櫃真空接觸器(qì)的狀態,電動閥的工作狀態與啟閉位置(zhì)、開度顯示,真空泵工作狀態,電磁閥狀態。
數據自動采集主要由(yóu)PLC實現,PLC模擬量輸入模塊通過傳感器連(lián)續檢測(cè)水倉水位,采集電機電工參(cān)數(shù)、水泵軸溫、電機溫度、排水管流量等傳感器與變送器,主要用(yòng)於監測水(shuǐ)泵、電機的運行狀況,超(chāo)限即報警,以避免(miǎn)水泵(bèng)和電機損壞。PLC的(de)數字量輸入模塊將各種開關量信號采集到PLC中作為邏(luó)輯處理(lǐ)的條件和依據(jù),控製排水泵的啟停。
 
(2)自動輪換工作
為了防止因備用泵(bèng)及其電氣(qì)設備(bèi)或備用管路長(zhǎng)期不用而使電機和電氣設備受(shòu)潮或其(qí)他故障(zhàng)未及時發現,工作泵出現緊急故障(zhàng)需投入備用泵時,而不能及時投入以至影響礦(kuàng)井安全,本係統程序設計了多台泵自動輪換工作控(kòng)製,控製程序將水泵啟停次數及運行(háng)時間和管路使用次數(shù)及流量等參數自動記錄並累計,係統根據這些運行參數按一定順序自動啟停(tíng)水泵(bèng)和相(xiàng)應管路,使各水泵及其管路(lù)的使用率分布均勻。當(dāng)某台泵或所屬閥門故障,係統自動發出聲光報警,並在觸摸屏上動(dòng)態閃爍顯示,記錄事故,同時將故障泵或管路自動退出輪換工作,其餘各泵和管路繼續按既有順序自動輪換工作,以達到有故障早發現、早處理,以免影響礦井安全生產的目的(de)。
 
 
(3)自動控製
係統控製設計選(xuǎn)用(yòng)了德國西門子公司生產的S7--300型PLC為控製主機,該機為模塊(kuài)化結構,由PLC機架、CPU、數(shù)字量I/O、模擬量(liàng)輸(shū)入、電源、通訊等模塊構成。PLC自動化控製係統根據水(shuǐ)倉水位的(de)高低,合理調(diào)度水泵,自動準確發(fā)出(chū)啟、停水泵的命令,控製(zhì)多台水泵運行。
為了(le)保證井下安全生產,係統可靠運行,水位信號是水泵自動化一個非常重要的參數,因此,係統設置了兩套(tào)水位傳感器,模擬量和機械式液位傳感器,兩套傳感器均設於水倉的排水(shuǐ)配水倉內,PLC將接(jiē)收到的模擬量水位信號分成若(ruò)幹個水位段,計算出單位時間內不同水位段水位的上升速率,從而判斷礦(kuàng)井(jǐng)的湧水量,同(tóng)時檢(jiǎn)測井下供電電流值,計算用電負荷率,根據礦井湧水量和(hé)用電負荷,控製在用電低峰和一天(tiān)中電價較低時開啟水泵(bèng),用電高峰和電價高時停止水泵運行(háng),以達到避峰填穀及(jí)節能(néng)的目的(de)。
 
(4)動態顯示
動態(tài)模擬顯示選(xuǎn)用德國西門子TP--270型(xíng)觸摸式(shì)工業圖形顯示器(觸摸屏),係統通過圖形動態顯示水(shuǐ)泵(bèng)、真空泵、電磁閥和電動(dòng)閥的運行狀態(tài),采用(yòng)改變圖形顏色(sè)和閃爍功能進行事(shì)故報警。直觀地顯示電磁閥和電(diàn)動閥的開閉位置,實時顯示水泵抽真空情況和壓力值。
用圖形(xíng)填充以(yǐ)及趨勢圖、棒狀圖和數字形式準確實時地顯示水倉水位(wèi),並在啟停(tíng)水泵的水位段發出預警信號和低段、超低段、高段、超高段(duàn)水位分段報警,用(yòng)不同音響形式提醒工作人員(yuán)注意。
采用圖形、趨勢圖和數字形式直觀地(dì)顯示管路的(de)流量,對井下用(yòng)電負荷的監測(cè)量、電機電工參(cān)數和水泵負荷、水泵軸溫、電(diàn)機溫度等進行(háng)動態顯示、 超限報警,自動記(jì)錄(lù)故障類型、時間等曆史數據,以提醒工作人員及時檢修,避免水(shuǐ)泵和電機損壞。
 
係統功能
(1) PLC控製程序采用模塊化結構,係統(tǒng)可按程序模塊分(fèn)段調試,分段運行(háng)。該程序具有結構清(qīng)晰、簡捷、易(yì)懂,便於(yú)模擬(nǐ)調試,運行速(sù)度快等特點。
(2) PLC自動檢測水位信號,計算單位時間內不同水位段水位的上升速率,從(cóng)而判斷礦井的湧水量,自動投入和退出水(shuǐ)泵(bèng)運行台數(shù),合理地調度水泵運行。
(3)係統根據水位和壓力控製原(yuán)則,自動(dòng)實現水泵的輪換工作(zuò)。
(4)係統具有通訊(xùn)接(jiē)口功能,PLC可同時與操作屏及地麵(miàn)監(jiān)測監控主機通訊,傳送數據,交換信息,實現水泵自(zì)動監(jiān)控(kòng)功能。
(5)係統可根據投入運(yùn)行泵組的位置(zhì),自動選擇啟(qǐ)動(dòng)真空泵,若(ruò)在程序設定的時間內達不到真空度,便(biàn)有報警輸出。
(6)在操作屏上動(dòng)態監控水泵及其附屬設備的運行狀況,實時顯示水位、流量、壓力、溫度、電(diàn)流、電壓等參數,超限報警,故(gù)障點自動閃爍。具有故障記錄,支持曆史數(shù)據查詢等(děng)功能。
 
 
(7)係統保護功能有以(yǐ)下幾種:
超溫保護:水泵長期運(yùn)行(háng),當軸承(chéng)溫度或定子溫度超出允許值(zhí)時,通過溫度保護裝(zhuāng)置及PLC 實現超限報警。
流量保護:當水泵(bèng)啟動後或正常(cháng)運行時,如流量達不到正常值實現報警,具有通過流量保護裝置使本台水泵停(tíng)止運行,自動轉換為啟動另一(yī)台水泵的功能。?
電(diàn)動(dòng)機故(gù)障:利用PLC及觸摸屏監視水泵電(diàn)機過電流、漏電、低電壓(yā)等電氣故障時實現報警,具有參與控製(zhì)功能(néng)。
電動閘閥故障:由閘閥的限位、開度(dù)指示檢測故障,並(bìng)參與水泵的聯鎖控製。
 
(8)其它要求
水泵監控係統可以工作的工作方式有:就地手(shǒu)動工作方式、集中控製工作方式、遠程控製工作方式、檢修運行方式。
就地手動工作方式:各水泵的啟停控製(zhì)均有就地開關櫃人工操(cāo)作按鈕進行,在PLC控製櫃上不能開啟水泵,隻(zhī)保留在觸摸屏控製水泵外圍設(shè)備(如電動閘閥、電磁閥、真空泵等)開啟、關閉(bì)(停止)的按鈕。
集中控製(zhì)工作方式:根據水位等(děng)參數,人工選擇需要開啟的水(shuǐ)泵和數量,按操作麵板上的相應按鈕,即可實現單台或多台泵(bèng)的開啟、停(tíng)止等操作,實(shí)現水泵的(de)一鍵開(kāi)啟或停止。
遠程控製工作方式:在(zài)地麵計(jì)算機監控畫麵上,在有一定的授權權限條件下,根據水倉水位情況,通過計(jì)算機鼠標來控製相應水泵的啟停(tíng)。
檢修運(yùn)行方式(shì):當該係統出現故障時,在不影響泵(bèng)房設備的正常(cháng)運行,避免影響生(shēng)產的情況下將PLC控製櫃的所有控製輸出屏蔽,隻保留顯示功能,各水(shuǐ)泵及其外圍設備的操作均能在脫離PLC控製櫃的前提下進行。
係統在正常運(yùn)行過程中,不(bú)管工作在何種工作方式,均可實時將泵房現場的各種運行參數、設備狀態通過光纖傳送到地麵監控計算機。
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