ZPS127礦用自動排水裝置系統(tǒng)配置

①CUP采用冗余設計方式，搭配穩(wěn)定的通訊模塊，完成遠程模擬量和數字量的I/O 數據采集及控制。I/O 模塊端口數量需考慮備用及系統(tǒng)擴展，至少留有20%的擴展空間。

②串行通信模塊：巡檢裝置、電動閘閥、門禁系統(tǒng)及高低壓開關等設備如采用串行通信接口，如RS485，通過串行通信模塊可與之通信。

③泵房操作臺：操作臺的外殼應采用304不銹鋼材質，適應井下耐潮、耐腐蝕的工作環(huán)境。為便于井下現場操作，井下操作臺應配備16吋顯示屏顯示排水系統(tǒng)運行狀況；設置旋鈕、按鈕、指示燈，用于狀態(tài)顯示、故障查詢及水泵控制；配置19吋顯示屏顯示巡檢裝置視頻畫面。

④端子排選用菲尼克斯、魏德米勒等國際知名品牌，并留有不小于 20%的冗余量；按鈕、轉換開關、指示燈選用西門子、默勒等國際知名品牌，并留有不小于 20%的冗余量。

⑤傳感器：

水倉水位傳感器:選用非投入式液位傳感器，此傳感器均采用測回波的方式間接測算水位，具有較高的可靠性，實現水倉水位的監(jiān)測。

流量傳感器:以速度差發(fā)為原理，測量圓管內液體流量的儀表。安裝水泵吸水口用于監(jiān)測每臺水泵的綜合效率以及水量的變化；地面排水管路安裝以此監(jiān)測排水系統(tǒng)的綜合效率。

壓力/負壓傳感器:選擇高可靠性壓力/負壓傳感器，實現壓力/負壓的連續(xù)高可靠性監(jiān)測。

溫度及振動傳感器:在水泵、電機加裝傳感器實現狀態(tài)監(jiān)測。

軟件結構

①系統(tǒng)軟件采用模塊化結構，各控制模塊之間相互嵌套，可以滿足復雜的監(jiān)控要求。

②運行決策模塊:根據各臺水泵的實時數據、根據水倉水位、供電峰谷時段劃分、均勻磨損等原則，合理調度水泵，節(jié)省運行費用。

③就地控制模塊:當水泵的控制狀態(tài)處于就地狀態(tài)時，主輪循程序調用對應的水泵就地控制模塊。該控制模塊運行時根據用戶通過旋鈕開關、按鈕等發(fā)出的命令進行邏輯處理，將處理結果轉換成電控信號，通過繼電器直接控制執(zhí)行機構。該模塊主要在用戶維護、維修設備時使用，所以只包含簡單的命令處理和閉鎖控制，沒有復雜的邏輯控制，給維護人員留有最大的自由度。

④全自動控制模塊:主輪循程序每個周期調用該模塊一次，PLC 根據水位傳感器采集的數據控制水泵啟停。全自動控制模塊根據優(yōu)化控制策略處理模塊給出的處理結果進行全自動控制，在運行過程降低排水成本；同時，采用算法對水位值取微分，算出水位變化率，在變化率異常（水位升高過快）時進行超前控制，采取必要措施（提前開泵及啟動多臺水泵）避免事故發(fā)生，同時發(fā)出警示。

⑤半自動控制模塊:最基本的水泵控制單元，獨立完成單臺水泵的啟停控制。當主輪循程序檢測到操作者、全自動控制模塊或突發(fā)事故處理模塊對目標水泵下達開/停指令時，系統(tǒng)即調用對應的半自動控制模塊，完成水泵啟動/停止控制。

遠程監(jiān)控系統(tǒng)方案

采用正版組態(tài)軟件來實現根據排水自動控制系統(tǒng)的實際需要，按照面向對象的設計方法，采用通用化的組態(tài)軟件建立實時數據庫，用于實時過程數據的存儲和處理；設計親切友好的人機操作界面，在實時數據庫系統(tǒng)的支持下，使操作人員能夠非常方便地對系統(tǒng)設備進行監(jiān)控；為用戶提供指定時間段的歷史數據和趨勢圖表查詢以及報表輸出；提供過程數據的動態(tài)報警提示等。實現系統(tǒng)要求的所有功能。包括：現場數據采集和顯示；事故順序記錄；畫面調用與顯示；數據報表及打印功能；數據庫管理和查詢；事故自動報警；事故報警與視頻畫面聯(lián)動；安全保護等。軟件的設計除具備監(jiān)測、監(jiān)控功能外，在統(tǒng)一的數據平臺上實現設備的輔助管理等管理功能，使控制系統(tǒng)在設備維護過程中發(fā)揮更大的作用。底層信息由 OPC 驅動層解析后存儲至實時數據庫，其它功能塊均通過實時數據庫讀取信息，用于監(jiān)控界面的顯示、故障信息的處理等，部分實時數據及故障信息通過處理后存儲至歷史數據庫，為設備管理提供依據。監(jiān)控塊下發(fā)控制命令后，同樣經過實時數據下發(fā)至 OPC 驅動層，通過物理接口傳輸至控制 PLC。

自動視頻巡檢系統(tǒng)

配置本安型云臺攝像機，實現巡檢現場全方位圖像采集和重點巡檢設備不同角度的局部細節(jié)圖像采集。

配置溫濕度傳感器實現對泵房溫濕度數據的采集與監(jiān)測。

配置煙霧傳感器實現對泵房煙霧監(jiān)測。

自動視頻巡檢系統(tǒng)組成及功能

由云臺攝像儀、溫濕度傳感器、煙霧傳感器、礦用隔爆計算機組成。代替巡檢工定時、定點、高質量的完成井下設備的日常巡檢任務，配置多種傳感器，實時采集巡檢現場的圖像、聲音及泵房溫濕度數據、煙霧參數等信息，以數字化的圖像、聲音和準確的數據實時歸類存儲，便于故障問題的查詢復現。

審核編輯：湯梓紅