井下中央水泵房集中控制系统的设计与研究
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摘要
矿井排水系统是矿井必不可少的主要生产系统之一,其作用是将矿山井下涌出的矿井水及时、安全可靠、经济合理地排至地面,以确保矿山井下作业人员的生命安全和矿井生产的安全进行。
本文根据龙固矿实际情况并针对目前井下中央水泵房内存在的操作过程繁琐、劳动强度大、水泵启动时间长、系统运行效率低等问题,设计出一种集中控制系统。该系统采用AB ControlLogix系列PLC并结合各种传感器实时采集水泵系统的各运行参数,通过相应参数的检测,控制各类闸阀等执行器进行相关的操作,从而保证自动控制水泵的合理启停;同时系统通过HMI以图像、数据、文字等方式,直观、形象、实时地反映系统工作状态以及相应参数,并通过通讯模块与综合监测监控主机实现数据交换,采用工业以太网将中央泵房内水泵机组的运行状态和参数等信息上传到地面控制室,实现该系统的远程操作。最终实现水泵房集中控制系统的无人值守并在用电上实现“避峰填谷”。
目前,该中央水泵房集中控制系统已基本完善,并在现场安装运行,实践表明该系统运行可靠,明显提高了矿井中央泵房的自动化管理水平。同时由于系统中预留了通信接口,使得本系统可以直接接入矿井信息化系统中,从而保证合理调度水泵运行,提高系统的运行效率和经济效益。
Drainage system is one of the necessary primary production systems of mine,the function of it is to drain mine water to the ground timely、safely、trusty、economical and reasonable so as to secure workers’life under the mine and the manufacture.
To the LongGu Mine’s actual situation and the verbose operation、hard labour intensity、time-consuming water pump start-up、inefficient systems operation exists in the mine central water pump house, a centralized control system is designed .By the use of AB ControlLogix PLC and transducer,the system can collect all kinds of running parameter, by testing corresponding parameter,the system controls each actuator such as sluice valve and so on to carry out some related operations. At the same time,by using HMI reflects the system’s work state and the parameters though the mode of pictures、datas、characters and exchanges datas between communication module and comprehensive monitoring mainframe, by using modern communication technology, and adopting ethernet network, machine set running state and parameter messages of the central water pump house are transferred to control room on the ground to achieve the syetem’s remote operation. Finally,the system can achieve functions of unattended and power valley-value period instead of peak-value period.
At present,the centralized control system of the mine central water pump house has been consummated basically and installed for running at the work field, practice indicates the system running reliably and advances the roboticized level of management of the mine central water pump house.Because of communication interface that obligated,the syetem can connect the mine nformationalized system directly, accordingly ,it secures water pumps’attempering rationally,and advances the system’s running efficiency and economic benefit.
本文根据龙固矿实际情况并针对目前井下中央水泵房内存在的操作过程繁琐、劳动强度大、水泵启动时间长、系统运行效率低等问题,设计出一种集中控制系统。该系统采用AB ControlLogix系列PLC并结合各种传感器实时采集水泵系统的各运行参数,通过相应参数的检测,控制各类闸阀等执行器进行相关的操作,从而保证自动控制水泵的合理启停;同时系统通过HMI以图像、数据、文字等方式,直观、形象、实时地反映系统工作状态以及相应参数,并通过通讯模块与综合监测监控主机实现数据交换,采用工业以太网将中央泵房内水泵机组的运行状态和参数等信息上传到地面控制室,实现该系统的远程操作。最终实现水泵房集中控制系统的无人值守并在用电上实现“避峰填谷”。
目前,该中央水泵房集中控制系统已基本完善,并在现场安装运行,实践表明该系统运行可靠,明显提高了矿井中央泵房的自动化管理水平。同时由于系统中预留了通信接口,使得本系统可以直接接入矿井信息化系统中,从而保证合理调度水泵运行,提高系统的运行效率和经济效益。
Drainage system is one of the necessary primary production systems of mine,the function of it is to drain mine water to the ground timely、safely、trusty、economical and reasonable so as to secure workers’life under the mine and the manufacture.
To the LongGu Mine’s actual situation and the verbose operation、hard labour intensity、time-consuming water pump start-up、inefficient systems operation exists in the mine central water pump house, a centralized control system is designed .By the use of AB ControlLogix PLC and transducer,the system can collect all kinds of running parameter, by testing corresponding parameter,the system controls each actuator such as sluice valve and so on to carry out some related operations. At the same time,by using HMI reflects the system’s work state and the parameters though the mode of pictures、datas、characters and exchanges datas between communication module and comprehensive monitoring mainframe, by using modern communication technology, and adopting ethernet network, machine set running state and parameter messages of the central water pump house are transferred to control room on the ground to achieve the syetem’s remote operation. Finally,the system can achieve functions of unattended and power valley-value period instead of peak-value period.
At present,the centralized control system of the mine central water pump house has been consummated basically and installed for running at the work field, practice indicates the system running reliably and advances the roboticized level of management of the mine central water pump house.Because of communication interface that obligated,the syetem can connect the mine nformationalized system directly, accordingly ,it secures water pumps’attempering rationally,and advances the system’s running efficiency and economic benefit.
引文
[1]彭伯平.矿井排水泵工[M].北京:中国劳动社会保障出版社,2007
[2]张广龙,史丽萍.矿井中央水泵房综合自动化系统的设计模式[J].煤矿机电,2005,
[3]胜旺,吉贵堂.矿井中央泵房水泵自动化的实现[J].煤炭工程,2001
[4]卢恩贵,赵冬梅.矿井自动化排水的PLC实现[J].工矿自动化,2006
[5]国家安全监督管理总局,国家煤矿安全监察局,煤矿安全规程[Z],2005
[6]虎维岳.矿山水害防治理论与方法[M]北京:煤炭工业出版社,2005
[7]付铁斌,王洪林.矿井主排水系统监测装置的研制[J].煤矿安全,2004
[8]朱银昌,侯贤文主编.煤矿安全工程设计.北京:煤炭工业出版社,1986
[9]李瑞.井下排水系统的检测与控制研究[D].工学硕士学位论文,山西:太原理工大学,2006
[10]温国栋.基于ARM的煤矿自动排水监控系统的研究[D].工学硕士学位论文,陕西:西安科技大学,2009
[11]李胜旺,吉贵堂.矿井中央泵房水泵自动化的实现[J].煤炭工程,2001
[12]潘忠,陈桂兰.济宁三号矿井井下主排水泵的自动化设计[J].煤矿自动化,2001
[13]国家安全生产监督管理局编.煤矿在用主排水系统安全检测检验规范.煤炭工业出版社,2005
[14]李伯全,潘海彬.DataSocket技术在远程监控系统中的应用[J].计算机应用,2003
[15]尹文波,张鲁花.煤矿井下中央水泵房自动化控制系统设计.2010
[16]王桂荣,王启龙.简化排水系统与水泵合理运行[J].煤矿机械,1998
[17]陈子春.井下中央水泵房自动化控制系统的研究与应用[J].工况自动化,2007
[18]高林.煤矿井下排水自动控制系统的研究与开发.工学硕士学位论文,山西:太原理工大学,2007
[19]郁有文等.传感器原理及工程应用[J].西安:西安电子科技大学出版社
[20]薛迎成.罗克韦尔PLC技术基础及应用[M]北京:中国电力出版社,2009
[21]李明河.可编程控制器原理及应用[M].合肥:合肥工业大学出版社,2009
[22]钱晓龙,李晓理.循序渐进SLC500控制系统与PanelView训练课[M].北京:机械工业出版社,2008
[23]周峰,王新华,李剑峰等.软PLC技术的发展现状及应用前景[J].计算机工程与应用,2004
[24]周建清.PLC应用技术.机械工业出版社[M]:北京,2008
[25]许建伟,王向阳.软启动器在井下6KV高压排水泵启动中的应用,2007
[26]王颖,中压电动机传统启动方式的危害性.2003
[27] Amos,Richard T.,Mayer,K.Ulrichetc.Reactive transport modeling of column experiment for the remediation of acid mine drainage. Enviroll Inental Science and Teclulogy,2004
[28] Kittle,D.L.,McGraw,J.B.etc.Plant litter decomposition in welands Receivhlg acid mine drainage.Journal of Enviromental Quality,1995
[29] Chartrand,M.M.G.,Bunce,N.J.Electrochemical remediation of acid mine drainage Journal of Applie d Electrochemistry,2003
[30]曹翱张光全软启动器在井下高压排水泵中的应用,2008
[31]顾永辉.煤矿电工手册第三分册[M].北京:煤炭工业出版社,1997
[32]刘利,王栋.电动机软启动器实用技术.中国电力出版社,2010
[33]倚鹏,高压大功率变频器技术原理与应用,人民邮电出版社,2008
[34] Oliver Totsche,Rosemarie Pothig,Wilfried Uhlmatah ctc.Buffering Mechanisms in Acidic Mining Lakes—A Model-Based Analysis.Aquatic Geochemistry,2003
[35]综合自动化豫东煤矿中的应用探讨翟俊峰胡壁垒竞运修2007年
[36]孙东,韩绍坤,邢怀飞.应用网络化PLC控制实现空压站无人值守.计算机应用,2005
[37]严盈富.触摸屏与PLC入门[M].北京:人民邮电出版社,2006
[38]韩兵.现场总线系统监控与组态软件[M].北京:化学工业出版社,2008
[39]张材,关淑林.PLC与上位机监控系统的串行通信的实现.基础自动化,2002
[40]薛定宇等,控制系统仿真与计算机辅助设计,机械工业出版社,2005
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[37]严盈富.触摸屏与PLC入门[M].北京:人民邮电出版社,2006
[38]韩兵.现场总线系统监控与组态软件[M].北京:化学工业出版社,2008
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