主排水泵自動化控制系統(tǒng)由以下六個環(huán)節(jié)組成:排真空環(huán)節(jié)、閘閥操縱環(huán)節(jié)、水位自動監(jiān)控環(huán)節(jié)、參數傳示環(huán)節(jié)、故障保護環(huán)節(jié)和電動機的自動控制環(huán)節(jié)。各環(huán)節(jié)的功能為:
1 排真空環(huán)節(jié)
排水泵只有在其葉輪完全淹沒于水中的情況下,泵體內部才能造成必要的真空度實現(xiàn)正常排水。如果真空度不夠,泵內有空氣存在,將會造成不上水及轉動部件燒壞等故障。
所以,啟動前的排真空是水泵工作的重要操作項目之一。在系統(tǒng)中采用射流閥抽真空,使用高精度真空傳感器監(jiān)測真空度,用壓力和流量監(jiān)測作為真空度的后備保障。
2 閘閥操縱環(huán)節(jié)
為了減少啟動時的功率,《離心式水泵操作規(guī)程》規(guī)定水泵一定要關閉出水閘閥啟動,而當水泵停止時,為了避免水錘事故,必須先關閉閘閥,緩慢減小流速,最后停車。在泵體內充滿水后,啟動時先啟動電動機,然后打開相應電動閘閥(以“輪換工作”原理,根據上次所使用的管路,此次換另一趟管路),停車時先關電動閥,最后停電機。
3 水位自動監(jiān)控環(huán)節(jié)
該環(huán)節(jié)的任務是根據水位的高低自動準確發(fā)出開、停水泵命令。水位傳感器的可靠性和準確性直接影響整個控制系統(tǒng)的工作可靠性。本系統(tǒng)選用超聲波液位傳感器,它具有高精度、非接觸式、非機械型、維護方便、便于安裝、標定簡單等許多優(yōu)點。
4 參數傳示環(huán)節(jié)
在操作臺的模擬屏上可模擬顯示水倉水位、水泵流量、水泵壓力及電動機、電磁閥和電動閥的各種工作狀態(tài)。所有的監(jiān)測參數及工作狀態(tài)均可由井下PLC通過傳輸網絡傳送給地面控制計算機,再由計算機進行分析處理,在顯示器上模擬顯示,并做出曲線、報表,以便地面管理人員作出正確判斷,向井下可編程控制器發(fā)出控制命令。
5 故障保護環(huán)節(jié)
由于主排水泵電機容量大,耗電量高,屬于礦井一級負荷。因此,對主排水設備自動控制系統(tǒng)的安全性、可靠性要求較高。該系統(tǒng)裝設如下幾種保護:
流量保護:當水泵啟動后或正常運行中,如流量達不到正常值,通過流量保護裝置使本臺水泵停機,轉為啟動另一臺水泵。
電動機保護:PLC監(jiān)視水泵電機欠壓、過流、短路等故障,由中央變電所控制的高壓開關柜的綜合保護器提供,并參與控制。
電動閘閥保護:由電動機綜保監(jiān)視閘閥電機的主要保護并參與控制。
6 電動機的自動控制環(huán)節(jié)
該環(huán)節(jié)是主排水設備綜合自動化控制系統(tǒng)的中心環(huán)節(jié)。它由PLC、中間繼電器、接觸器等組成,以上環(huán)節(jié)都要與本環(huán)節(jié)配合,根據水倉水位情況自動開停水泵。
為防止因備用水泵長期不用而使電機受潮或有其它故障而未被發(fā)現(xiàn),當緊急情況需要投入而不能投入以至影響礦井安全,本環(huán)節(jié)按“輪換 工作制”來控制,以達到有故障早發(fā)現(xiàn)、早處理,以免影響礦井安全的目的。要根據水泵的開啟次數自動按一定順序輪換開啟水泵。當某臺水泵或其所屬閘門故障或檢修時,該泵退出輪換,其余各泵仍按輪換工作制運行。
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