露天礦山無人值守泵站系統(tǒng)設(shè)計(jì)
返回列表發(fā)布日期：2019-10-16 09:23:12 |
摘 要 ：城門山銅礦地處江西九江市城門鄉(xiāng)，供排水系統(tǒng)作為礦山重要生產(chǎn)設(shè)施，扮演著重要的角色。目前該礦山采用有人值守，就地操作的方式實(shí)現(xiàn)各泵站的運(yùn)行。為滿足城門山銅礦智能化礦山的建設(shè)要求，實(shí)現(xiàn)“無人化”和“少人化”的建設(shè)目標(biāo)，城門山銅礦擬建設(shè)露天礦山無人值守泵站，實(shí)現(xiàn)泵站的數(shù)據(jù)采集、自動(dòng)控制、遠(yuǎn)程操控、集中監(jiān)控、自動(dòng)診斷等功能，減少人工成本投入，提高設(shè)備運(yùn)行效率。
1 引言
隨城門山銅礦采礦場擔(dān)負(fù)著露天采場排水和全礦生產(chǎn)、生活供水任務(wù)。目前，采礦場排水泵站 3處，中間泵站 1 處，疏干泵站 2 處，供水泵站 2 處。各泵站均以傳統(tǒng)的人工手動(dòng)控制方式，實(shí)現(xiàn)供、排水。該方式存在人工投入成本高，安全系數(shù)低，效率低等缺點(diǎn)。為改變傳統(tǒng)的供、排水方式，根據(jù)城門山銅礦智能化建設(shè)的總體要求，結(jié)合城門山銅礦各泵站的實(shí)際需求，設(shè)計(jì)了露天礦山無人值守泵站系統(tǒng)［3］，可以完全實(shí)現(xiàn)泵站的自動(dòng)控制，提高水泵的利用率和效率，提高安全生產(chǎn)系數(shù)，減少生產(chǎn)成本。
2 系統(tǒng)總體架構(gòu)
露天礦山無人值守泵站系統(tǒng)集水泵各數(shù)據(jù)監(jiān)測、運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測、故障報(bào)警、故障自診斷與自恢復(fù)、自動(dòng)化控制、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ苡谝惑w。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成泵站監(jiān)控系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)三部分。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖 1 所示。
2.1 泵站監(jiān)控系統(tǒng)
泵站監(jiān)控系統(tǒng)［5］是露天礦山無人值守泵站系統(tǒng)的最底層，主要是對(duì)泵站水倉水位，水泵、電機(jī)、排水閘閥、潛水泵引水、注水閥及排氣閥、配電設(shè)備及啟動(dòng)柜等進(jìn)行監(jiān)控，并通過可編程邏輯控制器（PLC）采集控制，實(shí)現(xiàn)水泵的自動(dòng)控制［1］等功能。
其主要監(jiān)測的參數(shù)有 ：
（1）電量監(jiān)測 ：主電機(jī)運(yùn)行電流、電壓、功率等 ；
（2）流量監(jiān)測 ：單泵流量或單管流量 ；
（3）液位監(jiān)測 ：泵站水池水位 ；
（4）壓力監(jiān)測 ：水泵出口壓力及管路壓力 ；
（5）溫度監(jiān)測 ：水泵軸承溫度 ；
（6）振動(dòng)監(jiān)測 ：水泵軸承振動(dòng) ；
（7）pH 值監(jiān)測 ：排水的 pH 值 ；
（8）濁度監(jiān)測 ：排水渾濁度 ；
（9）設(shè)備狀態(tài) ：主水泵、主電機(jī)、排水閘閥、潛水泵注水及排氣閥、配電設(shè)備及啟動(dòng)柜等設(shè)備的工作狀態(tài) ；
（10）保護(hù)信息 ：設(shè)備的各種保護(hù)事件與保護(hù)定值等。
泵站的自動(dòng)化控制，是使用 PLC 控制器，通過各數(shù)字量、模擬量的輸入輸出，并進(jìn)行邏輯編程，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的自動(dòng)控制。其主要控制的執(zhí)行機(jī)構(gòu)有 ：
（1）小潛水泵控制 ：對(duì)小潛水泵啟、?？刂疲瑢?shí)現(xiàn)水泵的灌引水 ；
（2）閘閥控制 ：對(duì)管路上各閘閥開、關(guān)控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)水流的控制 ；
（3）電機(jī)控制 ：對(duì)供、排水電機(jī)的啟、停控制，實(shí)現(xiàn)水泵自動(dòng)運(yùn)行。
2.2 通訊系統(tǒng)
無人值守泵站通訊主要分為兩部分 ：現(xiàn)場監(jiān)測、控制信號(hào)與 PLC 之間的通訊 ；PLC 與調(diào)度中
心上位機(jī)之間的通訊。
城門山銅礦泵站是通過軟啟動(dòng)器與變頻器實(shí)現(xiàn)水泵的啟動(dòng)，并且具備 485 通訊［6］接口。電流電壓的采集可通過 485 通訊模塊實(shí)現(xiàn)采集?，F(xiàn)場液位、溫度等監(jiān)測和電機(jī)、閘閥等控制與信號(hào)采集控制柜之間是通過 PLC 輸入輸出模擬實(shí)現(xiàn)采集控制。信號(hào)采集控制柜與 PLC 控制柜通過光纖傳輸實(shí)現(xiàn)通訊。
城門山銅礦各泵站均已實(shí)現(xiàn)光纖的鋪設(shè)?，F(xiàn)場PLC 控制柜與調(diào)度中心上位機(jī)之間通過光纖傳輸實(shí)現(xiàn)通訊。無人值守泵站還包括現(xiàn)場視頻監(jiān)控，該監(jiān)控的信號(hào)傳輸也是通過光纖傳輸實(shí)現(xiàn)。
為保障光纖通訊中斷時(shí)，調(diào)度中心仍能夠采集現(xiàn)場運(yùn)行數(shù)據(jù)。結(jié)合城門山銅礦 4G 無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn) PLC 控制柜與調(diào)度中心上位機(jī)之間的無線通訊。該通訊方式作為一種備用方式，確保對(duì)各泵站的不間斷監(jiān)控。主要實(shí)現(xiàn)方式為 ：在各泵站現(xiàn)場安裝 EG860 CPE（寬帶無線路由器），與礦區(qū)內(nèi)的基站連接完成系統(tǒng)組網(wǎng)，PLC 系統(tǒng)可通過網(wǎng)口有線方式或 WiFi 無線方式接入到該 LTE無線網(wǎng)絡(luò)，最終可實(shí)現(xiàn) PLC 與上位機(jī)之間的無線通訊。
2.3 遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)
遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)置在采礦場調(diào)度中心［4］，并配置兩臺(tái)工業(yè)計(jì)算機(jī)和服務(wù)器，通過光纖通訊和4G 無線網(wǎng)絡(luò)通訊，并且基于組態(tài)軟件 Intouch 軟件平臺(tái)，對(duì) PLC 控制器內(nèi)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，發(fā)出控制命令并監(jiān)控系統(tǒng)的整體運(yùn)行。組態(tài)軟件能充分的利用其強(qiáng)大的圖形編輯功能，以動(dòng)畫的方式直觀的顯示監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，方便的構(gòu)成了監(jiān)控畫面和實(shí)現(xiàn)控制功能等。
3 泵站自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
根據(jù)城門山銅礦采礦場的現(xiàn)狀，確定對(duì) 10# 坑泵站、+20 固定泵站、+30 固定泵站、疏干泵站和W 泵站作為無人值守泵站的改造對(duì)象。因各泵站的硬件設(shè)施、控制邏輯方式基本相同，本次以 10#坑排水泵站為例進(jìn)行自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
3.1 排水泵站現(xiàn)狀
10 號(hào)坑排水泵站［2］由 2 臺(tái)單級(jí)離心泵、2 條排水管路及相應(yīng)輔助系統(tǒng)組成。水泵等相關(guān)設(shè)施安裝在浮筏上，并置于水倉中。水泵吸水管安裝DN300 底閥，出水管安裝 DN150、PN16 閘閥，泵組法蘭為 DN150，PN25 尺寸。10 號(hào)坑管路采用DN400 鋼絲管骨架復(fù)合管鋪設(shè)，排水至 +20 泵站，全程約 800m，現(xiàn)場低壓配電室至水泵距離約為300m，水泵采用變頻器控制。
3.2 排水泵站自動(dòng)控制系統(tǒng)硬件改造
為實(shí)現(xiàn)泵站的自動(dòng)控制，現(xiàn)有設(shè)備不滿足需求，需要對(duì)硬件進(jìn)行改造。具體如下 ：
在浮筏邊安裝一臺(tái)潛水泵，用于水泵灌引水 ；水泵前端安裝補(bǔ)水球閥和排氣閘閥，排氣閘閥上安裝流量開關(guān)，用于灌引水排除水泵空氣及檢測空氣是否排空 ；水泵出水口更換成電動(dòng)閘閥 ；在水泵出水口管路與排水管出水口管路附近分別安裝壓力傳感器、流量計(jì)，用于監(jiān)測排水管道的壓力與流量，通過數(shù)據(jù)差值判斷管道是否泄露 ；在水倉中安裝液位計(jì)、濁度儀和 pH 計(jì)，分別用于監(jiān)測水位、水質(zhì)和水倉的酸堿度，并進(jìn)行判斷是否可以排水 ；在電機(jī)上安裝溫度傳感器和震動(dòng)傳感器，用于判斷電機(jī)運(yùn)行是否正常 ；在控制柜上安裝 485 通訊模塊，用于采集變頻器電壓、電流。
另外，為方便水泵等現(xiàn)場控制和監(jiān)測信號(hào)的采集，在水泵周邊安裝一臺(tái)信息采集柜，PLC 控制柜放置在低壓配電室內(nèi)。信息采集柜與 PLC 控制柜之間采用光纖通訊。
3.3 PLC 邏輯控制設(shè)計(jì)
（1）水泵正常啟停邏輯控制流程 ：水倉水位到達(dá)設(shè)置上限→開啟補(bǔ)水球閥和排氣球閥→開啟潛水
泵→監(jiān)測流量開關(guān)有水流出→關(guān)閉補(bǔ)水球閥、停
止?jié)撍煤团艢馇蜷y→開啟水泵、打開出水口電動(dòng)
閘閥→水倉水位到達(dá)指定下限→關(guān)閉出水口電動(dòng)閘
閥、停止水泵運(yùn)行 ；
（2）管路泄露邏輯控制 ：檢測前后管道壓力差
異常或檢測前后管道流量差異常→判斷管道泄露→
停止水泵或禁止水泵啟動(dòng) ；
（3）監(jiān)測參數(shù)異常邏輯控制 ：電機(jī)運(yùn)行溫度、震動(dòng)、電流、電壓、流量、壓力、水質(zhì)等監(jiān)測數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常→立即關(guān)閉閘閥并停止水泵電機(jī)運(yùn)行或者禁止電機(jī)啟動(dòng)，同時(shí)進(jìn)行報(bào)警→自診斷，判斷故障→檢修模式。
4 實(shí)現(xiàn)的功能
（1）泵站自動(dòng)控制功能 ：通過對(duì)各泵站執(zhí)行機(jī)構(gòu)的邏輯控制，實(shí)現(xiàn)各泵站的自動(dòng)控制 ；
（2）管道泄露檢測功能 ：通過對(duì)管道壓力差和流量差進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，低于系統(tǒng)設(shè)定值時(shí)自動(dòng)報(bào)警，實(shí)現(xiàn)管道泄露監(jiān)測 ；
（3）節(jié)能功能 ：對(duì)兩臺(tái)水泵運(yùn)行時(shí)間進(jìn)行均衡調(diào)配，保證水泵均衡使用，延長泵組的使用壽命 ；保證移峰填谷節(jié)能措施，在保證安全供排水的情況下，系統(tǒng)自動(dòng)選擇用電平谷期進(jìn)行供排水 ；
（4）安全功能 ：擁有遠(yuǎn)端控制和就地控制兩種模式，滿足現(xiàn)場操作的需要，當(dāng)出現(xiàn)信號(hào)中斷后，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出報(bào)警，自動(dòng)轉(zhuǎn)入自動(dòng)控制 ；全方位監(jiān)測供排水各環(huán)節(jié)，對(duì)系統(tǒng)出現(xiàn)異常提前給出預(yù)警 ；嚴(yán)格按照水泵啟停的邏輯順序進(jìn)行正常供排水。
5 結(jié)語
隨著城門山銅礦智能化礦山建設(shè)的不斷推進(jìn)，無人值守泵站建設(shè)對(duì)礦山的發(fā)展有著重大的意義，改變了現(xiàn)有泵站的管理與運(yùn)行模式，增強(qiáng)了設(shè)備的安全性、可靠性，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，創(chuàng)造了節(jié)能降耗的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。露天礦山無人值守系統(tǒng)主要利用了組態(tài)軟件、PLC 控制、4G 無線網(wǎng)絡(luò)、視頻監(jiān)控、安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行與管理等關(guān)鍵技術(shù)。該礦智能化礦山建設(shè)一期項(xiàng)目設(shè)備與工藝智能化組無人值守泵站的系統(tǒng)設(shè)計(jì)充分考慮了礦山的現(xiàn)狀及需求，克服了地形及距離的影響。該系統(tǒng) 能夠?qū)崿F(xiàn)水泵各數(shù)據(jù)監(jiān)測、運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測、故障報(bào)警、故障自診斷與自恢復(fù)、自動(dòng)化控制、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ?。在系統(tǒng)后期建設(shè)和運(yùn)行的過程中，不斷進(jìn)行系統(tǒng)功能的完善與優(yōu)化，摸索自動(dòng)控制系統(tǒng)的運(yùn)行與管理經(jīng)驗(yàn)，最終實(shí)現(xiàn)泵站的無人值守。
1 引言
隨城門山銅礦采礦場擔(dān)負(fù)著露天采場排水和全礦生產(chǎn)、生活供水任務(wù)。目前，采礦場排水泵站 3處，中間泵站 1 處，疏干泵站 2 處，供水泵站 2 處。各泵站均以傳統(tǒng)的人工手動(dòng)控制方式，實(shí)現(xiàn)供、排水。該方式存在人工投入成本高，安全系數(shù)低，效率低等缺點(diǎn)。為改變傳統(tǒng)的供、排水方式，根據(jù)城門山銅礦智能化建設(shè)的總體要求，結(jié)合城門山銅礦各泵站的實(shí)際需求，設(shè)計(jì)了露天礦山無人值守泵站系統(tǒng)［3］，可以完全實(shí)現(xiàn)泵站的自動(dòng)控制，提高水泵的利用率和效率，提高安全生產(chǎn)系數(shù)，減少生產(chǎn)成本。
2 系統(tǒng)總體架構(gòu)
露天礦山無人值守泵站系統(tǒng)集水泵各數(shù)據(jù)監(jiān)測、運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測、故障報(bào)警、故障自診斷與自恢復(fù)、自動(dòng)化控制、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ苡谝惑w。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成泵站監(jiān)控系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)三部分。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖 1 所示。
2.1 泵站監(jiān)控系統(tǒng)
泵站監(jiān)控系統(tǒng)［5］是露天礦山無人值守泵站系統(tǒng)的最底層，主要是對(duì)泵站水倉水位，水泵、電機(jī)、排水閘閥、潛水泵引水、注水閥及排氣閥、配電設(shè)備及啟動(dòng)柜等進(jìn)行監(jiān)控，并通過可編程邏輯控制器（PLC）采集控制，實(shí)現(xiàn)水泵的自動(dòng)控制［1］等功能。
（1）電量監(jiān)測 ：主電機(jī)運(yùn)行電流、電壓、功率等 ；
（2）流量監(jiān)測 ：單泵流量或單管流量 ；
（3）液位監(jiān)測 ：泵站水池水位 ；
（4）壓力監(jiān)測 ：水泵出口壓力及管路壓力 ；
（5）溫度監(jiān)測 ：水泵軸承溫度 ；
（6）振動(dòng)監(jiān)測 ：水泵軸承振動(dòng) ；
（7）pH 值監(jiān)測 ：排水的 pH 值 ；
（8）濁度監(jiān)測 ：排水渾濁度 ；
（9）設(shè)備狀態(tài) ：主水泵、主電機(jī)、排水閘閥、潛水泵注水及排氣閥、配電設(shè)備及啟動(dòng)柜等設(shè)備的工作狀態(tài) ；
（10）保護(hù)信息 ：設(shè)備的各種保護(hù)事件與保護(hù)定值等。
泵站的自動(dòng)化控制，是使用 PLC 控制器，通過各數(shù)字量、模擬量的輸入輸出，并進(jìn)行邏輯編程，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的自動(dòng)控制。其主要控制的執(zhí)行機(jī)構(gòu)有 ：
（1）小潛水泵控制 ：對(duì)小潛水泵啟、?？刂疲瑢?shí)現(xiàn)水泵的灌引水 ；
（2）閘閥控制 ：對(duì)管路上各閘閥開、關(guān)控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)水流的控制 ；
（3）電機(jī)控制 ：對(duì)供、排水電機(jī)的啟、停控制，實(shí)現(xiàn)水泵自動(dòng)運(yùn)行。
2.2 通訊系統(tǒng)
無人值守泵站通訊主要分為兩部分 ：現(xiàn)場監(jiān)測、控制信號(hào)與 PLC 之間的通訊 ；PLC 與調(diào)度中
心上位機(jī)之間的通訊。
城門山銅礦泵站是通過軟啟動(dòng)器與變頻器實(shí)現(xiàn)水泵的啟動(dòng)，并且具備 485 通訊［6］接口。電流電壓的采集可通過 485 通訊模塊實(shí)現(xiàn)采集?，F(xiàn)場液位、溫度等監(jiān)測和電機(jī)、閘閥等控制與信號(hào)采集控制柜之間是通過 PLC 輸入輸出模擬實(shí)現(xiàn)采集控制。信號(hào)采集控制柜與 PLC 控制柜通過光纖傳輸實(shí)現(xiàn)通訊。
城門山銅礦各泵站均已實(shí)現(xiàn)光纖的鋪設(shè)?，F(xiàn)場PLC 控制柜與調(diào)度中心上位機(jī)之間通過光纖傳輸實(shí)現(xiàn)通訊。無人值守泵站還包括現(xiàn)場視頻監(jiān)控，該監(jiān)控的信號(hào)傳輸也是通過光纖傳輸實(shí)現(xiàn)。
為保障光纖通訊中斷時(shí)，調(diào)度中心仍能夠采集現(xiàn)場運(yùn)行數(shù)據(jù)。結(jié)合城門山銅礦 4G 無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn) PLC 控制柜與調(diào)度中心上位機(jī)之間的無線通訊。該通訊方式作為一種備用方式，確保對(duì)各泵站的不間斷監(jiān)控。主要實(shí)現(xiàn)方式為 ：在各泵站現(xiàn)場安裝 EG860 CPE（寬帶無線路由器），與礦區(qū)內(nèi)的基站連接完成系統(tǒng)組網(wǎng)，PLC 系統(tǒng)可通過網(wǎng)口有線方式或 WiFi 無線方式接入到該 LTE無線網(wǎng)絡(luò)，最終可實(shí)現(xiàn) PLC 與上位機(jī)之間的無線通訊。
2.3 遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)
遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)置在采礦場調(diào)度中心［4］，并配置兩臺(tái)工業(yè)計(jì)算機(jī)和服務(wù)器，通過光纖通訊和4G 無線網(wǎng)絡(luò)通訊，并且基于組態(tài)軟件 Intouch 軟件平臺(tái)，對(duì) PLC 控制器內(nèi)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，發(fā)出控制命令并監(jiān)控系統(tǒng)的整體運(yùn)行。組態(tài)軟件能充分的利用其強(qiáng)大的圖形編輯功能，以動(dòng)畫的方式直觀的顯示監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，方便的構(gòu)成了監(jiān)控畫面和實(shí)現(xiàn)控制功能等。
3 泵站自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
根據(jù)城門山銅礦采礦場的現(xiàn)狀，確定對(duì) 10# 坑泵站、+20 固定泵站、+30 固定泵站、疏干泵站和W 泵站作為無人值守泵站的改造對(duì)象。因各泵站的硬件設(shè)施、控制邏輯方式基本相同，本次以 10#坑排水泵站為例進(jìn)行自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
3.1 排水泵站現(xiàn)狀
10 號(hào)坑排水泵站［2］由 2 臺(tái)單級(jí)離心泵、2 條排水管路及相應(yīng)輔助系統(tǒng)組成。水泵等相關(guān)設(shè)施安裝在浮筏上，并置于水倉中。水泵吸水管安裝DN300 底閥，出水管安裝 DN150、PN16 閘閥，泵組法蘭為 DN150，PN25 尺寸。10 號(hào)坑管路采用DN400 鋼絲管骨架復(fù)合管鋪設(shè)，排水至 +20 泵站，全程約 800m，現(xiàn)場低壓配電室至水泵距離約為300m，水泵采用變頻器控制。
3.2 排水泵站自動(dòng)控制系統(tǒng)硬件改造
為實(shí)現(xiàn)泵站的自動(dòng)控制，現(xiàn)有設(shè)備不滿足需求，需要對(duì)硬件進(jìn)行改造。具體如下 ：
在浮筏邊安裝一臺(tái)潛水泵，用于水泵灌引水 ；水泵前端安裝補(bǔ)水球閥和排氣閘閥，排氣閘閥上安裝流量開關(guān)，用于灌引水排除水泵空氣及檢測空氣是否排空 ；水泵出水口更換成電動(dòng)閘閥 ；在水泵出水口管路與排水管出水口管路附近分別安裝壓力傳感器、流量計(jì)，用于監(jiān)測排水管道的壓力與流量，通過數(shù)據(jù)差值判斷管道是否泄露 ；在水倉中安裝液位計(jì)、濁度儀和 pH 計(jì)，分別用于監(jiān)測水位、水質(zhì)和水倉的酸堿度，并進(jìn)行判斷是否可以排水 ；在電機(jī)上安裝溫度傳感器和震動(dòng)傳感器，用于判斷電機(jī)運(yùn)行是否正常 ；在控制柜上安裝 485 通訊模塊，用于采集變頻器電壓、電流。
另外，為方便水泵等現(xiàn)場控制和監(jiān)測信號(hào)的采集，在水泵周邊安裝一臺(tái)信息采集柜，PLC 控制柜放置在低壓配電室內(nèi)。信息采集柜與 PLC 控制柜之間采用光纖通訊。
3.3 PLC 邏輯控制設(shè)計(jì)
（1）水泵正常啟停邏輯控制流程 ：水倉水位到達(dá)設(shè)置上限→開啟補(bǔ)水球閥和排氣球閥→開啟潛水
泵→監(jiān)測流量開關(guān)有水流出→關(guān)閉補(bǔ)水球閥、停
止?jié)撍煤团艢馇蜷y→開啟水泵、打開出水口電動(dòng)
閘閥→水倉水位到達(dá)指定下限→關(guān)閉出水口電動(dòng)閘
閥、停止水泵運(yùn)行 ；
（2）管路泄露邏輯控制 ：檢測前后管道壓力差
異常或檢測前后管道流量差異常→判斷管道泄露→
停止水泵或禁止水泵啟動(dòng) ；
（3）監(jiān)測參數(shù)異常邏輯控制 ：電機(jī)運(yùn)行溫度、震動(dòng)、電流、電壓、流量、壓力、水質(zhì)等監(jiān)測數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常→立即關(guān)閉閘閥并停止水泵電機(jī)運(yùn)行或者禁止電機(jī)啟動(dòng)，同時(shí)進(jìn)行報(bào)警→自診斷，判斷故障→檢修模式。
4 實(shí)現(xiàn)的功能
（1）泵站自動(dòng)控制功能 ：通過對(duì)各泵站執(zhí)行機(jī)構(gòu)的邏輯控制，實(shí)現(xiàn)各泵站的自動(dòng)控制 ；
（2）管道泄露檢測功能 ：通過對(duì)管道壓力差和流量差進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，低于系統(tǒng)設(shè)定值時(shí)自動(dòng)報(bào)警，實(shí)現(xiàn)管道泄露監(jiān)測 ；
（3）節(jié)能功能 ：對(duì)兩臺(tái)水泵運(yùn)行時(shí)間進(jìn)行均衡調(diào)配，保證水泵均衡使用，延長泵組的使用壽命 ；保證移峰填谷節(jié)能措施，在保證安全供排水的情況下，系統(tǒng)自動(dòng)選擇用電平谷期進(jìn)行供排水 ；
（4）安全功能 ：擁有遠(yuǎn)端控制和就地控制兩種模式，滿足現(xiàn)場操作的需要，當(dāng)出現(xiàn)信號(hào)中斷后，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出報(bào)警，自動(dòng)轉(zhuǎn)入自動(dòng)控制 ；全方位監(jiān)測供排水各環(huán)節(jié)，對(duì)系統(tǒng)出現(xiàn)異常提前給出預(yù)警 ；嚴(yán)格按照水泵啟停的邏輯順序進(jìn)行正常供排水。
5 結(jié)語
隨著城門山銅礦智能化礦山建設(shè)的不斷推進(jìn)，無人值守泵站建設(shè)對(duì)礦山的發(fā)展有著重大的意義，改變了現(xiàn)有泵站的管理與運(yùn)行模式，增強(qiáng)了設(shè)備的安全性、可靠性，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，創(chuàng)造了節(jié)能降耗的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。露天礦山無人值守系統(tǒng)主要利用了組態(tài)軟件、PLC 控制、4G 無線網(wǎng)絡(luò)、視頻監(jiān)控、安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行與管理等關(guān)鍵技術(shù)。該礦智能化礦山建設(shè)一期項(xiàng)目設(shè)備與工藝智能化組無人值守泵站的系統(tǒng)設(shè)計(jì)充分考慮了礦山的現(xiàn)狀及需求，克服了地形及距離的影響。該系統(tǒng) 能夠?qū)崿F(xiàn)水泵各數(shù)據(jù)監(jiān)測、運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測、故障報(bào)警、故障自診斷與自恢復(fù)、自動(dòng)化控制、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ?。在系統(tǒng)后期建設(shè)和運(yùn)行的過程中，不斷進(jìn)行系統(tǒng)功能的完善與優(yōu)化，摸索自動(dòng)控制系統(tǒng)的運(yùn)行與管理經(jīng)驗(yàn)，最終實(shí)現(xiàn)泵站的無人值守。
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