電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)和制造符合以下標(biāo)準(zhǔn)

1、IEC標(biāo)準(zhǔn)（國際電工委員會）

2、ISO標(biāo)準(zhǔn)（國際標(biāo)準(zhǔn)化組織）

3、GB3836.1-2000  爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備 第1部分：通用要求

4、GB3836.2-2000  爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備 第1部分：隔爆型“d”

5、GB3836.4-2000  爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備 第1部分：本質(zhì)安全型“ｉ”

6、GB4942.2 低壓電器外殼防護(hù)等級

7、MT209  煤礦通信、檢測、控制用電工電子產(chǎn)品通用技術(shù)要求

  8、《煤礦安全規(guī)程》（2020版）

基本控制功能

系統(tǒng)功能應(yīng)有數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、泵閥自動(dòng)控制、系統(tǒng)自動(dòng)控制、動(dòng)態(tài)顯示及故障記錄報(bào)警幾個(gè)部分組成。

    1、數(shù)據(jù)自動(dòng)采集和檢測

數(shù)據(jù)自動(dòng)采集和檢測應(yīng)分為兩類：模擬量數(shù)據(jù)和數(shù)字量數(shù)據(jù)，通過PLC的模擬量、數(shù)字量模塊進(jìn)行讀取，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性及響應(yīng)時(shí)間。刷新周期不大于1S。

模擬量檢測的數(shù)據(jù)主要有：電機(jī)工作電壓、電機(jī)工作電流、水倉水位、 出水管流量、水泵溫度、每臺泵出口壓力和水泵吸水管真空度。

數(shù)字量檢測的數(shù)據(jù)主要有：水泵的工作狀態(tài)（工作、備用或者檢修狀態(tài)）、水泵的起、停狀態(tài)、電動(dòng)閘閥的工作狀態(tài)和啟閉位置、射流泵總成***閥的工作狀態(tài)和液位開關(guān)的狀態(tài)。

數(shù)據(jù)自動(dòng)采集系統(tǒng)將水位變化信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理、實(shí)時(shí)檢測、從而判斷礦井的涌水量，根據(jù)不同的水位狀態(tài)來控制排水泵的啟停。

電機(jī)溫度、流量計(jì)等傳感器與變送器，主要用于檢測水泵、電機(jī)的運(yùn)行狀況，超限、報(bào)警，以避免水泵和電機(jī)的損壞。

PLC的數(shù)字量輸入模塊將各種開關(guān)量信號采集到PLC中作為數(shù)據(jù)處理的條件和依據(jù)，控制水泵的啟停。

    2、泵閥控制

整個(gè)系統(tǒng)要求達(dá)到設(shè)計(jì)的預(yù)期目的，閥門的控制是關(guān)鍵，系統(tǒng)的主控部件采用電動(dòng)閘閥和射流泵總成。所有閥門可以通過PLC控制箱、水泵綜合自動(dòng)控制箱進(jìn)行開關(guān)控制。

水泵系統(tǒng)采用射流泵抽真空上水方式起動(dòng)，啟泵時(shí)將自動(dòng)打開射流泵入水管路閥門，同時(shí)打開射流泵真空管路閥門，使泵體內(nèi)造成必要的真空度，系統(tǒng)接收到負(fù)壓傳感器的信號后，同時(shí)關(guān)閉射流泵真空管路及射流泵入水管路閥門，閥門關(guān)閉后將自動(dòng)起動(dòng)水泵電機(jī)，當(dāng)水泵出水口達(dá)到設(shè)定的壓力值，系統(tǒng)接收到正壓傳感器的信號后打開出水管路電動(dòng)閘閥進(jìn)行排水。

若電動(dòng)閘閥打開后一定時(shí)間內(nèi)水泵壓力未達(dá)到設(shè)定值，系統(tǒng)應(yīng)會自動(dòng)停止水泵運(yùn)行并關(guān)閉電動(dòng)閘閥同時(shí)報(bào)警。

當(dāng)水倉水位達(dá)到低位時(shí)將先自動(dòng)關(guān)閉排水管路電動(dòng)閘閥，電動(dòng)閘閥關(guān)閉到到位后，停止水泵電機(jī)。

    3、自動(dòng)控制

在水泵綜合自動(dòng)控制箱處于遠(yuǎn)程自動(dòng)控制狀態(tài)時(shí)通過自動(dòng)檢測水倉水位及相關(guān)參數(shù)，依據(jù)水位的動(dòng)態(tài)情況啟停水泵，依據(jù)涌水量和排水量增減水泵的數(shù)量。合理調(diào)度、水泵輪換工作、遠(yuǎn)程監(jiān)控、故障報(bào)警、水情預(yù)警，可實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗、減人提效的目的。

在自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)下，依據(jù)水泵使用臺數(shù)和水位變化情況可判斷礦井涌水情況，根據(jù)涌水量和容水量的相對關(guān)系，自動(dòng)啟、停水泵以及自動(dòng)判斷啟、停臺數(shù)；系統(tǒng)能依據(jù)涌水量和容水量避峰填谷、節(jié)能運(yùn)行；系統(tǒng)能根據(jù)輪換工作原則，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)水泵的輪換運(yùn)行，避免單臺水泵長期運(yùn)行導(dǎo)致故障。

    4、動(dòng)態(tài)顯示與畫面監(jiān)控

系統(tǒng)通過圖形動(dòng)態(tài)顯示水泵、電機(jī)、電動(dòng)閘閥、射流泵總成的運(yùn)行狀態(tài)，采用改變圖形顏色或閃爍功能進(jìn)行事故報(bào)警。直觀顯示電動(dòng)閥的開閉位置，實(shí)時(shí)顯示水泵抽真空狀況和壓力值。用趨勢圖或數(shù)字形式準(zhǔn)確實(shí)時(shí)地顯示水倉水位，并在啟停水泵的水位段發(fā)出預(yù)告信號和地段、超低段、高端、超高段水位分段報(bào)警。采用趨勢圖或數(shù)字形式直觀的顯示各趟管路壓力、水泵軸溫、電機(jī)溫度等進(jìn)行動(dòng)態(tài)顯示。超限報(bào)警并自動(dòng)記錄故障類型、時(shí)間等歷史數(shù)據(jù)，并建立報(bào)警顯示頁面，提醒工作人員及時(shí)檢測、避免水泵和電機(jī)的損壞。

上位計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)還可通過操作員發(fā)送指令控制系統(tǒng)的運(yùn)行，輸入運(yùn)行數(shù)據(jù)，修改控制參數(shù)，實(shí)現(xiàn)操作人員的控制指令，依據(jù)權(quán)限位置不同，對響應(yīng)權(quán)限的設(shè)備進(jìn)行控制。操作人員能夠?qū)ε潘O(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測、監(jiān)視和必要的控制。

    5、通訊接口

PLC系統(tǒng)應(yīng)預(yù)留有RS485通信模塊，便于和智能供電設(shè)備或現(xiàn)場級其它智能設(shè)備建立連接，達(dá)到數(shù)據(jù)讀取功能。

系統(tǒng)以太網(wǎng)通訊接口與地面上位機(jī)之間實(shí)現(xiàn)通訊。

整個(gè)網(wǎng)絡(luò)采用工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域開放式的以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)。設(shè)備可從現(xiàn)場級一直連接到管理級。實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)范圍內(nèi)的通訊，并支持工廠范圍內(nèi)的工程與組態(tài)，直到現(xiàn)場級均支持IT 標(biāo)準(zhǔn)。提高產(chǎn)品的易用性及系統(tǒng)的可維護(hù)性。采用實(shí)時(shí)以太網(wǎng)，通道數(shù)據(jù)響應(yīng)小于150毫秒。

備注：此圖名稱不是水泵房的名稱，但是控制系統(tǒng)的外觀就是上圖這種。

6、控制方式

控制系統(tǒng)要求具有地面遠(yuǎn)程自動(dòng)、地面遠(yuǎn)程手動(dòng)、井下自動(dòng)、井下手動(dòng)等幾種工作方式。

遠(yuǎn)程自動(dòng)：自動(dòng)控制下，控制室控制所有設(shè)備，并顯示各水泵及閘閥工作狀況和各種故障顯示，PLC采集各種信號。集中控制室按照工藝流程及PLC聯(lián)鎖程序順序控制水泵及閘閥的開啟。根據(jù)吸水井的水位及其他因素，合理調(diào)度自動(dòng)開停水泵及其閥門，在正常水位時(shí)，各臺水泵根據(jù)設(shè)定輪換工作，涌水及突出涌水時(shí)，自動(dòng)投入必要數(shù)量的水泵運(yùn)行。

當(dāng)水泵出現(xiàn)故障時(shí)，能夠及時(shí)報(bào)警，并能夠自動(dòng)開啟備用水泵。

根據(jù)水泵使用臺數(shù)和水位變化的情況可判斷礦井涌水情況，從而確定水泵增加臺數(shù)。

遠(yuǎn)程手動(dòng)：操作工人根據(jù)水倉顯示水位，人工手動(dòng)開停水泵及確定開泵臺數(shù)，電機(jī)及其閥門的開、停由PLC自動(dòng)執(zhí)行，即PLC完成單臺水泵抽真空、啟泵、開電動(dòng)閥等自動(dòng)控制，并完成運(yùn)行停止。

井下自動(dòng)：操作工人根據(jù)水倉顯示水位，通過水泵綜合自動(dòng)控制箱對單臺水泵進(jìn)行自動(dòng)起動(dòng)。

井下手動(dòng)：操作工人根據(jù)水倉顯示水位，通過水泵綜合自動(dòng)控制箱對單臺水泵進(jìn)行手動(dòng)起動(dòng)。

    7、工作方式

每臺水泵設(shè)置有“工作”、“備用”和“檢修”三種工作方式。

工作方式：指當(dāng)前水泵在本次水泵操作中，優(yōu)先被開啟。

備用方式：指當(dāng)前水泵在本次水泵操作中，處于備用狀態(tài)，當(dāng)已開啟水泵不能滿足排水需要時(shí)，被開啟投入工作。

檢修方式：指當(dāng)前水泵在本次水泵操作中，不被利用，而是對該水泵進(jìn)行檢修。

    8、系統(tǒng)保護(hù)功能

1）電動(dòng)機(jī)故障保護(hù)

由電網(wǎng)系統(tǒng)提供井下水泵高壓開關(guān)的參數(shù)，利用上位機(jī)和PLC實(shí)時(shí)監(jiān)測電壓、電流、漏電、超負(fù)荷等電氣故障，并進(jìn)行控制。（此功能依據(jù)現(xiàn)場的設(shè)備配置而定）

2）水泵啟動(dòng)保護(hù)

水泵在啟動(dòng)時(shí)候，先啟動(dòng)射流泵或者是真空泵，監(jiān)測真空管路的壓力，當(dāng)壓力達(dá)到設(shè)定值時(shí)，啟動(dòng)水泵電機(jī)，同時(shí)關(guān)閉真空管路閥門，水泵電動(dòng)閥門打開后，監(jiān)測排水管內(nèi)的壓力，當(dāng)在一定時(shí)間內(nèi)，壓力沒有達(dá)到設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)就會自動(dòng)停止水泵的運(yùn)行并發(fā)出故障報(bào)警信號。

3）超溫保護(hù)

水泵在長期運(yùn)行中，當(dāng)軸承溫度或者定子溫度超過設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)就會發(fā)出故障報(bào)警信號并根據(jù)情況停機(jī)。

4）電動(dòng)閘閥保護(hù)

當(dāng)控制閥門開關(guān)后，電動(dòng)閥門會反饋一個(gè)狀態(tài)信號給PLC,當(dāng)兩者信號不一致時(shí)，系統(tǒng)就會發(fā)出告警并在上位機(jī)上顯示報(bào)警信息。