第10章压风制氮三遥系统.pdf

10-1 第十章 压风制氮三遥系统第十章 压风制氮三遥系统 第一节 控制对象 第一节 控制对象 枣泉煤矿压风制氮系统包括地面空压机站和制氮站联合建筑内 的空压机制氮机和井下移动式空压机等组成 地面空压机站内安装 5 台 M350-2S 型64m 3/min 0.85Mpa 螺杆 式空压机供矿井地面所有用气设备其中 4 台工作1 台备用每台 空压机配备 10kV355kW 电动机考虑到矿井后期发展空压机站预 留 1 台设备位置空压机采用循环水冷却方式冷却水泵采用水位自 动控制 地面制氮站安装 2 套 KGZD-1200 型地面固定式制氮装置每台 制氮装置装机容量约 32kW考虑到矿井后期发展制氮站预留 1 台设 备位置 在井下掘进工作面附近的主要运输巷的进风流中布置有 6 台 SM-475 型井下移动式空压机其中 5 台工作1 台备用每台空压机配 备 10kV355kW 电动机 井下移动式空压机 通过 RS485 串口通讯接口 或 I/O 控制电缆 就近接入井下变电所控制站 本章只就地面压风制氮站联合建筑内设备监测监控做论述 10-2 第二节 系统配置 第二节 系统配置 枣泉煤矿地面空压机和制氮装置的电气自动化设备由高低压 配电及 MCC监测传感元件PLC监控计算机及网络传输接口等组成 空压机的高压电源由变电所一对一供电变电所高压柜空压 机馈电监控接入地面变供电三遥系统 压风机附带高压柜的监测监控信息已接入压风机机体控制柜上 低压配电及 MCC 柜采用抽屉式或固定分隔式开关柜它由 具有双回路电缆下进线配电及 MCC 出线和联络的成套开关柜组成 为监控装置空压机制氮装置冷却水泵机房检修机房照明等 提供电源1.两个受电回路均配有带 RS485 接口的智能电力监测仪 用于采集地面空压机站和制氮站联合建筑内AC380V低压电源的综合电 力参数如电压电流有功功率无功功率功率因数和电量等 2. 冷却水泵恒速电气传动 MCC 回路由常规接触器-热继电器控制 在二次电路中设计远控接点连接至压风制氮监控装置3.所有配电和 MCC 回路的一次元件均设有辅助接点引至端子排供监控用 压风机的制氮装置的性能监测选用 XM-120 标准振动监测模块和 XM-361 通用温度监测模块XM-120 标准振动监测模块是一种智能化 双通道通用型振动监测单元支持旋转设备的轴振动监测以及壳体或 轴承座的振动监测可接受任何非接触电涡流位移传感器信号标准 的振动加速度信号以及任何电压输出的测量设备信号如振动速度传 感器或压力传感器等除了动态输入外该模块还可以接受 1 路转速 10-3 输出进行转速测量相位和阶比分析等XM-361 通用温度监测模块 是一种六通道通用型温度监测单元每个通道可以组态为接受热电阻 信号或隔离的热电偶信号 本设计中的地面压风制氮监测监控系统包括生产指挥中心通过 网络对地面压风机制氮装置进行遥测遥控和调度指挥其监控系 统采用 PLC 和工控机的两级结构 枣泉煤矿地面压风制氮监测监控系统配置见图 10-2-1 1压风制氮设备集中控制采用西门子 S7-300 可编程序控制器 编程软件采用 STEP7 5.3该 PLC配有 RS232/485/422PCI 通讯卡 与智能电力监测仪压风机附带控制箱制氮机附带控制箱性能监 测设备等进行通讯连接控制低压配电及 MCC 柜等的 I/O 点通过在 PLC 上配置的 DI/DO 模板实现实现 2上位监控计算机采用高性能 Pentium 4 工控机其主要技术参 数为 P4_2.4G/512M/60G/PCI32M 显卡/1.44M 软驱/50 倍速光驱/声卡, 音箱,键盘,鼠标/10M100M RJ45 网卡/20“纯平彩显及 UPS 不间断电 源监控软件采用 WINCC 5.0该工控机做为就地操作监控站通 过工业以态网卡与 PLC 进行通讯连接控制 3配有 A3 幅面喷墨打印机用于数据打印 4配置 1 个 8 口工业以太网交换机及 UPS 电源 矿井地面压风制氮设备状态参数通过 PLC 将所获得的数据信息 上传工业以态网同时指挥中心发出调度指令给 PLC控制设备运行 实现整个地面压风制氮系统的自动化监控 10-4 10-5 第三节 控制原理 第三节 控制原理 地面空压机站和制氮站联合建筑中的压风制氮设备由设备成套 附带控制器控制冷却水泵电机由常规 MCC 控制通风机房控制室采 用带 RS232/485/422PCI 通讯卡和 I/O 模板的 PLC 对空压机 制氮装置 冷却水泵等信号进行采集和控制在各种运行过程中电力参数如 电压电流有功功率无功功率功率因数和电量等由带 RS485 接 口的智能电力监测仪采集空压机制氮装置的设备性能由 XM-120 标准振动监测模块和 XM-361 通用温度监测模块监测 PLC将所获得的数据信息上传工业以态网和指挥中心通过矿井 调度网络相关人员能及时了解矿井空压机制氮装置运行和设备性 能情况 为生产调度提供条件 同时指挥中心发出生产调度指令给PLC 通过PLC下传至各执行元件控制设备运行实现整个整个地面压风制 氮系统的自动化监控 第四节 系统功能 第四节 系统功能 西门子 S7 系列 PLC具有强大的控制能力和数据处理性能配有 CP 343-1 通讯模块 通过以态网/工业协议 向生产指挥中心上传信息 实现通讯 10-6 地面压风制氮控制系统有手动/集中/遥控三种操作方式手动 方式在设备附带控制柜上直接操作集中方式通过地面空压机站和 制氮站联合建筑中的监控计算机可实现单动控制和联动控制遥控方 式通过生产指挥中心工控机可实现单动控制和联动控制 通过组态软件编写程序工控机主要实现地面压风制氮设备的自 动启停自动倒换等顺序控制功能 监控计算机具有故障自诊断流量负压压风制氮设备运行工 况和在线设备性能等参数控制系统状态高低压配电及 MCC 系统 等的连续实时显示以及报表打印数据存储功能给矿井生产调度提 供指导 压风制氮设备的集中操作由工控机程序控制操作员在生产指挥 中心发出生产调度指令即可进行诸如自动启停倒换设备等的操作 此外压风制氮设备运行工况和在线设备性能等参数均可在生产指 挥中心实时获得所有故障报警和调节预告信号能在报警计算机中 进行语音提示