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煤矿井下压力变送器系统的运行设置
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煤矿井下压力变送器系统的运行设置

时间:2019-11-18 09:06:37

    摘  要:为了使煤矿井下压力变送器系统适应矿井的实际情况,通过运行设置实现了压力变送器自动运行功能。设置多个启动水位、警戒水位和停机水位,可实现水泵单台或多台自动启动运行及自动停机;采用记录水泵累计运行时长的方法,优先开启累计时长非常短的水泵,可实现轮机运行;设置警戒水位和水泵优先运行时间,可实现水泵避峰就谷运行。eIc压力变送器_差压变送器_金沙平台开户网站_温度变送器

    1 概述eIc压力变送器_差压变送器_金沙平台开户网站_温度变送器
    仙亭煤矿位于大田县城北西方向280°,1989年10月投产,年产量0.30Mt,斜井开拓,水文地质等级中等;矿井采用二级排水方式,其中一水平+500m水平非常大涌水量566.0m3/h,正常涌水量295.0m3/h;二水平+300m水平非常大涌水量121.8m3/h,正常涌水量94.7m3/h。一水平中央水泵房共有5台D500-57×4型水泵,排水管路配备3趟Φ325×9.5mm无缝钢管,额定扬程228m,单台额定流量500m3/h,配备电机功率500kW,日常排水为2台运行、2台备用、1台检修,通过水仓水位调节实现避峰就谷、多机交替运行,因水量变化较大,水泵运行台数通常为1台到3台,雨季部分时段运行数量可达4台。该泵房通过自动化排水改造实现无人值守,主要由内置西门子S7-300系列PLC的隔爆型控制主站、就地控制箱、上位机、电动闸阀、真空检测装置、超声波水位传感器、温度传感器、智能型电表、以太网交换机、变送器、耦合器、通讯装置等设备,配套WCC组态软件建设人机界面,组成自动化压力变送器[1]。水泵自动运行流程,见图1。eIc压力变送器_差压变送器_金沙平台开户网站_温度变送器

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    改造过程中,根据实际需要在自动开停机功能的基础上,该泵房无人值守系统需要增加根据水位控制开机数量、避峰填谷、轮机运行、运行参数监控等功能,以确保矿井可以在水量变化大的情况下,自动监测监控设备状况、水泵运行情况,出现异常自动报警,实现安全、经济、可靠排水。本文以西门子S7-300系列PLC和SIMATICWINCC视窗监视中心为例,浅析自动化排水改造过程中遇到的问题,以及如何通过PLC及相关组态软件,更改相关参数设置,改变控制方式实现相应功能。eIc压力变送器_差压变送器_金沙平台开户网站_温度变送器

    2  压力变送器系统运行设置eIc压力变送器_差压变送器_金沙平台开户网站_温度变送器
    泵房无人值守需要通过一系列自动监测、预警、启停、故障报警功能以实现自动化运行,主要的参数有水位、水位增长情况、实时时间、水泵累计开机时间等,改造过程中,遇到了多台水泵如何轮替运行、水位上涨较快时如何使多台水泵自动运行,如何避峰就谷等问题,利用相关参数比对、设置,可实现水泵根据水位自动开停、根据水位控制开机数量、轮机运行、避峰填谷等功能。eIc压力变送器_差压变送器_金沙平台开户网站_温度变送器

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    2.1  水位及多机运行设置eIc压力变送器_差压变送器_金沙平台开户网站_温度变送器
    井下水泵的开停主要根据水仓水位高低来控制,当水仓水位达到某个高度时,水泵开启或停止。实际运行时,会遇到水位上涨较快的情况,需要开启多台水泵。经研究,自动压力变送器要实现自动增加运行水泵台数的功能,可利用水位高差来实现,在单台水泵排水时,水位依然升高至某一个设置水位时,第二台泵开启,两台水泵运行水位依然升高至更高的设置水位,则第三台水泵开启。因此需要设置多个水位,水位到达设定的第一个水位,开启一台水泵,到达第二个水位,开启第二台水泵,以此类推;需要同时开启两台水泵时,第一、第二水位设置数值一样。另外设置警戒水位,设定警戒水位差值,在超过警戒水位差值时,无论是否处在峰谷时段,均启动相应水位台数的水泵。设置水泵停机水位,水仓水位低于该水位,所有水泵停机。图2中:夜间单泵水位、双泵水位设定启动水位一致,水仓水位到达1.25m,开启两台水泵;日间水位设置单泵启动水位1.4m,电网平谷段开机,高峰段不开机,若设定警戒水位为1.6m,到达警戒水位时,即使处在电网高峰时段,仍然开启水泵排水;水位低于0.3m,所有水泵停机。eIc压力变送器_差压变送器_金沙平台开户网站_温度变送器

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    2.2  水泵轮机运行设置eIc压力变送器_差压变送器_金沙平台开户网站_温度变送器
    压力变送器要实现水泵轮机运行,使每台水泵运转时间相当,以保证压力变送器可靠运行。要实现轮机运行,可以采用记录水泵累计运行时长的方法,优先开启累计时长非常短的水泵。eIc压力变送器_差压变送器_金沙平台开户网站_温度变送器

    首先通过1S脉冲信号,在水泵运行时计算上升沿,并用递增计数器累计运行秒数,用于记录水泵运行时间,水泵开机时利用运行信号开始累计,停机时接收到运行信号中断停止计时,见图3。eIc压力变送器_差压变送器_金沙平台开户网站_温度变送器

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    通过DI_R指令转换为实数,除以3600S得出累计运行小时数,非常后利用CMP<R比较指令多次比较后,使累计运行时间的非常短水泵运行。当某台水泵时间需要清零时,利用实数传送指令MOV_R清零[2],见图4。eIc压力变送器_差压变送器_金沙平台开户网站_温度变送器

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    当某台水泵大修后,需要优先运行,可通过WCC适当调整该泵累计运行时间,这样可以让大修后效率高的水泵优先运行,以达到节能降耗的目的,见图5。eIc压力变送器_差压变送器_金沙平台开户网站_温度变送器

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    2.3  峰谷设置eIc压力变送器_差压变送器_金沙平台开户网站_温度变送器
    压力变送器是矿井用电大户,避峰就谷运行可为煤矿企业节约大量用电成本,自动化排水改造前,通过规定时段运行,水泵工通常在谷段开机排水。自动化排水改造过程中,矿井技术人员也考虑到了这个问题,即要保证安全排水,也要尽量做到避峰填谷运行。技术人员通过设置警戒水位和水泵优先运行时间,在保证安全排水的前提下,实现水泵避峰就谷运行。eIc压力变送器_差压变送器_金沙平台开户网站_温度变送器

    首先,通过WCC设置高峰时段时间,使水泵在水仓水位没有达到警戒水位时,避开该时段运行,若图是水仓水位到达警戒水位,仍然启动水泵运行[3]。图6中高电价时段,若水仓水位未到达警戒水位,压力变送器不会开机运行。eIc压力变送器_差压变送器_金沙平台开户网站_温度变送器

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    其次,通过设置水泵启停时间、运行台数,使水仓水位未到达警戒水位时,水泵在设定时间内按照设定台数运行,平段时段设置双机运行,加快平段水位降低速度,保证进入高峰时段时水仓保持较低水位,既可节约用电成本,又可保证排水安全,见图7。eIc压力变送器_差压变送器_金沙平台开户网站_温度变送器

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    3  结语eIc压力变送器_差压变送器_金沙平台开户网站_温度变送器
    在自动化排水改造过程中,标准化的自动化排水程序未能完全适应矿井的实际情况,矿井技术人员通过设置水位、运行时段、运行台数等方式,实现了压力变送器根据水位一泵或多泵运行、避峰填谷、轮机交替运行功能。该系统运行至今,仍存在系统不够可靠、运行时间及台数不够灵活等问题,仍需要根据实际运行不断改进、调整参数,以达到压力变送器自动、安全、可靠、经济运行的目的。eIc压力变送器_差压变送器_金沙平台开户网站_温度变送器

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