泵房遠程自動化控制系統
泵房遠程自動化控制系統主要由調度中(zhōng)心、泵站監控中(zhōng)心、通信平台、泵站遠程測控終端、計量測量及攝像設備組成。泵房遠程自動化控制系統适用于城市供水系統中(zhōng)加壓泵站的遠程監控及管理。加壓泵站管理人員(yuán)可以在供水公司的泵站監控中(zhōng)心遠程監測站内清水池水位或進站壓力、加壓泵組工(gōng)作狀态、出站流量、出站壓力等。支持水泵啓動設備手動控制、自動控制、遠程控制加壓泵組的啓停；光纖通信時，可以圖像監視站内全景及重要工(gōng)位，實現泵站無人值守。
泵房遠程自動化控制系統的特點：
1、該系統具有高度的自動化、系統簡單可靠并且便于維護。它的可擴展性強，通過環型工(gōng)業以太網可以方便并接于礦山其他的數字化系統。數字化礦山/信息化礦井的實質就是實現礦山重要設備的自動化控制及遠程監控，礦山井下(xià)排水系統的現代化改造就是實現井下(xià)泵房的無人值守及遠程監控。
2、由于在自動化系統中(zhōng)PLC的優異性和可靠性，我(wǒ)們對水泵及其附屬的抽真空系統（射流管路和真空泵管路）與管道電(diàn)動閥門等裝置實施了PLC自動檢控制及運行參數自動檢測，動态顯示，并将數據傳送到地面生(shēng)産調度中(zhōng)心，進行實時檢測和報警顯示，實現實時檢測、實時控制、實時報警。
3、以PLC爲主處理器的自動化系統通過檢測水倉水位和其他參數，控制水泵輪流工(gōng)作與适時啓動備用泵，合理調度多台水泵運行。系統通以圖像、圖形、數據、文字等方式，直觀、形象适時地反應系統工(gōng)作狀态以及水倉水位、電(diàn)機運行電(diàn)壓、電(diàn)流、功率、電(diàn)動機溫度、軸承溫度、水泵軸承溫度、排水管流量等參數，并通過通訊模塊與綜合監測主機實行數據交換。本系統具有運行可靠、操作方便、自動化程度高等特點，并可提高水泵的壽命并節省運行費(fèi)用。
泵房遠程自動化控制系統系統組成：
泵房自動化控制系統分(fēn)爲兩個部分(fēn)（數字化控制部分(fēn)和實時監測部分(fēn)）。
1、PLC隔爆控制箱，負責整個系統的控制程序，采用西門子旗下(xià)的S7300和S7200系列的PLC。PLC帶有以太網口可直接與交換機相連。具體(tǐ)連接方式可參考該系統圖紙(zhǐ)。該控制櫃内配套光端機、PLC、DP主站模塊與井下(xià)環網交換機相連。
下(xià)圖爲系統控制示意圖：
2、每個泵房系統設1主站PLC300，3台分(fēn)站PLC200互爲冗餘，實現對電(diàn)動閘閥的各種數字化控制，大(dà)大(dà)提高了系統的可靠性。
3、帶觸摸屏的操作台，實現對系統的各種設備操作及各種控制方式的轉換，現場顯示各種設備運行狀态及參數，各設備故障狀态的報警。操作台設各種控制按鈕和數據顯示裝置和報警信息。
PLC控制櫃、系統控制櫃、操作台可根據需要組合爲一(yī)體(tǐ)。
4、各種傳感器和各種數字儀表，液位開(kāi)關和超聲波液位計用來檢測電(diàn)機定子和軸承的溫度、各水倉的液位深入等參數；遠傳負壓表用來檢測射流泵排真空時真空度是否達到設定值；遠傳正壓表用來檢測水泵出口的壓力是否達到設定值；傳感器采用4~20mA或0~10V的連續直流信号。
數字電(diàn)流表、電(diàn)壓表顯示控制電(diàn)路的工(gōng)作狀态和參數。
PLC通過通訊接口和通訊協議，與光端機、以太網交換機進行通訊，通過高速環形礦用光纖将系統工(gōng)作狀态與運行參數傳至地面中(zhōng)心主機，完成各項數據的動态顯示；同時操作人員(yuán)也可利用地面中(zhōng)心站将操作指令傳至井下(xià)交換機，控制水泵運行。地面生(shēng)産調度監控中(zhōng)心主機，與全礦井生(shēng)産監控系統可通過以太網聯網，管理人員(yuán)在地面即可掌握井下(xià)主排水系統設備的所有檢測數據及工(gōng)作狀态，監測監控主機均可動态顯示主排水系統運行的模拟圖、運行參數圖表，記錄系統運行和故障數據，并實現就地和網絡報警。
系統實現：
1、當在發生(shēng)險情時對水位進行可靠的遠程控制，同時還可近控及根據實際的水位情況自動控制。
2、在自動控制時，PLC自動化控制系統根據水倉水位的高低、井下(xià)用電(diàn)負荷的高、低峰和供電(diàn)部門所規定的平段、谷段、峰段供電(diàn)電(diàn)價時間段等因素，建立數學模型合理調度水泵，根據實際情況先後開(kāi)啓水泵、或者同時開(kāi)啓多台水泵，并且做到出現險情時作到及時報警。
本系統所安裝的水位傳感器爲投入式模拟量信号輸出的高精度傳感器，PLC将接受到的模拟量水位信号分(fēn)成若幹個水位段，計算出單位時間内不同水位段水位的上升速率，從而判斷礦井的湧水量，同時檢測井下(xià)供電(diàn)電(diàn)流值，計算用電(diàn)負荷率，根據礦井湧水量和用電(diàn)負荷，控制在用電(diàn)低峰和一(yī)天中(zhōng)電(diàn)價低時開(kāi)啓水泵，用電(diàn)高峰和電(diàn)價高時停止水泵運行，以達到避峰填谷及節能的目的。
3、由于射流泵、主排水泵及相關設備控制開(kāi)關均采用電(diàn)動分(fēn)、合閘開(kāi)關，方便對所有系統部分(fēn)進行電(diàn)氣控制。
4、每個泵房的水泵分(fēn)别控制，獨立運行。每台水泵均裝有真空表、壓力表，電(diàn)動機設有電(diàn)壓表、電(diàn)流表、電(diàn)機定子和軸承溫度傳感器。對實時數據及時檢測、上報、處理和報警。
5、自動輪換工(gōng)作
爲了預防因備用泵及其電(diàn)氣設備或者備用管路長期不用而使電(diàn)機和電(diàn)氣設備受潮或其他故障未及時發現，工(gōng)作泵出現緊急故障需投入備用泵時，而不能及時投入以至影響礦井穩定，本系統設計了多台泵自動輪換工(gōng)作控制，控制程序将水泵啓停次數及運行時間和管路使用次數及流量等參數自動記錄并累計，系統根據這些運行參數按一(yī)定順序自動啓停水泵和相應管路，使各水泵及其管路的使用率分(fēn)布均勻。當某台泵或所屬閥門故障，某趟管路漏水時，系統自動發出聲光報警，記錄事故，同時将故障泵或管路自動退出輪換工(gōng)作，其餘各泵和管路繼續按既有順序自動輪換工(gōng)作，以達到有故障早發現、早處理，以免影響礦井可靠生(shēng)産的目的。
6、保證能實現在特殊時期，在出現險情的關鍵時刻操作人員(yuán)撤離(lí)現場後，能夠在遠方通過上位機對整個系統進行控制。保證礦井供電(diàn)排水系統的正常運行，及時排除險情，大(dà)程度地保障礦山穩定。
7、井下(xià)泵房相關高、低壓控制設備的電(diàn)壓值，水壓顯示，水井中(zhōng)控制閘閥的關閉，射流泵、主排水泵的開(kāi)、停閘閥關閉，高、低水位顯示與報警射流泵、主排水泵工(gōng)作時的額定電(diàn)壓值、電(diàn)流值、真空表、壓力表顯示值、水泵電(diàn)機的軸承、繞組溫度值、排水能力等相關數據，各種傳感器、儀表檢測數據全部通過編程控制系統進行程序化，信息化後利用光纜傳入地面監控室，由上位機進行顯示、控制，從而實現遠程控制。
8、上位機界面能夠完整的顯示系統各個部分(fēn)的工(gōng)作狀态，系統通過圖形顯示水泵、真空泵、電(diàn)磁閥的運行狀态，采用改變圖形顔色和閃爍功能進行事故報警。直觀地顯示電(diàn)磁閥和電(diàn)動閥的開(kāi)閉位置，實時顯示水泵抽真空情況和壓力值。
用圖形填充及趨勢圖、棒狀圖和數字形式準确實時地顯示水倉水位，并在啓停水泵的水位段發出預警信号和低段、超低段、高段、高段水位分(fēn)段報警，用不同音響形式提醒工(gōng)作人員(yuán)注意。
9、系統設就地/自動/遠控選擇功能，所以操作系統、電(diàn)動閥門控制、射流管路均具有手動/自動雙功能，保證系統可靠操作運行。真空泵與射流泵并聯，當該系統故障時，能及時恢複到原來的排水系統。
10、系統設檢修閉鎖功能。
雙環工(gōng)業以太網介紹：
在光纖通訊網絡中(zhōng)如果現場需要主機控制多個節點就需要各種鏈型網絡光端機、星型網絡光端機。不過本系統采用的是一(yī)種性能更爲可靠的多節點光纖通訊産品——雙環光端機！
在多節點的網絡中(zhōng)，每台光端機電(diàn)接口挂一(yī)個RS-232或者RS-485/422設備，而雙環的概念就是通過光端機上的2個獨立光口串接成2個光纖環路，環路自診自愈，當一(yī)個環路故障時，另一(yī)環路可即時替換，各從站故障、掉電(diàn)、斷纖時自動切除，故障恢複後自動投入；
雙環光端機特點：
光纖鏈路故障時，各從站故障、掉電(diàn)、斷纖時自動切除，故障恢複後自動投入；各異步數據通道故障自診、自動剔除，故障恢複後自動投入。
對于單環、鏈狀網絡結構，我(wǒ)們可以理解爲因故障而啓動自愈功能的雙纖自愈環，因此這類網絡結構的可靠性大(dà)大(dà)低于雙纖自愈環。
雙環自愈光端機信号流向原理圖：
4個光端機分(fēn)别擺放(fàng)在4個不同的地方，紅線表示TXB流向RXA的這一(yī)順時針的閉合光路，箭頭表示信号流向，藍(lán)線表示由TXA流向RXB的這一(yī)逆時針的閉合光路，總之信号總是TXB到RXA；TXA到RXB，兩條光路的信号流向要相反！具體(tǐ)現場走線還需要通過分(fēn)析光端機的數量，擺放(fàng)位置和信号流向來具體(tǐ)施工(gōng)。
雙環自愈光端機組成鏈型網路時信号流向示意圖：
