4、冷却水泵控制盘为自制配线、现有保护:断水(两个点:低压缸、高压缸各1个点)、断油(4个点:注油器、润滑油、高压缸、低压缸各1个点)、压力(一级缸、二级缸)、温度(一级缸、二级缸、风包、油温、冷却水进出水温度)以及部分电气保护(过流、短路、欠压)等,这些保护只报警或动作,不能记忆故障时间和处理结果。
2、利用现有的工业以太网络,提供主控装置标准以太网通讯模块、通讯协议和标准接口等,采用光缆将其接入工业以太环网,经过组态后达到在监控中心可实施所有数据、状态的监测和监控功能,中心控制室能够实时监控现场设备的运行情况。
3、设在压风机房的操作台具备就地集控的功能,并与监控中心的工控机设分级操作功能,以现场为优先级,实现集中管理、分散控制。
高压开关柜内装设过流速断保护、过负荷保护、低电压保护、单相接地保护、失步保护及电容器储能跳闸等保护装置。
由于老式晶闸管励磁装置(可控硅励磁装置)技术性能不完善,特别是智能控制和保护模块等功能不全,一定要进行改造。
改造后的同步电动机可控硅励磁装置主要有励磁变压器、主回路整流桥、励磁综合控制器、继电器单元、检测反馈等6部分所组成,该装置的核心部分采用PLC和模拟量变换器,脉冲功放板及文本显示器等组成,可输入及修改运行的参数,文本显示器能显示参数和故障情况,并有许多功能键供选择使用。改进以后的励磁装置应具有如下性能:
(2)4#、5#压风机励磁柜和高压开关柜相对独立,具有智能综合保护功能,设在4#、5#压风机旁,不具有主控管理功能,只负责现场压风机控制和保护功能;
(3)1#、3#压风机变频调速控制装置,由现场检测装置、执行元件、PLC、变频器和工业控制计算机等组成。除在现场可实现就地控制(就地集控、就地单台控制)外,还具有根据井下用风压力变化自动实现压风机的起、停控制。同时可在监控中心实现异地集控、单台控制。另外各种运行参数于现场和监控中心实现在线监测,具备运行工况参数设置、显示、报表、打印等管理功能,故障信号记忆、报警等提示功能和设备起动、停止、调整等控制功能。
5)1号冷却泵发生故障4s不能自换2号泵时,自动停机、声光报警、自锁,设解锁,自动消音控制;
我矿空压机房安装2台40L空气压缩机,该压缩机由TK250-14/480同步电机拖运,电机功率为250kW,Y接法,功率因素0.9(超前),电压为6kV,电流为29.5A,励磁电压72V,励磁电流130A,转速428/MIN,该系列空气压缩机用同步电动机是专为活塞式压缩机配套。根据空气压缩机的名牌数据和生产负载性质,要求空压机电源由高压控制柜提供,有欠压、过流、断相和接地保护等;励磁电源由励磁控制装置提供,该装置输入电压380V,输出电压直流75V,输出电流200A。
⑥一级缸、二级缸风包油温,冷却水进出水温度、信号标志;4~20mA,RS485
温度检测主要由铂电阻等温度传感器(或选用温度变送器)完成,压力测试主要由扩散硅压力传感器(或选用远传压力表、压力变送器)完成。上述参数的检验测试范围、动作要求和信号显示、打印功能等如下:
按照煤业公司数字化矿井建设规划和《北皂煤矿自动化总体设计》要求,改造后,整个压风机控制管理系统达到自动化监测、监控的目的。
1、现压风房和操作室设主控制装置和集控操作台各一套。主控装置采用西门子S7系列PLC可编程控制器和美国ABB公司变频器组成,实现压风机软起动和自动变频调速功能,集控操作台采用工控机(双机热备),实现数据的采集、处理、显示、报表和上传功能,同时控制和监控设备的运行情况。
4)使用先进的微处理控制技术,所有控制过程均自动处理,面板采用新型薄膜按键,具有完整、直观的信号显示系统。
当检测到某一参数超限或不足或断水时,该保护设施可提供音乐报警,并显示故障相应位置。
北皂煤矿压风机房设在东工广,安装5台两级压缩式空气压缩机。其中1#、2#、3#空压机为20L,4#、5#空压机为40L。目前这5台压风机及其控制管理系统、保护设施等比较落后,不具备集中控制、高效率节约能源、自动保护、智能判断和报警、报表等功能。根据集团公司和煤业公司关于创建一流信息化矿井的要求,我们对上述压风机控制管理系统提出了集中管理、分散控制的具体改造方案,达到控制过程的自动监控和高效节能。
4.5将原进气、排气、放气阀门更换为电动或电磁阀。(放气阀可在现风包安全阀处加一个三通分出,采用2寸阀门)。各阀门压力按照原压风机压力选配;
4.6更换原冷却水泵的控制盘(按双回路380V、装机容量为4X7KW考虑);
该系统主要由3部分所组成,即:(1)冷却水泵控制盘,(2)4#、5#压风机励磁柜和高压开关柜,(3)1#、3#压风机变频调速控制装置。其中:
(1)冷却水泵的控制盘(按双回路380V、装机容量为4X7KW设计)为独立控制部分,不具有主控管理功能,只在现场控制和保护水泵电机的工作;
4.1更换1#、3#压风机控制柜,采用变频调速装置,配备具备自动控制和数据传输功能的智能电气综合保护装置;
4.3更换原压风机各种保护,采用可靠的传感器(压力传感器、温度传感器);
1、1#-3#空压机型号:4L-40/8,电动机型号:JR127-8感应电机,额定功率130kW。其中1#、3#车配有GTJ-380V控制柜,2#车配DFB型软起动柜,这些开关柜不具备监控和数据传输功能。
2、4#-5#空压机型号:5L-40/8,电动机型号:TK250-14/480(同步),额定功率为250KW,配有KGLF-110励磁柜和高压配电盘,这些励磁柜和高压开关柜不具备监控和数据传输功能。
4)冷却水泵和空压机必须联锁。冷却水泵运行时,自动巡检30s,对压力、流量、液位实施检测,确认无误允许开启空压机电源给空压机起动做准备(注:冷却泵巡检30s后,假如慢慢的出现压力、流量、液位中任何一个测控点有故障,冷却泵自动停机,声光报警);
全系统分三步实施,首先完成冷却水泵的控制盘(按双回路380V、装机容量为4X7KW设计)的设计和制作工作,在现场安装调试;其次完成4#、5#压风机励磁柜和高压开关柜的安装调试工作,有智能综合保护功能;最后完成1#、2#、3#压风机实时监控系统的工程改造工作,作到集中管理、分散控制。
可随时打印出正在运行的各空压机温度、压力和冷却水是否断水,当装置检测的某一参数超限或不足或断水时,能自动打印出故障发生的时间及故障参数。
系统采用多种面向对象语言进行编制,实现模块化,结构化。各个功能模块为单独的子程序,互不影响,主程序完成整体功能的循环,子程序完成具体的实现,并保证与以太网的可靠组态。其功能模块划分如下图所示: