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電氣設備的設計和制造符合以下標準

1、IEC標準（國際電工委員會）

2、ISO標準（國際標準化組織）

3、GB3836.1-2000  爆炸性氣體環境用電氣設備 第1部分：通用要求

4、GB3836.2-2000  爆炸性氣體環境用電氣設備 第1部分：隔爆型“d”

5、GB3836.4-2000  爆炸性氣體環境用電氣設備 第1部分：本質安全型“ｉ”

6、GB4942.2 低壓電器外殼防護等級

7、MT209  煤礦通信、檢測、控制用電工電子產品通用技術要求

  8、《煤礦安全規程》（2020版）

基本控制功能

系統功能應有數據自動采集、泵閥自動控制、系統自動控制、動態顯示及故障記錄報警幾個部分組成。

    1、數據自動采集和檢測

數據自動采集和檢測應分為兩類：模擬量數據和數字量數據，通過PLC的模擬量、數字量模塊進行讀取，保證數據的準確性及響應時間。刷新周期不大于1S。

模擬量檢測的數據主要有：電機工作電壓、電機工作電流、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。

數字量檢測的數據主要有：水泵的工作狀態（工作、備用或者檢修狀態）、水泵的起、停狀態、電動閘閥的工作狀態和啟閉位置、射流泵總成***閥的工作狀態和液位開關的狀態。

數據自動采集系統將水位變化信號進行轉換處理、實時檢測、從而判斷礦井的涌水量，根據不同的水位狀態來控制排水泵的啟停。

電機溫度、流量計等傳感器與變送器，主要用于檢測水泵、電機的運行狀況，超限、報警，以避免水泵和電機的損壞。

PLC的數字量輸入模塊將各種開關量信號采集到PLC中作為數據處理的條件和依據，控制水泵的啟停。

    2、泵閥控制

整個系統要求達到設計的預期目的，閥門的控制是關鍵，系統的主控部件采用電動閘閥和射流泵總成。所有閥門可以通過PLC控制箱、水泵綜合自動控制箱進行開關控制。

水泵系統采用射流泵抽真空上水方式起動，啟泵時將自動打開射流泵入水管路閥門，同時打開射流泵真空管路閥門，使泵體內造成必要的真空度，系統接收到負壓傳感器的信號后，同時關閉射流泵真空管路及射流泵入水管路閥門，閥門關閉后將自動起動水泵電機，當水泵出水口達到設定的壓力值，系統接收到正壓傳感器的信號后打開出水管路電動閘閥進行排水。

若電動閘閥打開后一定時間內水泵壓力未達到設定值，系統應會自動停止水泵運行并關閉電動閘閥同時報警。

當水倉水位達到低位時將先自動關閉排水管路電動閘閥，電動閘閥關閉到到位后，停止水泵電機。

    3、自動控制

在水泵綜合自動控制箱處于遠程自動控制狀態時通過自動檢測水倉水位及相關參數，依據水位的動態情況啟停水泵，依據涌水量和排水量增減水泵的數量。合理調度、水泵輪換工作、遠程監控、故障報警、水情預警，可實現節能降耗、減人提效的目的。

在自動運行狀態下，依據水泵使用臺數和水位變化情況可判斷礦井涌水情況，根據涌水量和容水量的相對關系，自動啟、停水泵以及自動判斷啟、停臺數；系統能依據涌水量和容水量避峰填谷、節能運行；系統能根據輪換工作原則，自動實現水泵的輪換運行，避免單臺水泵長期運行導致故障。

    4、動態顯示與畫面監控

系統通過圖形動態顯示水泵、電機、電動閘閥、射流泵總成的運行狀態，采用改變圖形顏色或閃爍功能進行事故報警。直觀顯示電動閥的開閉位置，實時顯示水泵抽真空狀況和壓力值。用趨勢圖或數字形式準確實時地顯示水倉水位，并在啟停水泵的水位段發出預告信號和地段、超低段、高端、超高段水位分段報警。采用趨勢圖或數字形式直觀的顯示各趟管路壓力、水泵軸溫、電機溫度等進行動態顯示。超限報警并自動記錄故障類型、時間等歷史數據，并建立報警顯示頁面，提醒工作人員及時檢測、避免水泵和電機的損壞。

上位計算機監控系統還可通過操作員發送指令控制系統的運行，輸入運行數據，修改控制參數，實現操作人員的控制指令，依據權限位置不同，對響應權限的設備進行控制。操作人員能夠對排水設備進行實時檢測、監視和必要的控制。

    5、通訊接口

PLC系統應預留有RS485通信模塊，便于和智能供電設備或現場級其它智能設備建立連接，達到數據讀取功能。

系統以太網通訊接口與地面上位機之間實現通訊。

整個網絡采用工業自動化領域開放式的以太網標準技術。設備可從現場級一直連接到管理級。實現系統范圍內的通訊，并支持工廠范圍內的工程與組態，直到現場級均支持IT 標準。提高產品的易用性及系統的可維護性。采用實時以太網，通道數據響應小于150毫秒。

備注：此圖名稱不是水泵房的名稱，但是控制系統的外觀就是上圖這種。

6、控制方式

控制系統要求具有地面遠程自動、地面遠程手動、井下自動、井下手動等幾種工作方式。

遠程自動：自動控制下，控制室控制所有設備，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聯鎖程序順序控制水泵及閘閥的開啟。根據吸水井的水位及其他因素，合理調度自動開停水泵及其閥門，在正常水位時，各臺水泵根據設定輪換工作，涌水及突出涌水時，自動投入必要數量的水泵運行。

當水泵出現故障時，能夠及時報警，并能夠自動開啟備用水泵。

根據水泵使用臺數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。

遠程手動：操作工人根據水倉顯示水位，人工手動開停水泵及確定開泵臺數，電機及其閥門的開、停由PLC自動執行，即PLC完成單臺水泵抽真空、啟泵、開電動閥等自動控制，并完成運行停止。

井下自動：操作工人根據水倉顯示水位，通過水泵綜合自動控制箱對單臺水泵進行自動起動。

井下手動：操作工人根據水倉顯示水位，通過水泵綜合自動控制箱對單臺水泵進行手動起動。

    7、工作方式

每臺水泵設置有“工作”、“備用”和“檢修”三種工作方式。

工作方式：指當前水泵在本次水泵操作中，優先被開啟。

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

檢修方式：指當前水泵在本次水泵操作中，不被利用，而是對該水泵進行檢修。

    8、系統保護功能

1）電動機故障保護

由電網系統提供井下水泵高壓開關的參數，利用上位機和PLC實時監測電壓、電流、漏電、超負荷等電氣故障，并進行控制。（此功能依據現場的設備配置而定）

2）水泵啟動保護

水泵在啟動時候，先啟動射流泵或者是真空泵，監測真空管路的壓力，當壓力達到設定值時，啟動水泵電機，同時關閉真空管路閥門，水泵電動閥門打開后，監測排水管內的壓力，當在一定時間內，壓力沒有達到設定值時，系統就會自動停止水泵的運行并發出故障報警信號。

3）超溫保護

水泵在長期運行中，當軸承溫度或者定子溫度超過設定值時，系統就會發出故障報警信號并根據情況停機。

4）電動閘閥保護

當控制閥門開關后，電動閥門會反饋一個狀態信號給PLC,當兩者信號不一致時，系統就會發出告警并在上位機上顯示報警信息。