排水泵配套集控系统设计方案.docx

****煤业有限公司
水泵房集控系统

设
计
方
案

电光防爆科技（上海）有限公司

目录
概述 2
一、****煤业有限公司主排水监控系统概述 3
二、系统总体设计 4
2.1 系统设计主要依据 4
2.2 系统设计目标 5
三、主排水泵集控系统结构 6
四、配电系统设计 8
4.1、一拖二系统 9
4.2、一拖三系统 9
4.3、工作方式 10
4.4、软起动流程： 10
4.5、软起动装置主要组成部分： 11
4.6 QJGR—250/6型隔爆中压软起动器 11
五、集控系统 21
5.1系统实施 21
5.1.1系统监测信号 21
5.1.2系统控制的信号 21
5.1.3现场实施 22
5.2系统功能 22
5.3 KXJ1-100/127矿用隔爆兼本安型可编程控制器 25
六、相关系统简介 26
七、设备材料清单 28
八、技术支持与服务 29
8.1 安装服务 30
8.2 保质期内服务 30
8.3 保质期后的服务 31
九、验收方法及标准 32
9.1 遵循标准 32
9.2 货到现场检验 32
9.3 系统终验 33
十、培训 33
十一、场地及环境要求 34

概述
煤炭行业是我国的支柱产业随着煤炭行业高产高效的发展，矿井安全问题已成为制约煤炭生产的关键因素井下涌水是危及矿井安全的重要因素一旦发生井下透水事故，不仅影响井下生产，甚至会使矿井淹没，危及生产工人生命井下水泵房排水系统担负着整个矿井积水排除的任务，其安全可靠性直接影响矿井生产的效率和安全目前。
我国大多矿井水泵房仍然普遍使用传统的人工操作排水系统这种排水系统由于自动化程度低，应急能力差，还做不到根据 水位或其它参数自动开停水泵，这将严重影响井下主排水泵房的管理水平和经济效益的提高。存在很大的安全隐患随着我国煤炭行业的发展，井下排水系统自动化已成为亟待解决的问题 。
从****煤业有限公司自动化生产实际出发，针对现有排水系统存在的弊病，结合现代工业技术和控制理论，开发适于煤矿井下使用的自动排水系统利用工业专用可编程控制器PLC和液位检测装置，组成自动监控系统，根据水仓水位变化情况，实现自动排水。
井下自动排水系统解决了井下排水系统自动控制的难题，利用现代最优控制理论，分析矿井涌水情况和用电情况，建立了排水系统的离散数学模型根据最优性原理，用动态规划法，对排水系统进行分段决策控制，并提出通过递推算法对数学模型进行求解，得出获取最优控制策略的一般方法。
井下自动排水系统具有以下特点水位实时在线检测与显示水泵自动启动与停止多台水泵实行“轮班工作制”，提高水泵使用寿命根据涌水量大小和用电“避峰就谷”原则，自动控制投入运行的水泵台数与矿井监控系统联网，便于集中控制。
一、****煤业有限公司主排水监控系统概述
****煤业有限公司矿井按现代化矿井建设，全矿建立综合自动化控制系统，要求矿井各主要生产环节都将实现计算机控制，井下主排水泵房作为重要的生产部门，拟建设成无人值班机房，要求泵房电控系统实现自动控制，并可以遥控，作为保证安全生产的必要条件，因此煤矿需装备“矿井主排水配套集控系统”。
****煤业有限公司作为现代化矿井，井下涌水量较大，水泵房设计安装了5台型号为D450-60*8的矿用潜水泵，配套电机功率为900KW、电压为6KV，电源引自井下变电所。防爆电动闸阀共7个，每台泵3个。电光防爆电气有限公司对5台主排水泵及其附属的抽真空系统与管道电动阀门等装置实施了PLC自动控制及运行参数自动检测， 动态显示，并将数据传送到地面生产调度中心，进行实时监测及报警显示。
　　系统通过检测水仓水位和其它参数，控制水泵轮流工作与适时启动备用泵，合理调度5台水泵运行。系统通过就地显示控制箱以图形、图像、数据、文字等方式，直观、形象、实时地 反映系统工作状态以及水仓水位、电机工作电流、电机温度、轴承温度、2趟排水管流量等 参数，并通过通讯模块与综合监测监控主机实现数据交换，系统监控主机可同时监测监控系统运行。该系统具有运行可靠、操作方便 、自动化程度高等特点，并可节省水泵的运行费用。
二、系统总体设计
2.1 系统设计主要依据
《煤矿安全规程》
《智能调度室装备规范》
《爆炸性环境用防爆电气设备本质安全型电路和电气设备要求》GB3836.4-2000
《爆炸性环境用防爆电气设备通用要求》GB3836.1-2000
《矿用一般型电气设备》GB12173-90
《煤矿通信、检测、控制用电工电子产品通用技术要求》MT209-90
《企业供配电系统节能监测方法》GB/T16664-1996
《通用用电设备配电设计规范》GB50055-93
《矿山电力设计规范》GB50070-94
等……
2.2 系统设计目标
项目建设的总方针是立足信息化大前提，保证系统的先进性、安全性、可靠性，安装、使用和维护方便简单，将****煤业有限公司主排水泵配套集控系统建设成为技术先进、稳定可靠、利用率高的煤矿排水监控系统，为矿井安全、高效、节能生产做好基础。
系统设计目标如下：
u 将PLC控制系统、计算机网络通信技术和排水控制系统结合，实现以“集中控制为主，远程监测为辅”的控制模式，保证系统技术方面的先进性。
u 保证自动排水系统运行的连续性和可靠性，系统连续可靠运转时间达到360天/年以上。
u 系统立足建设无人值守泵房的总目标，同时提高节能效率和管理水平，减少操作人员和工人的劳动强度，为今后矿井生产综合自动化打下良好基础。
u 实现地面对主排水系统设备的多点位信息传输和集中监测监控。具有在线监测、分析及完善的保护和报警功能。
u 调度监测中心计算机可以对排水系统的运行管理、事故跟踪与处理、打印各种运转日志报表。
u 采用国际流行的组态软件，动态画面美观，修改灵活，数据保存时间长。历史数据可以长期保存（3~5年）。
u 排水系统自身具备标准的以太网接口，提供标准TCP/IP协议数据。系统采用B/S结构，运行的主要参数可以通过局-矿信息局域网络，在矿调度室浏览。
三、主排水泵集控系统结构
根据****煤业有限公司的综合自动化规划及水泵房自动排水系统规划，本控制系统采用1套现场监控主站，现场监控主站PLC采用西门子S7 300系列。现场监控主站对5台主排水泵、真空泵及配套7台电闸阀监测、显示、控制，并将其通过工业以太网传送至矿井调度室。
本次为****煤业有限公司设计的主排水泵集控系统硬件通讯部分依托光纤工业以太网，除能完成水泵的单机控制外，还可通过工业以太网传输接口模块与设置在中央变电所的网络交换机连接，由井上调度中心监控所有排水泵等被控设备。监控系统上位控制主机使用网络平台将主排水系统及配套设备的状态信息和实时数据传送给调度室监控主机。调度监控主机使用组态软件实时动态显示主排水系统及配套设备运行状态和详细参数。
PLC通过通讯接口和通讯协议，与触摸屏进行全双工通讯，将水泵机组的工作状态与运行参 数传至触摸屏，完成各数据的动态显示；同时，操作人员也可利用监控主机或就地显示控制箱将操作指令传至PL C，控制水泵运行。PLC同时将水泵机组的运行状态与参数经安全生产监测系统分站传至地面生产调度监控中心主机，与全矿井安全生产监控系统联网，管理人员在地面即可掌握井下主 排水系统设备的所有检测数据及工作状态，又可根据自动化控制信息，实现井下主排水系统 的遥测、遥控，并为矿领导提供生产决策信息。就地显示控制箱与监测监控主机均可动态显示主排水系统运行的模拟图、运行参数图表，记录系统运行和故障数据，并显示故障点以提醒操作人员注意。
系统网络通信结构如下：

****煤业有限公司用主排水配套集控系统网络通信结构

自动排水控制系统结构

排水系统组成
四、配电系统设计
根据矿上实际情况及要求：五台水泵，实现二拖五的软启方法，我公司为此设计如下：
一拖二加一拖三软启组成五台水泵供电系统。
4.1、一拖二系统
主路设备：高压电磁起动器4台（1~6），软起动装置一台（内置真空接触器CJ1）。如下图所示：
其中1、2号起动器带有保护功能，当对应电机软起动过程结束后，相应起动器闭合，对应电机处于正常工作状态；4、5号开关由软起动装置提供AC220V控制电压，在软起动相应电机时闭合，软起动过程结束后分断，并且不具有保护功能，软起动过程中的保护功能由软起动装置本身提供。
各开关与软起动装置容量的选择根据所带电机负载及工作制来确定。

4.2、一拖三系统
主路设备：6KV高压电磁起动器6台（1~6），6KV软起动器一台（内置真空接触器CJ1）。如下图所示：
其中1、2、3号起动器带有保护功能，当对应电机软起动过程结束后，相应起动器闭合，对应电机处于正常工作状态；4、5、6号开关由软起动装置提供AC220V控制电压，在软起动相应电机时闭合，软起动过程结束后分断，并且不具有保护功能，软起动过程中的保护功能由软起动装置本身提供。
各开关与软起动装置容量的选择根据所带电机负载及工作制来确定。

4.3、工作方式
包括：
远控、近控；
分别起动、顺序起动；
软起动、硬起动

4.4、软起动流程：
以A电机软起动过程为例，当符合相应起动条件时（如按下远、近控起动按钮）→PLC输出控制软起动器内置真空接触器CJ1（以下简称CJ1） 吸合→开关4吸合→对软起动装置发送软起动信号→A电机软起动过程开始→软起动装置旁路继电器动作→PLC输出控制开关1吸合→对软起动器发送停止信号→复位CJ1和开关4→3秒等待时间（软起动在停车3秒内不响应起动命令）→下一回路软起动等待时间→下一回路软起动重复上述过程。
4.5、软起动装置主要组成部分：
软起动器机芯（采用以色列SOLCON高压软起动本体），西门子PLC（S7-200 CPU226 CN），组态工控机（NTOUCH彩屏全中文显示），真空接触器，控制回路变压器。
操作按钮：软起动装置6个参数按整定钮，工控机操作6个按钮，急停按钮，软、硬起动转换开关，远控近控钮子开关（腔体内），分别、顺序起动转换开关。
4.6 QJGR—250/6型隔爆中压软起动器
1．控制特性
QJGR中压软起动器能降低电机的起动电流，提供平滑、无极的电机加速和减速，从而极大的减少了电机起动时造成的电流冲击和机械冲击，其采取电流闭环控制，自动检测电机电流，可根据现场要求，预制不同的起动参数，实现最优化的起动。
QJGR中压软起动器的电压斜坡控制、电流斜坡控制（限流起动）、初始电压控制、脉冲起动、起动控制曲线（泵控曲线）、双调节起动特性描述如下：
软起动器能降低电机的起动电流，提供平滑、无极的电机加速和减速，从而极大的减少了电机起动和停止时造成的电流冲击和机械冲击，其采取电流闭环控制，自动检测电机电流，可根据现场要求，预制不同的起动参数，实现最优化的起动。
软起动器的电压斜坡控制、电流斜坡控制（限流起动）、初始电压控制、脉冲起动、起动控制曲线（泵控曲线）、双调节起动特性描述如下：
a) 软起动器具有电压斜坡控制，能使电机电压慢斜坡升至全压。下图2为电压斜坡控制曲线。

图2：电压斜坡曲线
b) 软起动器起动电流限制决定电动机起动期间的最大电流。调整范围为100 - 400 % Ie (可以扩展为100-700 %Ie)。下图3为电流限制起动曲线。

图3：电流斜坡（电流限制）起动曲线
c) 初始电压决定电动机的初始起动转矩(转矩与电压的平方成正比)。调整范围为10 - 50 % Un (可以扩展为5-85 % Un)。提供足够大的初始电压，就能提供足够大的起动转距，保证风机的正常起动。
d) 提供多条起动、制动曲线（泵控曲线）供选择
软起动器非常适用于水泵、风机、压缩机等泵类负载的起动和停止，提供4 条泵控起动（制动）曲线（见图4和图5中曲线0、1、2＆3）和1条转距控制曲线（见图4和图5中曲线Torque）供选择。
曲线0: 标准曲线(缺省)，为最稳定、最合适的电动机起动、停止曲线。
曲线1、2、3: 在加速期间，在达到峰值扭矩之前，控制程序将自动控制电压斜坡上升或降低，降低峰值扭矩。
曲线Torqre: 转矩控制曲线

图4：起动曲线
e) 软起动器具有双调节功能，即能存储2套起动参数，可在外部控制该参数的调用。
Voltage
Time
Standard
Dual Adjust

图5：双调节
f) 具备脉冲起动(突跳起动)功能，可用于起动高磨擦，短时要求较高起动转矩的负载。脉冲初始电流设置为70-700 % Ie，脉冲起动时间设置为0-10 秒。由于脉冲初始值采用电流设置，将能比设置电压（如90％Un）获得更大的起动转距，而且精度更高了。
2．电压采样
使用电子式电压互感器（EPT）进行6KV电压测量，该技术通过光纤来完成传输和隔离，提高系统安全性和可靠性，保证电压测量值的精度，保证电信号转换和数据传输的准确与快速。由于测量到的电压信号参与到软起动器内部控制，该电压信号的精度及数据传输速度及可靠性对软起动器的控制起到非常非常重要的作用。那些采用传统的分压电阻或电压互感器（PT）采样方式，将无法做到高、低压完全隔离，如果分压电阻出现问题或PT二次短路，可能导致高电压侵入低压控制系统，严重危及人员和设备安全，而且其采样值的精度、传输速度均不及EPT。

图6：EPT电压采样
3．低压电机测试功能
为避免调试高压电机过程中一些人为的误操作引起意外事故，
软起动器具备低电压机进行预调试功能。该调试功能使用一个低压电来进行软起动所有功能的模拟测试，测试时无须专用测试工具和设备；由于产品设计合理，测试和维护方法简单易学，用户经过简单培训后，就可以掌握测试及部件更换维修的方法，这给用户以后的维护和检修工作带来很大方便；产品超过保修期后，在没有特殊情况时，不需要厂家到现场服务，大大减少了用户的维修使用成本。
4．光纤集中控制
软起动装置内部控制信号采用光纤通讯，而且是采取光纤集中控制方式，控制单元只需要一根光纤就能控制每相功能单元。相比那些需要用多根光纤控制的软起动器，可靠性大为提高，而且大大提高了系统抗电磁干扰能力。
5．模块化设计
软起动器为模块化设计，功率单元能方便的从安装板上移出，进行检修或更换，平均无障碍时间MTBF大于75000小时，平均修复时间MTTR小于4小时。
软起动器功率元件为固态晶闸管，功率损耗极小，当电动机起动完成后切换到旁路运行，功率元件退出。
6．人机界面
操作显示面板为LCD显示包括中文、英文等4种语言可供选择，能显示软起动器运作状态、运作参数（包括电流、电压）、故障报警等，可进行起、停、保护等参数的设定。面板上还有8个LED指示灯，分别显示软起动器的控制电源状态、起动状态、运行状态、软停状态、停止状态、测试状态、双调节状态和故障状态，同时可以储存故障信息。

图7：软起动器操作面板
7．软起动器内的数据存储器能保持设置的参数、操作状态等，即使掉也不失去。
8．软起动器配置主路接触器，选择高压真空接触器，该真空接触器的容量满足起动的要求。
9．软起动器具备击穿电压、瞬间过电压，对地及相间工频25KV/1min，雷电冲击60KV，TVS瞬时过电压吸收保护。
10．软起动器上设置有本地/远程转换开关，可实现本地和远程控制功能切换。
11．软起动器控制回路能接入多路开关量输入点：起动、停止和急停控制，复位及联锁停机信号等。软起动器还能输出多路开关量：运行信号、故障信号、旁路位置信号等，能将跳闸信号输出进线断路器跳闸。所有开关量输入、输出信号都经过端子外引，输入输出接口见下表2。
表2：软起动器输入，输出端子接口表
序
号
TB2
端子
标号
型式
功能
说明
备注
1
5-6
EXTERNAL
EMERGENCY STOP
输入
软起动器紧急
停车输入
常闭点，220VAC/5A
从DCS或操作台来
2
14-
15-16
REMOTE CONTROL
CONTACT
输入

软起动器起停控制
常开保持点（或常开加常闭脉动点），220VAC/5A
从DCS或操作台来

EXTERNAL MOTOR
PROTECTION TRIP
CONTACT
输入

外部保护信号输入
常闭点，220VAC/5A
从外部保护装置来

IMMEDIATE RELAY
AUXILIARY CONTACT
输出
软起动器运作状态输出
常开（或常闭）点，220VAC/5A
送至监控装置

FAULT RELAY
AUXILIARY CONTACT
输出
软起动器故障状态输出
常开（或常闭）点，220VAC/5A
送至监控装置

DOOR SWITCH
AUXILIARY CONTACT
输出
软起动器门限位开关状态输出
常开（或常闭）点，220VAC/5A
送至监控装置

REMOTE RELAT
AUXILIARY CONTACT
输出
软起动器本地/远程状态输出
常开（或常闭）点，220VAC/5A
送至监控装置

LINE CONTACTOR
（RC1）AUXILIARY CONTACT
输出
软起动器网侧接触器状态输出
常开（或常闭）点，220VAC/5A
送至监控装置

BY-PASS CONTACTOR
（C2）AUXILIARY CONTACT
输出
软起动器旁路接触器状态输出
常开（或常闭）点，220VAC/5A
送至监控装置
注：该表仅供参考，实际接线以正式图纸为准。
12．本设备具备多种电动机起动保护，包括：过流/欠流、欠压/过压、缺相、反相、不平衡电波、接地、晶闸管短路、软起动器超温、电机过载、电机堵转、起动次数过多、起动超时等保护项目。软起动器详细保护如下表所示：
表3：软起动器保护功能说明表
名称/说明
调整范围
启用保护

起动时
停车时
起动次数太多：
在一个较短的时间内，防止过多起动
-1小时允许起动次数：1-10（可调）
-起动周次：1-60分钟（可调）
-禁止起动时间：1-60分钟（可调）（起动太多次数后）
＋
－
起动时间太长：
为防止停滞情况，如果电流在设定时间内没有降低到调整值以下。将关闭起动器

-调整时间：1-90秒（可调）
＋
－
过电流保护：
当电流超过850%IFLA时，在不到一个循环时间内（0。01秒），将脱扣起动器。
（“中间继电器”置为为“安全销”）如果电流在设定延迟时间内超出设置水平，将制动电动机（没有脱扣）
-脱扣电流200-850%电动机FLA（850%电动机FLA起动期内）：
-安全销延迟0。5-5秒（可挑）（850%电动机FLA时没有延迟）
＋
＋
电动机过载：
当运行指示灯亮时，反时限电子过载，O/L电路包括一个温度存储存器，可以计算热量与电动机耗散之差。
当寄存器满时起动器脱扣。在电动机停止15分钟后温度寄存器复位。
-电动机FLA在75-150%之间（可调），
工厂设置为115%-500%FLA时的脱扣时间可调整为1-10秒可以选择脱扣曲线
－
－
欠流：
如果电流在所选延迟时间后低于U/C脱扣水平，将脱扣起动器。
电流不足时，在预定时间周期后，可以预设自动重新起动，以重新检查电流不足状态。应用：水泵空转、传送带或齿轮损坏、风机空气入口关闭
-脱扣电流20-90%IFLA（可调）
-脱扣延迟2-40秒（可调）
－
－
欠压/失电压：
如果电压在所选延迟时间后低于U/V脱扣水平，将脱扣起动器。使用可编程自动预设。
-脱扣电平：60到-90%UN（可调）
-脱扣延迟：1-10秒（可调）
电压降为0时，起动器将立即脱扣。
＋
＋
过电压:
如果电压在所选延迟时间后升高到O/V脱扣水平以上，将脱扣起动器。
-脱扣电平：110-125%（可调）
-脱扣延迟：1-10秒（可调）
＋
＋
断相：
当一个或俩个断路超过1秒时，将脱扣起动器。
使用可编程自动预设
＋
＋
错误连接/SCR击穿：
如果发生以下情况，起动器跳闸
-电动机没有正确连接到起动器负载端子上
-发现电动机线圈内部断线
-一个或多个SCR击穿
-光纤导线插入不正确
＋
＋
外部故障1&2:
俩个NO触点的输入当任何一个触点闭合时，起动器都将在2秒钟后跳闸
＋
＋
电流不平衡:
起动信号发出后，如果电流不平衡超过预设”UNBALANCE TRIP”值以上”UNBALANCE DLY”，将脱扣起动器。
范围:10到100%延迟:1-60秒(可调)
＋
＋
接地故障电流:
起动信号发出后，如果接地电流超过预设
“GND FAULT TRIP”值以上
“GND FAULT DLY”将脱扣起动器。
范围:10到100%。延迟:1-60秒(可调)
＋
＋
电源接通但不起动:
检查电源电压连接，如果电源连接到HRVS-DN上超过30秒，没有起动信号，将脱扣网侧接触器断开，并发故障信号。
＋
－
旁路打开:
如果旁路接触器在”起动结束”后没有闭合，将向故障继电器发出关闭网侧接触器信号。(断开网侧接触器)
－
－
注:+表示投入，-表示退出
13.软起动器具有RS485通讯接口，通讯协议为MODBUS RTU。能在后台实现电机参数设置，数据读取和复位操作。
14.软起动器结构
a)软起动器为一体化设计，用户只需要接入输入，输出高压电力电缆和控制电缆，便可投入运行。所有设备在出厂前都运行整体设计，并出具测试报告。
b)二次回路控制用铜芯导线全部使用线鼻子连接，线鼻子均镀锡，其接线端子都有明显线号标记，线号与二次接线图一致。
c)壳体进线方式为电缆侧出，采取高压电力电缆连接。
d)软起动装置能保证安全地进行:正常运行、检查和维护，引出电缆的接地，引出电缆或其他设备的绝缘实验，安装后的相序校核。
五、集控系统
5.1系统实施
5.1.1系统监测信号
模拟量检测的数据主要有：水仓水位、电机工作电流、电机工作电压、水泵轴温、电机温度、2趟排水管流量；
数字量检测的数据主要有：水泵高压启动柜真空断路器状态、电动阀的工作状态与开关位置、真空泵工作状态、电磁阀状态、水泵吸水管真空度及水泵出水口压力、系统集控/就地/检修/工作模式。
数据自动采集主要由PLC实现，PLC模拟量输入模块通过传感器连续检测水仓水位，将水位变 化信号进行转换处理，计算出单位时间内不同水位段水位的上升速率，从而判断矿井的涌水量，控制排水泵的启停。电机电流、水泵轴温、电机温度、排水管流量等传感器与变送器，主要用于监测水泵、电机的运行状况，超限报警，以避免水泵和电机损坏。
5.1.2系统控制的信号
系统可以控制主电机的开停，真空泵开停，并控制电动闸阀的打开与闭合。
PLC的数字量输 入模块将各种开关量信号采集到PLC中作为逻辑处理的条件和依据，控制排水泵的启停。同时检测井下供电电流值，计算用电负荷率，根据矿井涌水量和用电负荷，控制在用电低峰和一天中电价最低时开启水泵，用电高峰和电价高 时停止水泵运行，以达到避峰填谷及节能的目的。
5.1.3现场实施
控制系统中有7个电动闸阀和真空泵的配电控制回路；各台数排水泵及所对应的3台电动闸阀的配电控制回路应相互独立。
变电所内的低压开关，为7台电动闸阀以及真空泵配电、在每台主水泵前放置1台控制箱，控制对应的主水泵以及配套的3台电动闸阀的运行；在真空泵附近放置1台控制箱，控制真空泵的运行。
系统控制柜采用本安型，实现对水泵的自动控制，就地设本安紧停按钮（非自复位）。
在水仓分别设水位传感器，以监测水仓水位。
系统预留水窝排水泵控制和监测接口，可以实现手动排水或PLC实现水窝的自动排水。
5.2系统功能
系统建成后可以实现自动采集、现实水泵的各种运行参数；根据水仓水位、生产工作制及负荷情况控制水泵自动工作。根据监测到的信号判断水泵的工作情况，故障时能及时发出报警信号，并根据工作类型停泵；可自动、手动控制水泵的启停及电动闸阀的开、关及开度。在矿井地面调度监控中心可完成对水泵控制的各种操作。系统能与矿井综合调度系统无缝连接，实现数据的共享。
系统设自动、手动操作控制方式，在自动控制中可实现无人值守全自动运行或在上位机上通过鼠标键盘完成操作，在手动控制中可实现自动控制故障或退出集控时在机房操作箱上操作。
具体表现以下几个方面：
1、自动控制功能
系统根据工况设定，以及时间、水位、煤矿用电负荷等参数自动开启、停止水泵的运转、并能实现泵阀的联锁起动，对运行中的各种参数进行实时控制，通过接口向上传送数据。
1） 地面计算机统计每天矿井的用电负荷情况，确定用电高峰、低谷时间，并将参数传给本系统控制主机机；或在本机上根据统计出的时间进行设定。
2） 根据所监测的水位信号，设定出低水位、高水位和上限水位信号。
3） 每台水泵设置运行、备用和检修三种工作方式，该方式可以在本机上设定或地面主机设定。当水位达到高位或不在高位而 处在用电低谷时间内，将自动启动运行泵。当水位达到高位或不在高位而处在用电高峰时间时自动停泵。当水位到上限水位时，自动”运行泵“及备用泵”，直到水位低于高位时停止“备用泵”只运行“运行泵”，当达到低于或不在高位而 处于用电高峰时间内时自动停泵。
4） 系统可自动或手动选择以实现备用泵的循环启动和停止。
5） 将本机工作方式转为“地面控制”时，各水泵由地面主机控制。
6） 当运行的水泵出现轴承超温、开关柜故障、流量不够时自动停止运行，并提示、报警。
2、手动控制功能
根据实际需要也可以从自动控制方式切换到手动控制方式。系统采用手动操作时，由工作人员根据生产需要以及设备状况操作控制箱上的按钮完成设备的启动、停止。
3、单机自动控制
地面监控主机将工作方式切转到单机自动时，可在地面监控主机上单独控制系统中的各设备。此时各分站仍处于自动状态，当保护信号动作时仍报警停机。
4、就地紧停功能
不论在何种控制方式下，均可在通过紧停按钮来停止运行该设备。
5、现场编程
用户可在现场通过面板上的键盘对系统参数进行修改。
6、组网功能
该分站挂接在中央变电所的网络交换机上，通过交换机与全矿综合自动化系统连接。
7、水泵运行计量/时间/运行统计
在地面控制站上应可分别对每台水泵的运行电耗、工作时间等进行统计，便于管理人员及时掌握每台水泵的工况。
8、图形曲线显示
在地面控制站上应可实时显示各设备运行图。并提供开放式的图形制作软件，用户可随心所欲描绘各种动态图形、静态图形，同时支持多种图形格式，图形画面具有链接功能，可以很方面地切换其它画面显示。可显示实时曲线，可显示年、月、日个时间段的历史曲线和具体数据表。
9、实时报警/报警记录
在现场PLC控制器上可汉字显示各故障信息并报警，在地面控制站上可显示现场单元当前的报警信息以及保存的报警记录。
10、接口
留有以太网、OPC接口，方便后期水泵房控制系统的接入联网。
5.3 KXJ1-100/127矿用隔爆兼本安型可编程控制器
可编程控制器工作环境：
a) 环境温度：0℃～+40℃；
b) 平均相对湿度：不大于95%（25℃）；
c) 大气压力：86kPa～106kPa；
d) 无显著振动和冲击的场合；
e) 无溅水或淋水的场所；
f) 煤矿井下有爆炸性混合物，但无破坏绝缘的腐蚀性气体的场合。
电气性能
额定输入电压：AC660/380/127V（变压器抽头方式输入）；
输入功率：不大于32W
本安开关量输出：10路无源机械接点信号输出，“0”对应接点断开输出，
接点断开(截止)时，输出端之间的漏电阻应≥100KΩ。“1”对应接点闭合输出，接点闭合(导通)时，输出端电压应≤0.5V(灌入交流2mA)。
本安模拟量输入：8路0~20mA电流信号输入，模拟量输入转换误差不大于2%(相对于满量程)；
a）接口数量：1个
b）通信方式：半双工RS485信号，双极性；
c）传输速率：9.6Kbps；
d）信号工作电压峰峰值：2V~12V；
e）信号工作电流峰值：≤70mA；
f） 传输距离：1000m（使用MHYV 1×4（7/0.28mm），MHYV 2×2（7/0.28mm）型电缆）
功能
能提供水泵启动/报警、水泵启动/水泵停止、闸阀开关/闸阀停止、故障/复位的开关量信号输出；当有液位、流量、急停故障信号输入时，可启动报警器的控制信号，并提供故障、水泵停止的信号输出。当有温度故障信号输入时，主机能提供启动报警的控制信号，并提供故障、水泵停止、闸阀开关的信号输出。水泵启动预告时间不小于10s。
具备编程接口，编程方式有梯形图、流程图、功能块、语句表等（在地面无瓦斯环境下编程）。
六、相关系统简介
6.1、北皂煤矿主排水系统
2009年3月海域-350中央变电所和泵房的控制部分通过井下以太环网+现场总线集成到地面监控中心，实现远程控制和无人值守。
由于变电所高压开关柜增设的微机保护装置，已经与泵房的PLC系统通过Profibus DP集成，且泵房的PLC系统具有工业以太网接口，直接将该PLC通过分站接入井下工业以太网交换机,并在地面监控中心建立控制子系统，分别实现对变电所、泵房的远程控制。系统运行主界面如下图所示：

6.2新疆神华天电宽沟煤矿主排水监控系统
2008年11月我公司承建的宽沟煤矿井下主排水监控系统投入运行，系统能够依据水仓的液位数据实现对井下3台水泵的远程自动控制。系统运行主界面如下图所示：

系统运行主界面

七、设备材料清单
一、一 水平主泵房设备
序号
型号
名称
数量
单位
生产产家
1
软启动
QJGR-250/6
2
台
电光防爆
2
高压电磁起动器
QJGZ-250/6
7
台
电光防爆
3
KXJ1-100/127
矿用隔爆兼本质安全型控制箱
1
台
电光防爆
4
KXHZ
就地控制箱
5
台
电光防爆
5
KHX1
声光语音信号箱
1
台
电光防爆
6
LCZ-803
流量计
2
个
唐山大方
7
BWD150
温度变送器
15
个
上海煤科实业
8
GYD10
压力变送器
5
个
鼎鑫仪器
9
GYD1
真空压力变送器
5
个
鼎鑫仪器
10
GUY10
液位传感器
2
个
淄博雍利安
11
电动装置控制箱
KXBC-15/660 DZ（控制电动闸阀）
7
套
常州兰陵

12
电动闸阀
MZ941H系列闸阀
管径φ213
7
台
常州兰陵

13
DFH20/7
射流管电动球阀
10
个
邹城金科机械

二、通讯设备
1
控制电缆（带屏蔽）
MYQ 4×1.0
2
KM
扬州中能
2
信号电缆
MHYVP 1×7×7/0.43
1
KM
扬州中能
3
信号电缆信号电缆
MHYVP 1×4×7/0.37
1.5
KM
扬州中能
4
本安接线盒
JHH型四通接线盒
30
个
上海博软
5
专用工具
与主排水泵配套
1
套

三、控制室设备
1
研华主流工控机
监控工作站
1
个
研华
2
LG
19″液晶显示器
1
个
LG
3
组态软件
力控6.0
1
套
力控
4
应用软件设计
水泵控制系统（现场开发）
1
套
电光防爆
6
传输接口
DJJ254
1
个
电光防爆
7
山特 2KVA
在线式UPS电源
1
台
山特公司
8
HP A4跗面
激光打印机
1
台
惠普

四、安装与施工
1
安装施工费用

五、合计费用

八、技术支持与服务
系统的技术支持、安装调试、售后服务由电光防爆电气有限公司全面承担。
电光防爆电气有限公司是综合性开发、生产单位，是集科研开发、生产经营、工程安装为一体的高新技术企业。在煤矿自动化、信息化领域，大屏幕领域有着丰富的工程经验，公司数十人的专业工程技术队伍、科学的客户管理体系（CRM），充足的备品备件保证了随时向用户提供快捷专业的服务。
电光防爆电气有限公司获得了的ISO9001（2000版）的质量体系认证证书，从而保证了工程安装、技术支持、售后服务更加规范科学。
8.1 安装服务
电光防爆电气有限公司一向重视工程管理，将工程质量视为企业生存之根本。电光防爆电气有限公司对每一个工程项目都实行全过程的专业化管理。对于每个中标项目，公司将指定一位专职项目经理，他（她）将负责本项目的全过程，其中主要包括：合同谈判、制定工作进度表和工程实施计划书，组织和协调项目工程组的工作、与买方的项目负责人联络、定期向买方口头或书面汇报工程进展情况、商讨解决工程中存在的问题并接受用户的监督、制定工程验收文件和整理、汇总技术文档等。
电光防爆电气有限公司将为项目成立专门的项目工程组，由不少于2名有经验的项目工程师参加。项目工程组负责整个项目的具体实施。其中主要包括：系统的设计与施工；与用户原有系统的连接；软件的编制及界面的优化；与用户原有计算机应用系统的接口连接；与服务器等网络设备的连接以及网络安全措施；各种扩展设备的安装和整体调试等。
8.2 保质期内服务
系统验收后，保质期开始。保质期为12个月，在保质期内系统免费维护。
1．报修方式。电光防爆电气有限公司开设有质量服务热线，用户可以用电话、传真和电子邮件的方式进行保修，无论是保质期内的用户还是保质期外的用户，都可以7*24小时报修，报修响应时间为2小时内给予解决方案。
2．响应时间。在接到用户紧急报修后，电光防爆电气有限公司将立即进行响应，24小时到达现场。
3．硬件设备。由于设备在设计、制造或者质量原因造成的故障，电光防爆电气有限公司负责免费维修，无法维修的，电光防爆电气有限公司将负责免费更换。如果由于用户原因或者其它外部原因造成的损坏，电光防爆电气有限公司将负责维修，只收维修所需要硬件的成本费用和差旅费用，免除服务费。无法维修的，电光防爆电气有限公司负责更换，按照成本收取硬件费用。
4．系统软件。系统所用的通用软件（系指第三方软件），电光防爆电气有限公司将提供原厂家保修和升级条款。系统所用电光防爆电气有限公司开发的专用软件免费升级。
8.3 保质期后的服务
在设备保质期满后，双方可以签订《系统维修服务合同》，根据这个合同，用户可以延长保质期，享受到保质期内的全部服务。对于未签订《系统维修服务合同》的用户，将按照以下条款执行：
1．通用条款。对于响应时间、报修方式和备品备件用户将享受到和保质期内完全一致的服务。
2．硬件设备。硬件设备故障电光防爆电气有限公司将收取维修所需硬件成本费和服务费。
3．软件故障。专用软件故障将由电光防爆电气有限公司免费服务。第三方软件依据原厂家服务条款。
4．软