Требования к автоматизации водоотливных установок

ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К АВТОМАТИЗАЦИИ ВОДООТЛИВНЫХ УСТАНОВОК

АВТОМАТИЗАЦИЯ ВОДООТЛИВНЫХ УСТАНОВОК

ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К АВТОМАТИЗАЦИИ ВОДООТЛИВНЫХ УСТАНОВОК

Обводненность месторождений — один из основных факторов, который ограничивает использование горных машин, ухудшает безопасность и уменьшает производительность труда.

Для откачки воды на горных выработках служат водоотливные установки. По назначению их разделяют на главные и вспомогательные (участковые) установки. Главные насосные установки предназначены для подачи воды из шахты на поверхность, вспомогательные — для подачи воды из отдельных участков шахты к водосборникам главного отлива.

Водоотливные установки должны обеспечивать надежную откачку воды из подземных выработок при возможно меньших эксплуатационных расходах. Автоматически действующая аппаратура, выполняющая операции пуска и контроля насосов вместо машинистов, обеспечивает точность, безошибочность и своевременность этих операций. При этом исключаются случаи холостой работы водоотлива и снижается число аварийных отключений. Тем самым уменьшается расход электроэнергии, увеличиваются межремонтные сроки, снижаются затраты на материалы и запасные части. Это даёт возможность экономить значительные средства.

С учетом опыта эксплуатации установлены основные технические требования, которым должна удовлетворять аппаратура автоматизации водоотливных установок.

1. Автоматическая водоотливная установка должна функционировать без постоянного присутствия обслуживающего персонала.

2. Необходимо предусмотреть два вида управления — автоматическое и ручное. Перевод на ручное управление любого числа насосных агрегатов должен осуществляться без нарушения работы остальных в автоматическом режиме.

3. При достижении водой установленного верхнего уровня автоматически включается первый насосный агрегат. В случаях значительного увеличения притока воды и достижения водой повышенного или аварийного уровня предусматривается автоматическое включение резервных насосов.

4. После откачки воды до заданного нижнего уровня насосные агрегаты автоматически отключаются.

5. С целью уменьшения нагрузки на электрическую сеть схема должна обеспечивать неодновременность пуска электродвигателей насосов.

6. В случае отключения насосного агрегата по технической неисправности необходимо автоматически включить резервный.

7. Специальные блокировки должны исключать включение насосных агрегатов при отсутствии воды в водосборнике и повторное включение насоса до устранения причины, вызвавшей его аварийное отключение.

6. При автоматизации водоотливной установки с центробежным насосом необходимо обеспечить автоматическую заливку насоса перед пуском. Пуск агрегата при незалитом насосе должен быть исключен.

7. При автоматизации водоотливной установки должны быть обеспечены автоматические открывание задвижки при пуске электродвигателя насоса и закрывание задвижки при остановке электродвигателя насоса. Схема автоматизации должна быть снабжена блокировками, исключающими открывание задвижки до пуска насосного агрегата и останов агрегата до момента полного закрывания задвижки.

8. В схеме автоматизации должны быть предусмотрены следующие виды защит, вызывающие аварийный останов насосного агрегата: при снижении или потере подачи насоса, перегреве подшипников, исчезновении напряжения или коротком замыкании (к.з.) в цепях управления.

9. Аппаратура автоматизации должна обеспечивать световую и звуковую сигнализацию о состоянии водоотливной установки, дистанционный контроль и управление водоотливной установкой с пульта диспетчера.

Дата добавления: 2015-09-13 ; просмотров: 36 ; Нарушение авторских прав

Разработка и исследование системы автоматической защиты от кавитации в технологическом процессе водоотлива шахты

Научный руководитель: к.т.н., доц. Неежмаков Сергей Владимирович

Реферат по теме выпускной работы

В последнее время в угольной промышленности наблюдается стремление к освоению более глубоких горизонтов, которое дает толчок к созданию новых и усовершенствованию уже имеющихся машин и механизмов для добычи, транспортировки полезных ископаемых, а также водоотлива и вентиляции.

Шахтный водоотлив является одним из важнейших технологических процессов в шахте, от бесперебойной работы которого зависит безопасность работы в условиях шахты. Также, водоотливные установки являются крупными энергопотребителями.

К шахтным насосным агрегатам и прежде всего работающим в условиях отработки месторождений, опасных по газу и пыли, предъявляются повышенные требования в отношении безопасной эксплуатации и защиты окружающей среды. Эти требования учитываются в конструкциях современных новых и модернизированных насосов [1].

1. Актуальность темы

Эксплуатация стационарных шахтных водоотливных установок включает: управление электронасосными агрегатами – пуск и остановку в зависимости от принятой организации работы и контроль за основными параметрами, определяющими режим работы (давление в патрубках, подачу насоса, напряжение и силу тока, питающими электродвигатель, температуру подшипников, расход воды через разгрузочное устройство), техническое обслуживание, проверку и обеспечение нормального состояния узлов, задвижек, обратных клапанов, пусковой и контролирующей аппаратуры, организации и проведении текущих профилактических ремонтов и установления срока направления насосов на заводы для проведения капитального ремонта.

Такое явление, как кавитация, негативно влияет на насосы и процесс водоотлива в целом. Поэтому борьба с ней является важным аспектом в процессе эксплуатации водоотливных установок.

2. Цель и задачи исследования, планируемые результаты

Целью исследования и разработки является повышение эффективности в работе шахтной главной водоотливной установки путем применения системы автоматизации, которая осуществляет контроль и управление работой водоотливной установки.

Требования к системе автоматизации главной водоотливной установки:

  • заливка водой насоса и всасывающего трубопровода, и автоматический пуск насосного агрегата в зависимости от уровня воды в водосборнике;
  • автоматический останов насосного агрегата в зависимости от уровня воды в водосборнике;
  • автоматическое включение дополнительного насоса при достижении аварийного уровня воды или выхода из строя рабочего насоса;
  • автоматическое совмещение технологических перерывов в работе водоотлива с установленными периодами максимума электрической нагрузки в энергосистеме;
  • контроль заиления предварительного отстойника и автоматическую чистку его гидроэлеваторной установкой;
  • автоматический контроль за величиной активной мощности, которую потребляет приводной электродвигатель насоса;
  • автоматический контроль за величиной коэффициента полезного действия водоотливной установки;
  • автоматический контроль процесса заливки и подачи насоса;
  • автоматический контроль температуры подшипниковых узлов насосов;
  • возможность передачи информации и сигнализации диспетчеру шахты о состоянии и режиме работы насосного агрегата и уровня воды в водосборнике водоотливной станции.

Выполнение системой автоматизации приведенных требований позволит прогнозировать аварийные ситуации и, как следствие, вовремя устранять аварии, путем отключения насосного агрегата и проведения соответствующих ремонтных работ. Так как работы по предотвращению аварийных ситуаций всегда менее трудоемки, чем работы по ликвидации их последствий, то внедрение системы автоматизации позволит сэкономить часть средств на заработной плате и запасных материалах.

3. Анализ водоотлива как объекта автоматизации

Основными функциями системы управления является запуск, остановка и автоматическое регулирование электронасосных агрегатов в зависимости от уровня воды в водосборнике, которые определяют эффективность откачки воды из шахты.

Заданный верхний уровень является импульсом для подготовки и запуска агрегата в работу, нижний – для остановки.

При работе на приток рациональный уровень воды в водосборнике поддерживается неизменным автоматическим регулированием подачи насоса, равным приливу.

3.1 Технологические группы управления

Можно наметить две группы технологических схем: первая — проточную часть основного насоса перед пуском необходимо заполнить жидкостью, вторая – проточная часть основного насоса всегда заполнена жидкостью.

Согласно технологической группе определяется порядок запуска агрегата: в первой группе перед включением электродвигателя основного насоса необходимо с помощью вспомогательных средств заполнить водой его проточную часть и только после окончания заливки включить электродвигатель; во второй группе при подаче сигнала о запуске агрегата сразу следует включить электродвигатель основного насоса. Таким образом, во второй группе технологических схем упрощенное автоматическое управление электронасосным агрегатом.

Наиболее распространенной является схема, при которой насосная установка 5 (рис. 1, а) находится в камере, расположенной выше уровня воды в водосборнике. Вертикальное расстояние от оси насоса до нижнего уровня жидкости должно быть не более допустимой геометрической высоты всасывания. Определяется она суммой высот центра насоса над почвой камеры hn, разницей отметок почвы камеры и нижнего уровня воды hг.к.

Всасывающий трубопровод 6, оборудованный обратным (приемным) клапаном и решеткой. Клапан 8 препятствует вытеканию воды из проточной части основного насоса при заливке, а решетки охраняют от поступления в трубопровод твердых частиц крупностью большей 0,3 – 0,5 ширины выходной щели рабочего колеса.

На нагнетательном трубопроводе оборудуются задвижка и обратный клапан 2. Назначение обратного клапана – сохранять воду в нагнетательном трубопроводе при простое насосов, не допускать обратного движения воды при останове насосов и защищать насос от гидравлического удара при внеплановом останове. Задвижка, обычно управляемая с электро– или гидравлическим приводом, служит для изменения режимов работы агрегата.

Рисунок 1 – Технологические схемы расположения насосов выше уровня воды в водосборнике

В нерабочий период вода через имеющиеся неплотности в подводящем узле протекает и перед пуском проточная часть основного насоса оказывается незаполненной.

Проточная часть насоса и подводящего трубопровода заполняется двумя принципиально различными способами: подачей воды в насос и в подводящий трубопровод с удалением из них воздуха; созданием вакуума в системе, при этом заполнение водой осуществляется под действием атмосферного давления (рис. 1, б).

При первом способе заполнение водой проточной части основного насоса перед его запуском осуществляется по одной из трех схем: погружным электронасосом 7 (см. рис. 1, а), подающим воду в проточную часть основного насоса; водой из нагнетательного става через пропускное устройство 3 в обход обратного клапана и задвижки 2; водой из постоянно заполненного резервуара 1.

Процессом заливки управляют с помощью запорных устройств, находящихся на трубопроводе. Он может осуществляться автоматически, дистанционно или вручную.

В этой системе обязательно наличие на всасывающем трубопроводе обратного клапана 8.

Воздух в процессе заливки удаляется через выпускное устройство 4 (кран, обратный клапан, вантуз).

Порядок запуска следующий: при получении импульса от датчика верхнего уровня автоматически или вручную включается одно из устройств 1, 3 или 7 и насос заполняется водой. Когда заливка заканчивается, что определяется с помощью реле давления или по времени, включается электродвигатель основного насоса и открывается задвижка на нагнетание.

Преимущества первого способа: удобство, простота технического обслуживания, проведение текущих и профилактических ремонтов, монтажа и демонтажа оборудования с применением механизации.

Недостатки: реальная вероятность возникновения кавитации вследствие значительной геометрической высоты всасывания, увеличение сопротивления на входе (клапан, сетка) при возможном загрязнении сетки; снижение надежности заливки и неопределенность времени заполнения через возможность увеличения утечек через обратный клапан 8 при его заклинивании или загрязнении; усложнение организации запуска основного насоса необходимостью заливки перед пуском путем включения вспомогательных средств.

Второй способ заливки осуществляется созданием вакуума в проточной части основного насоса и подводящем трубопроводе. Вакуум создается струйным вакуум-насосом 2 (рис. 1, б) водокольцевым – 3. Максимальный вакуум соответствует допустимой вакуумметрической высоте всасывания. В этой системе нет необходимости в обратном (приемном) клапане и устройстве для выпуска воздуха.

Преимущества второго способа такие же, как и первого, но еще и повышается надежность заливки, снижается вероятность возникновения кавитации из–за отсутствия на трубопроводе обратного подводящего клапана и поступление в насос воздуха в период нормальной работы через устройство 4 (рис. 1, а).

Недостатки: значительное расстояние от уровня воды до оси насоса, что создает вероятность появления кавитации; усложнение организации запуска основного насоса, так как для предыдущей заливки необходимо включать насос 1 (рис. 1, б) для струйного вакуум-насоса или вакуум–насоса 3, что усложняет управление электронасосным агрегатом.

Если допустимая геометрическая высота всасывания меньше, чем необходимая глубина нижнего уровня воды в водосборнике, или отрицательная, то необходимо применять устройства, которые подкачивают – погружные насосы 2 (рис. 1, в). Подкачивающие устройства выполняют функцию заполнения проточной части основного насоса перед пуском.

3.2 Технологический процесс откачки воды

Технологический процесс откачки воды на поверхность шахты характеризуется такими режимами работы главной водоотливной установки [2]:

Режим пуска начинается с постоянного контроля уровня воды в водосборнике. При достижении водой в водосборнике верхнего допустимого уровня необходимо подготовить водоотливную установку к работе. Для этого надо перед включением насосного агрегата осуществить заливку всасывающего трубопровода 4 и насоса 3 водой. Окончание процесса заливки насоса необходимо контролировать. После заливки необходимо включить насосный агрегат 3 на закрытую задвижку 1 в напорном трубопроводе и открыть ее только после набора насосом номинальных оборотов. В этом случае, когда насос запускается на закрытую задвижку, процесс пуска проходит наиболее благоприятно. Если пуск проходит нормально, то насос принимает нагрузку, в нагнетательном трубопроводе 6 устанавливается номинальное давление, насос работает с заданной производительностью и режим пуска завершается.

Другие публикации:  Прохождения спор с дилероном

В рабочем режиме нужен контроль за процессом откачки воды с помощью контроля различных параметров работы водоотливной установки: гидравлических и электрических. В том числе: уровень воды в водосборнике, заиление предварительного отстойника, давление и подачу насоса, активную мощность, которую потребляет приводной электродвигатель, расход электроэнергии, коэффициент полезного действия водоотливной установки. В случае, когда уровень воды повышается и достигает аварийного уровня, то это означает, что приток воды в водосборник превысил нормальный и подачи одного насоса недостаточно. Тогда необходимо включить параллельно в работу следующий насосный агрегат, повторив перед этим все операции режима пуска, которые были выполнены для первого насоса. Это один из частых случаев аварийного режима работы, который может возникнуть в процессе откачки воды.

Аварийный режим характеризуется проявлением отклонений от нормального режима работы водоотливной установки во избежание негативных явлений и возвращения технологического процесса водоотлива к рабочему режиму. К аварийному режиму могут привести ряд обстоятельств: перегрев подшипников насоса или приводного электродвигателя, снижение производительности насоса, снижение давления в трубопроводе, достижение водой аварийного уровня в водосборнике. В этих случаях, кроме последнего, насосный агрегат отключается и к работе вступает резервный.

Аварийный режим может возникнуть и в процессе пуска. Если после включения приводного электродвигателя в сеть насос не развивает номинальное давление или номинальную подачу, то задвижка закрывается и электродвигатель отключается от сети, после чего осуществляется запуск второго насосного агрегата.

Если процесс откачки идет нормально, то уровень воды снижается до контролируемого нижнего уровня. При его достижении надо закрыть задвижку и отключить насосный агрегат.

4. Выбор базовой аппаратуры автоматизации технологического процесса водоотлива

Для контроля уровня воды в водосборнике в состав системы автоматизации принимаем электродные датчики типа ЭД [3].

Важным показателем отклонения режима работы насосов от нормального является подача, то есть ее изменение. Исследования показывают, что при потерях напора в трубопроводе от 5 до 15% от геометрической высоты контроль подачи по давлению при применении технических манометров дает погрешность до 50% [4]. Для системы автоматизации принимаем реле подачи типа РПН в качестве контроля расхода воды.

Для автоматического контроля заливки водой насоса используют мембранные реле. Для этой цели принимаем реле РДВ [3]. Чувствительным элементом реле является мембрана. Мембрана принимает давление столба воды и передает его через шток на микропереключатель. Преимуществами реле мембранного типа являются: высокая чувствительность, быстрое реагирование на смену разряжения в всасывающем трубопроводе, экономичность в изготовлении и длительный межремонтный срок.

Для автоматического контроля перегрева подшипниковых узлов насосов и двигателей в водоотливных установках применяют температурные реле. Для этой цели применяем термодатчик типа ТДЛ – 2 [4]. Принцип действия этого датчика основан на свойстве сплава Вуда, который плавится при температуре 700С. Преимуществами этого датчика являются небольшие габариты, визуализация сработанного прибора, простота конструкции и большая надежность.

Аппаратура ВАВ.1М предназначена для автоматического дистанционного и местного управления главными высоковольтными, низковольтными водоотливными установками, а также автоматического и местного управления одиночными водоотливными установками шахт, опасных по газу и пыли [5, 6]. Аппаратура взрывобезопасна.

4.1 Модернизация аппаратуры автоматизации

Выбранная базовая аппаратура ВАВ.1М выполняет все основные требования к автоматизации водоотливной установки. Однако в ее функциональные возможности не входит защита насосной установки от кавитации. Поэтому одним из направлений совершенствования системы автоматизации водоотливной установки является оснащение ее дополнительным устройством, которое выполняет данную функцию.

Рисунок 2 – Возникновение кавитации в трубопроводе
(анимация: 17 кадров, бесконечный цикл повторения, 106 килобайт)

Данная проблема может быть решена в случае применения принципиально новых технических средств и решений в схеме аппаратуры автоматизации — дискретная интегральная схемотехника.

К функциям, которые будут реализованы разрабатываемым устройством, можно отнести:

  • управляющие (прикрытие задвижки);
  • информационные (о возможности возникновения кавитации и «совет диспетчеру» об отключении насоса).

На основании проведенных исследований, сформулированных задач управления, а также с учетом технических требований и принципов построения устройства автоматизации, представим структурную схему системы защиты насосной установки от кавитации БЗК, где утолщенными линиями указано устройство БЗК и его взаимосвязь с остальными блоками (рисунок 3).

Рисунок 3 – Структурная схема защиты насосной установки от кавитации БЗК

Таким образом, устройству БЗК в аппаратуре ВАВ.1М будет отведена функция выработки управляющих воздействий в зависимости от возникновения аварийных ситуаций в подводящем трубопроводе.

Кавитация – это главный враг для насоса, борьба с которым ведется долгие годы. Ущерб причиненный этим явлением сказывается на работоспособности насосного агрегата, дополнительными затратами на обслуживание и простоем технологического процесса.

В данный момент, применяемая аппаратура для автоматизации водоотлива не имеет абсолютной защиты от кавитации, но постоянно проводятся исследования и предлагаются новые технические решения.

Таким образом, при последующей работой над данной темой будет спроектировано устройство, которое позволит получать информацию о возможности возникновения кавитации, прогнозировать аварийные ситуации и экономить потребляемую электроэнергию путем уменьшения количества пусков.

Во время написания данного реферата магистерская работа еще не завершена. Окончательное завершение: июнь 2018 года. Полный текст работы и материалы по теме могут быть получены у автора или его руководителя после указанной даты.

Информационные горные технологии

Автоматизация водоотлива

Полное название — Автоматизированная система (в дальнейшем — система) контроля и управления главными высоковольтными, низковольтными и одиночными водоотливными установками.
Область применения системы — наземные помещения и подземные выработки шахт и рудников в том числе, опасных по газу (метану), пыли и внезапным выбросам в соответствии с «Едиными правилами безопасности при разработке рудных, нерудных и россыпных месторождений полезных ископаемых подземным способом» ПБ 03-553-03 и «Правилами безопасности в угольных шахтах» ПБ 05-618-03.
Система может быть интегрирована в состав автоматизированной системы оперативно-диспетчерского управления (АСОДУ) шахты.

Общая информация

Автоматизированная система контроля и управления шахтным водоотливом предназначена для:

• повышения безопасности и надежности работы системы шахтного водоотлива предприятия;
• прогнозирования и предотвращение аварийных ситуаций;
• снижения энергопотребления за счет оптимизации работы водоотливных установок;
• снижения эксплуатационных затрат на обеспечение учетных операций;
• получения данных для разработки энергосберегающих мероприятий и контроль за их выполнением;
• повышения качества и оперативности управленческих решений.

Система обеспечивает оперативный контроль и управление технологическим процессом шахтного водоотлива, в трех режимах:
1) ручном, при этом управление технологическим оборудованием осуществляется с локального контроллера с помощью кнопок на его лицевой панели;
2) дистанционном, при этом осуществляется ручное управление с компьютера диспетчера с помощью видеоклавиш, видеопереключателей, задатчиков;
3) автоматическом, при этом управление производится по заданному в программе алгоритму контроллера, без вмешательства диспетчера.

Система построена по трёхуровневой иерархической схеме:

1) Нижний уровень системы включает в себя полевое оборудование:
• датчики КИПиА для измерения уровня, избыточного давления, температуры, объемной доли оксида углерода, метана и др.; — датчики с аналоговыми и дискретными выходными сигналами;
• электромонтажное оборудование: разветвительные коробки, соединительные коробки и др.;
• оборудование для непосредственного управления технологическим процессом: исполнительные механизмы, пусковая аппаратура;
• оборудование местного поста управления: автоматические выключатели, кнопки, лампы, переключатели, пускатели, звуковая и световая сигнализация и т.д.
На нижнем уровне системы происходит измерение технологических параметров с помощью первичных аналоговых датчиков КИПиА, формирование дискретных сигналов о состоянии процесса и оборудования посредством дискретных датчиков, непосредственное регулирование и управление технологическим процессом с помощью исполнительных механизмов.

2) Второй уровень системы строится на основе программируемых контроллеров — UML, входящих в состав искробезопасной системы автоматизации ELSAP-05, к модулям входа/выхода которых подключается полевое оборудование. Обмен данными между оборудованием нижнего уровня и локальными контроллерами UML осуществляется через проводное соединение по электрическому кабелю.

3) Третий иерархический уровень системы строится на основе IBM PC — совместимых персональных компьютеров. Компьютер горного диспетчера находится на поверхности и служит для визуализации технологического процесса и управления. Обмен данными между управляющим компьютером и программируемыми локальными контроллерами UML осуществляется по оптоволоконному кабелю сети «Profibus». Использование стандартных интерфейсов и протоколов связи позволяет подключать с помощью ОРС-серверов любые общепромышленные системы SCADA, ERP, MES.
С целью обеспечения быстрого восстановления системы, снижения затрат на эксплуатацию при реализации системы использован принцип взаимозаменяемости однотипных составных частей. Отказ компонентов автоматизированной системы передачи данных не приводит к потере всей измеряемой и ретроспективной информации, отказ компонентов одного уровня системы (верхнего, нижнего, среднего) не приводит к отказу всей системы.

Основные функции

Система выполняет следующие основные функции:
1) измерение технологических параметров работы водоотливных установок:
• давления воды в напорных трубопроводах после насосов, МПа (кгс/см2);
• давления воды во всасывающих трубопроводах насосов, МПа (кгс/см2);
• уровня воды в приемном резервуаре, Па (м);*
• температуры статоров двигателей (4 шт), подшипников двигателей (8 шт) и подшипников насосов (8 шт) №1…№4 (0…120°С);*
• расхода воды в напорных магистральных трубопроводах, м3/ч.
• объемной доли оксида углерода в насосной камере, млн-1;
• концентрации метана в насосной камере, % об.
2) контроль технологических параметров водоотливных установок:
• уровня воды в приемных коллекторах четырехуровневыми датчиками;
• температуры подшипников насосов и двигателей;
• уровня вибрации;*
• производительности насосов.
3) контроль состояния технологического оборудования:
• вводных и межсекционных ячеек и ячеек для включения насосов;
• состояния переключателей МЕСТ/ДИСТ/РЕМ на местных пультах управления;
• состояния рабочего, резервного и заливочного насосов (включен/выключен);
• состояния электрифицированных задвижек после насосов (открыта/закрыта).
4) визуализация технологического процесса с отображением информации о технологических параметрах в цифровом и графическом виде на автоматизированном рабочем месте (АРМ) горного диспетчера.
5) управление в ручном, дистанционном и автоматическом режимах следующим оборудованием водоотливных установок:
• вводными и межсекционными ячейками;
• рабочим, резервным и заливочным насосами;
• электрифицированными задвижками.
6) звуковая и светоцветовая предупредительная и аварийная сигнализация о выходе технологических параметров за предельно-допустимые значения на местном и центральном диспетчерском пункте управления. Ведение суточных и формирование исторических протоколов аварийных сообщений с указанием даты, времени и характера аварийной ситуации на автоматизированном рабочем месте (АРМ) горного диспетчера.
7) ведение суточных и формирование исторических протоколов (в виде текстовых файлов) о значениях технологических параметров и работе технологического оборудования.
8) хранение на HDD компьютера (сервера) текущих суточных и исторических протоколов, их просмотр и печать.

В состав системы входит (рисунок 1):

• центральный диспетчерский пункт управления водоотливом (ЦДП), который должен быть выполнен на автоматизированном рабочем месте (АРМ) горного диспетчера;
• местный пост управления (МП), в состав которого входит локальный контроллер UML с кнопками управления на лицевой панели, осуществляющий контроль технологических параметров и управление агрегатами, относящимися одному к водозаборному колодцу.

Рисунок 1 – Состав системы

Система реализуется на базе программируемых контроллеров UML, входящих в состав искробезопасной системы автоматизации ELSAP-05.

Система обеспечивает возможность подключения контроллеров ELSAP-05 через стандартные интерфейсы и протоколы связи и программные интерфейсы с общепромышленным программным обеспечением диспетчеризации и сбора данных SCADA. Аппаратные средства нижнего уровня и программное обеспечение верхнего уровня определяются по желанию заказчика на стадии составления технического задания и проектирования.

В состав технических средств входят:

Технические характеристики

Датчик температуры ДТМ:

— уровень и вид взрывозащиты РО ExiaI;
— степень защиты от внешних воздействий IP54;
— диапазон измерения температуры, °С -50…+125;
— предел допускаемой абсолютной погрешности, °С ±1,0;
— питание:

  • напряжение питания, В (от искробезопасного источника питания) 3,3…5;
  • ток потребления, мА, не более 1,5;

— интерфейс связи MicroLAN;

Коммутатор датчиков температуры ДТМ 4:
— маркировка взрывозащиты РО ExiaI;
— степень защиты от внешних воздействий IP54;
— напряжение питания постоянного тока 12 В;
— ток потребления 20 мА;
— интерфейс связи RS-485 (протокол Modbus);
— максимальное кол-во подключаемых датчиков 10.

Cигнализирующее устройство СУ-27:
— вид и уровень взрывозащиты РО ExiaI Х;
— степень защиты от внешних воздействий IP54.
— сигнализация, не менее:

  • уровень звукового давления на расстоянии 1 м, дБ 105;
  • дальность видимости светового сигнала, м 20;

— типы дискретных входных сигналов (2 шт.) «сухой» контакт с диодом»;
— типы аналоговых входных сигналов (2 шт.) «сухой» контакт с диодом»;
— релейный выход (2 шт.):

  • тип «сухой» контакт с диодом»;
  • нагрузочная способность, В / мА / Вт, не более 400 / 130 / 0,55;
  • погрешность срабатывания сигнализации, В ±0,01;
  • задержка срабатывания сигнализации, с, не более 0,5;
  • напряжение питания, В 10…15;
  • ток потребления, мА, не более 120;
Другие публикации:  Как правильно оформить ценник на товар в рб

Шахтный источник питания ШИП:
— диапазон входных напряжений переменного тока (50 Гц), В 30…140;
— искробезопасные цепи нагрузки ШИП-С:

  • номинальное выходное напряжение, В 12±5%;
  • номинальная выходная мощность для групп I и II, Вт 4…12 и 1…3;

— искробезопасные цепи нагрузки ШИП-А:

  • номинальное выходное напряжение, В 12±5%;
  • номинальная выходная мощность для групп I и II, Вт 3…12 и 1…3;

— параметры аккумуляторной батареи (s=0, k=2):

  • тип аккумуляторных батарей свинцово-кислотная герметичная;
  • номинальный запас энергии, Вт×ч, не более 255;
  • количество циклов «заряд-разряд», шт., не менее 200;

— габаритные размеры, мм, не более 250 × 450 × 250;
— масса, кг, не более 16;
— степень защиты от внешних воздействий IP54;
— уровень и вид взрывозащиты:

  • ШИП-C РВ Exds[ia]I Х;
  • ШИП-А РО Exs[ia]I Х.

Повышение эффективности контроля и управления шахтным водоотливом:
• контроль и управление расходными и гидравлическими режимами систем водоотлива;
• контроль и управление рациональным и эффективным использованием энергоресурсов;
• контроль и управление параметрами работы насосных станций с сигнализацией отклонений от заданных величин;
• оперативное оповещение дежурного персонала средствами звуковой и световой сигнализации о выходе контролируемых параметров за установленные значения;
• контроль за состоянием средств измерения и линий связи;
• сигнализацию о возникновении неисправности оборудования и нештатной ситуации;
• автоматизированное заполнение форм управленческого, технологического и экономического назначения за заданные интервалы времени.

Автоматизация водоотливных установок

Технологический процесс водоотлива как объект автоматизации. Основные способы заливки насосов при автоматизации водоотлива. Средства технологического контроля и управления автоматизированных водоотливов. Система мониторинга и управления водоотливом.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Технологический процесс водоотлива как объект автоматизации

2. Требования к автоматизации водоотлива

3. Способы заливки насосов при автоматизации водоотлива

4. Средства технологического контроля и управления автоматизированных водоотливов

5. Система мониторинга и управления водоотливом

6. Назначение, маркировка и состав аппаратуры автоматизации водоотлива ААВ

7. Техническая характеристика аппаратуры автоматизации водоотлива ААВ

8. Функции выполняет аппаратура автоматизации водоотлива

9. Работа функциональной схемы аппаратуры автоматизации водоотлива ААВ

10. ПБ при обслуживании и эксплуатации водоотливных установок

Список использованной литературы

В настоящее время практически все механизмы на производстве автоматизированы, том числе и в шахтах. Важнейшим объектом в шахте являются водоотливные установки.

Водоотливные установки должны обеспечить надежную откачку воды из подземных выработок при возможно меньших эксплуатационных расходах.

Автоматизированная водоотливная установка должна функционировать без постоянного присутствия обслуживающего персонала. Схемой автоматизации предусмотрено два вида управления — автоматическое и ручное. Схема обеспечивает автоматическое включение насосных агрегатов при достижении водой установленного верхнего, повышенного или аварийного уровня. Отключение насосных агрегатов осуществляется автоматически после откачки воды до заданного нижнего уровня.

Автоматизированная водоотливная установка снабжена блокировками, предотвращающими: пуск агрегата при незалитом насосе, включение моторного привода задвижки до пуска насосного агрегата; останов агрегата до момента полного закрытия задвижки; включение агрегата при отсутствии воды в водосборнике, а также повторное включение отключившегося насоса до устранения причины, вызвавшие его аварийное отключение.

Схемой автоматизации водоотливной установки должны быть предусмотрены следующие виды защит, вызывающие аварийный останов: при снижении или потере производительности; при перегреве подшипников; при исчезновении напряжения или короткого замыкания в цепях управления. Производительность каждого насосного агрегата, температура подшипников, а также положение задвижек на подводящем трубопроводе должны контролироваться непрерывно.

1. Технологический процесс водоотлива как объект автоматизации

Технологическая схема автоматизированной главной насосной установки водоотлива приведена на рис. 1.

Рис. 1 Технологическая схема автоматизированной насосной установки водоотлива

На рисунке обозначено:

1. НЗП — погружной заливочный насос;

2. ЭД — электродные датчики уровня воды в водосборнике;

3. ТДЛ — датчики температуры подшипников;

4. РПН — реле подачи;

5. РДВ — реле давления для контроля заливки водой насоса перед пуском;

6. ПЗ — привод задвижки;

7. ППЗ — пускатель привода задвижки;

8. ПВИ -пускатель привода заливочного насоса;

9. КРУВ — высоковольтная ячейка привода насосу;

10. БЖ — блок питания.

Рабочий режим насоса графически определяется точкой (см.точка 1 на рис. 2) на пересечения рабочих характеристик насоса и трубопроводной сети.

Рис. 2 Робочие режими насосной установки водоотлива.

водоотлив автоматизация управление мониторинг

Технологический процесс откачивания воды на поверхность шахты характеризуется такими режимами работы главной насосной установки водоотлива:

Режим пуска начинается при достижении водой в водосборнике верхнего допустимого уровня. При этом необходимо подготовить водоотливную установку к работе. Для этого надо перед включением насосного агрегата необходимо осуществить заливку всасывающего трубопровода и насоса водой. Окончание процесса заливки насоса необходимо контролировать. После заливки включается насосный агрегат на закрытую задвижку на напорном трубопроводе, которая открывается после набора насосом номинальных оборотов. Если пуск проходит нормально, то насос создает требуемое давление воды в нагнетательном трубопроводе, развивает необходимую подачу и режим пуска завершается.

В рабочем режиме контролируется процесс откачивания воды.

При этом необходимо контролировать:

1. уровень воды в водосборнике;

2. подачу насоса;

3. расход электроэнергии приводным электродвигателем;

4. коэффициент полезного действия водоотливной установки.

Если процесс откачивания идет нормально, то уровень воды постепенно снижается до нижнего уровня. При его достижении надо затворить и отключить насосный агрегат и закрыть задвижку на нагнететельном трубопроводе.

В случае, когда уровень воды повышается и достигает аварийного уровня, то это означает, что приток воды к водосборнику превысил нормальный и подачи одного насоса недостаточно. Тогда необходимо включить параллельно в работу резервный насосный агрегат.

Аварийная ситуация характеризуется наличием отклонений от нормального режима работы водоотливной установки.

К аварийной ситуации могут привести ряд обстоятельств:

1. перегрев подшипников насоса или приводного электродвигателя,

2. снижение производительности насоса,

3. порыв трубопровода,

4. достижение водой аварийного уровня в водосборнике.

В этом случае насосный агрегат должен отключиться и к работе подключиться резервный насос.

Аварийная ситуация может возникнуть и в процессе пуска. Если после включения приводного электродвигателя насос не развивает номинального давления и подачи, то задвижка закрывается и электродвигатель отключается от сети, после чего проводится пуск второго насосного агрегата.

Также одной из особенностей функционирования водоотливной установки — непостоянство ее рабочих параметров (подачи, напора, коефициента полезного действия) в процессе эксплуатации. Объясняется это сложными условиями эксплуатации, особенно перекачиванием кислых и загрязненных вод. Несмотря на то, что в водосборнике, где скорость движения воды небольшая, предполагается осветление воды от твердых взвешенных частиц, но на практике почти 40% твердой суспензии удаляется насосами, которая приводит к их интенсивному износу. Ресурс машинного времени насосов составляет в среднем 500. 700 часов, а в соответствии с паспортными данными на чистой воде они могут работать до 6000 часов. В процессе эксплуатации постепенно снижается и пропускная способность трубопровода. В результате совместного влияния этих факторов изменяются рабочие параметры насоса: подача, напор и коефициент полезного действия, что в свою очередь приводит к перерасходу электроэнергии на водоотливе.

Главная водоотливная установка является крупным электропотребителем (мощность приводного электродвигателя может достигать 1600квт). Поэтому для управления электроснабжением шахты нужен контроль за расходом электроэнергии приводным электродвигателем насоса.

Возможен кавитационный режим работы насосов.

В соответствии с выше изложенным аппаратура автоматизации насосной станции водоотлива должна обеспечивать:

1. автоматическое управление насосами по уровню воды в водосборнике;

2. автоматическую заливку насосов;

3. автоматическое включение параллельно работающему насосу резервного при достижении аварийного уровня воды в водосборнике;

4. автоматическую замену насоса, отключенного из-за неисправности, резервным насосом;

5. запрет пуска насоса на время максимума энергопотребления;

6. учет времени работы насосов;

7. работу насоса с управляемыми задвижками и без них;

8. следующие виды защит:

2) от перегрева подшипников;

3) гидравлическую защиту по расходу воды;

4) заклинивания задвижки;

5) невозможность повторного пуска неисправного насосного агрегата без вмешательства обслуживающего персонала;

9. подачу звуковой и световой сигнализации о параметрах насосного агрегата (об уровне воды, расходе электроэнергии, работе насосов, неисправности установки, времени начала и окончания максимумов энергопотребления) и режимах работы насоса.

2. Требования к автоматизации водоотлива

Требования, предъявляемые к автоматизации водоотливных установок, определяются их назначением и мощностью. В соответствии с технологией угледобычи предусмотрено применение вспомогательных (зумпфовых, проходческих, перекатных), участковых и главных водоотливов. При этом первые оборудуют одним-двумя насосами с подачей, не превышающей 50 м3/ч, с низковольтным асинхронным двигателем. Участковые установки комплектуют двумя-тремя агрегатами с насосами подачей 100 — 150 м3/ч и низковольтным асинхронными двигателями мощностью до 120 кВт. Главные водоотливы оборудуют тремя и более агрегатами с насосами подачей, как правило превышающей 150 м3/ч, и высоковольтными электродвигателями.

Аппаратура и схемы автоматизации вспомогательных устать вок должны обеспечивать:

1. автоматическое и ручное (местное) управления;

2. автоматическую заливку насоса (насосов) перед пуском;

3. автоматический пуск и останов насоса (насосов) в зависимости от уровня воды в водосборнике;

4. автоматическую поочередную работу насосных агрегатов;

5. гидравлическую защиту от резкого снижения или потери подачи работающего насоса;

6. тепловую (от перегрева подшипников) и электрические (нулевая, максимальная) защиты;

7. сигнализацию о состоянии установки и аварийном уровне воды в водосборнике.

Аппаратура и схемы автоматизации участковых и главных водоотливов, в дополнение к перечисленному, должны обеспечивать:

1. дистанционное управление от диспетчера;

2. дозировку заливки по времени;

3. возможность включения нескольких агрегатов на параллельную работу;

4. автоматическое включение резервных насосных агрегатов при выходе из строя работающих;

5. автоматическое отключение насоса, включенного диспетчером при достижении водой нижнего уровня, а также возможность дистанционного отключения при уровне воды ниже верхнего;

6. автоматическое управление задвижками на нагнетательном ставе труб;

7. блокировки, исключающие пуск незалитого насоса, включение электропривода задвижки до пуска главного насоса и останов его при открытой задвижке, дистанционный пуск насоса при отсутствии верхнего уровня воды в водосборнике, повторный пуск отключившегося агрегата до устранения причин останова;

8. сигнализацию на диспетчерский пункт о наличии питания в цепях управления и работе насосных агрегатов (световую), об аварийном отключении любого агрегата, аварийном уровне воды в водосборнике, неисправностях сигнальных цепей (световую и звуковую) и в камеру водоотлива — о наличии питания в цепях управления и аварийном отключении насоса.

3. Способы заливки насосов при автоматизации водоотлива

В горной промышленности в основном применяют центробежные насоси, нуждающиеся в заливке перед пуском. Безотказная и четкая работа автоматизированных насосных установок в значительной степени зависит от правильного выбора способа заливки насосов.

В зависимости от гидрогеологических условий и типа насосов заливка осуществляется одним из следующих способов:

1. размещением насосов ниже уровня воды в водосборнике (с отрицательной высотой всасывания);

2. вспомогательными погружными или непогружными насосами, сифонным способом;

3. из баковых аккумуляторов;

4. из напорного трубопровода.

Баковые аккумуляторы используют для заливки центробежных насосов перекачного водоотлива и для заливки насосов малой и средней производительности участкового и главного водоотливов. Баковый аккумулятор БАВ применяется для насосов с максимальной высотой всасывания 5 м, причем максимальная емкость подводящего трубопровода не должна превышать 80 л.

На рис. 3 показана схема заливки насоса с помощью бакового аккумулятора. При пуске насоса иода из бакового аккумулятора, смешиваясь с помощью находящегося в нем дросселя с воздухом из подводящего трубопровода 4, поступает в насос 2. Благодаря разрежению, возникающему в бакс, вода из водосборника 3 заполняет подводящий трубопровод. При остановке насоса баковый аккумулятор остается заполненным водой.

Рис. 3 Заливка насоса с помощью бакового аккумулятора.

Заливают насос из напорного трубопровода с помощью трубки (рис. 4), соединяющей напорный и подводящий трубопроводы. На трубке установлен управляемый вентиль 2, который предназначен для дистан- цинного открывания или перекрывания трубки. В схемах автоматизации водоотливных установок вентиль используется для заливки насосов при давлении н напорном трубопроводе до 3 МПа и как пусковое устройство для удаления водовоздушной смеси при заливке насосов баковыми аккумуляторами. Способ заливки из напорных трубопроводов из-за малой надежности широкого распространения не получил.

Рис. 4 Схема заливки насоса из напорного трубопровода.

Распространена заливка насосов главных водоотливных установок с помощью погружных насосов, размещаемых непосредственно в водосборнике. Применяемый в настоящее время центробежный заливочный насос ИЗП с вертикальным приводным валом и одним рабочим колесом обеспечивает одновременную заливку трех насосов главного водоотлива. В условиях разработки рудных и угольных месторождений на больших глубинах применяют бустер-насосные агрегаты, подающие воду в главный насос. В качестве бустер-насоса используют подкачивающий одноступенчатый вертикальный насос ВП-340 с подачей 340 м3/ч и давлением 0,23 МПа.

Другие публикации:  Заявление на возврат подотчетных сумм в кассу

4. Средства технологического контроля и управления автоматизированых водоотливов

К средствам автоматического управления и контроля водоотливных установок относят:

1. реле уровня — поплавковые, электродные, пневматические;

2. реле производительности — мембранные, поршневые, флажковые;

3. реле контроля заливки насосов по давлению — поршневые и мембранные;

4. температурные реле — биметаллические, полупроводниковые, термометрические, с легкоплавким сплавом и другие.

Для контроля уровня воды в водосборниках широко применяют электродные датчики сопротивления. Электродный датчик ЭД (рис. 5 ) представляет собой стальной диск 3 со стаканом 5 и свинцовой обкладкой 4 для защиты диска от коррозии. На стакан навинчивается кабельный ввод 1. Контактирующим с водой элементом является диск. После подсоединения жилы кабеля к контактной шпильке 2 стакан заливается кабельной массой. Электродный датчик подвешивают на кабеле на уровне воды, при котором необходимо включение или отключение насоса.

Рис 5. Электородный датчик ЭД

Электродные датчики работают совместно с различными схемами устройств контроля уровня. Цепи контроля уровня должны быть искробезопасными. Исполнительные элементы схемы обеспечивают релейность характеристики, т. е. напряжение на обмотке исполнительного реле изменяется скачкообразно в зависимости от величины сопротивления! электрод — жидкость — «земля». Наибольшей надежностью обладают схемы контроля уровня, построенйые с использованием транзисторных и тиристорных усилителей, а также реле на герконах.

Для контроля производительности насосов в схемах автоматизации водоотливных установок применяют струйные реле флажкового типа РПН и РПФВ-1К. Эти реле просты по конструкции и не требуют сложной наладки, на их работу в малой степени влияют загрязненные рудничные воды.

Рис. 6 Реле производительности РПФВ-1К

Реле производительности РЛФВ-1К (рис. 6) состоит из корпуса 9 и платы 3. В верхней части корпуса имеются два отверстия: одно для ввода валика 2, второе, заглушенное пробкой 1, для ключа под специальную гайку 10, крепящую шток с резиновым флажком 7. Нижняя часть корпуса представляет собой плиту с двумя проушинами для поворотных валиков 5, с помощью которых шпильками 6, 8 реле укрепляется на трубопроводе. Крышка 4 закрывает рабочую камеру реле, в которой размещена контактная группа 13. При воздействии потока жидкости на флажок 7 поворачивается жестко связанный с ним валик 2 и рычаг 11, переключающий контактную группу 13. Изменяя предварительное натяжение пружины 12 с помощью винта 14, можно настроить реле на срабатывание при определенной скорости потока жидкости. При снижении скорости жидкости в трубопроводе флажок под действием пружины возвратится в исходное положение и, следовательно, замкнутся или разомкнутся электрические цепи. Демпфер 15 предназначен для замедления колебаний подвижной системы реле.

Для контроля заливки насосов используются реле давления РДВ (рис. 7). Чувствительным элементом реле давления является диафрагма 6. Реле имеет две ступени регулировки срабатывания по давлению. Выбор ступени осуществляется при введении в действие с помощью винта 4 малого поршня 7 или малого и большого 5 поршней вместе, что соответствует уменьшению или увеличению рабочей площади диафрагмы. Сила давления воды, воспринимаемая диафрагмой, передается через поршень на шток 9, который воздействует на микропереключатель 1.

Рис. 7 Реле контроля давления РДВ

Предварительное натяжение пружины 10, необходимое для четкого срабатывания реле, регулируется штоком 9, в верхней части которого имеется участок шестигранного сечения. При регулировке шток ввинчивают в специальную гайку 8. Последняя фиксируется шпилькой 3. Зазор между штоком и микропереключателем устанавливается регулировочной гайкой 2.

Для контроля температуры подшипников в насосных установках обычно применяют термодатчики ТДЛ-2 (рис. 8). Принцип действия датчиков основан на использовании сплава, температура плавления которого 70—72 °С. При перегреве подшипника сплав 5 в наконечнике датчика расплавляется и освобождает валик 4, который под действием пружины 3 поворачивается и переключает контактную систему 2. После каждого срабатывания датчика возврат его в исходное рабочее положение производится вручную рукояткой.

Рис. 8 Термодадчик ТДЛ-2

Программу работы автоматизированной водоотливной установки обычно задает моторное реле времени — моторный коммутатор. Реле состоит из синхронного двигателя типа СД-2, зубчатой пары и до десяти контактных дисков , воздействующих на контактные группы. Диски, набранные на оси, при вращении производят переключения контактов.

5. Система мониторинга и управления водоотливом

Система мониторинга и управления водоотливом (СМУВ) обеспечивает:

1. Автоматическое управление технологическим оборудованием водоотлива без участия оперативного персонала по сигналам датчиков уровня воды в водосборнике;

2. Автоматизированное управление оборудованием водоотлива по команде оператора (дисптечера);

3. Автоматический контроль состояния электрооборудования, работы механизмов с архивацией параметров;

4. Достижение проектной производительности;

5. Предотвращение развития аварийных ситуаций;

6. Сокращение сроков устранения аварийных ситуаций;

7. Улучшение условий работы эксплуатирующего и обслуживающего персонала;

8. Диспетчерский контроль работы;

9. Технологический учет моточасов насосных агрегатов и запорно- регулирующей аппаратуры;

10. Снижение удельных норм расхода электроэнергии;

11. Соответствие требованиям правил безопасности и требованиям системы стандартов безопасности в части управления машинами, производственными процессами и электрооборудованием.

6. Назначение, маркировка и состав аппаратуры автоматизации водоотлива ААВ

Аппаратуры автоматизации водоотлива ААВ предназначена для автоматизации и оптимизации технологического процесса водоотлива на предприятиях всех уровней опасности, а также в подземных условиях и на предприятиях повышенной опасности.

Х — количество насосов;

Х — « А » — автоматическое управление задвижками,

«Р» — ручное управление задвижками;

У — климатическое исполнение по ГОСТ 15150-69;

5 — категория размещения по ГОСТ 15150-69;

Пример заказа устройства для 3 насосов с автоматическим управлением задвижками: «ААВ-3А У 5, ДИГ.656131.037».

Рис. 9 Пульт оператора

Аппаратура одного горизонта водоотлива состоит :

­ Источник питания взрывозащищенный с искробезопасным выходом ИПВИ -12-1,5 ДИГ .645243.016;

­ Пульт оператора водоотлива искробезопасный ПОВИ -1.1 ДИГ.656623.005.

­ Датчик температуры подшипников ;

­ Датчик температуры статора ;

7. Условия эксплуатации аппаратуры автоматизации водоотлива ААВ

Температура окружающей среды от — 5 до + 35?С .

Относительная влажность окружающего воздуха при температуре (25 ± 2) ?С , (98 ± 2) %.

Номинальные значения механических внешних воздействующих факторов по ГОСТ 17518.1 для группы механического исполнения М1.

8. Функции выполняемые аппаратурой автоматизации водоотлива ААВ

Аппаратурой автоматизации водоотлива ААВ выполняет следующие функции:

1. Включение и выключение комплектных распределительных устройств КРУВ в ручном и автоматическом режимах;

2. Управление задвижками трубопровода;

3. Контроль уровня воды в резервуаре ;

4. Контроль тока двигателей ;

5. Контроль давления в выходном трубопроводе насосов

6. Контроль температуры подшипников электродвигателей ;

7. Контроль температуры обмоток статора электродвигателей ;

8. Контроль положения задвижек ;

9. Индикацию уровня воды в резервуаре ;

10. Индикацию тока двигателей ;

11. Индикацию превышения давления в выходном трубопроводе насосов, предупредительное и аварийное;

12. Индикацию аварийного превышения температуры подшипников электродвигателей ;

13. Индикацию аварийного превышения температуры обмоток статора электродвигателей ;

14. Индикацию положения задвижек ;

15. Подачу предупредительных и аварийных звуковых сигналов при достижении пороговых значений технологических параметров;

16. Передачу информации по искробезопасной линии связи RS-485 протокол Modbus диспетчеру ;

17. Регистрация и хранение режимов работы водоотлива и технологических параметров на флеш карте Функция « черного ящика».

9. Работа функциональной схемы аппаратуры автоматизации ААВ

Напряжение 127 В подается на источник ИПВИ, который служит для питания пульта оператора искробезопасным напряжением 12 В. В пульте оператора установлены: программируемый контроллер ПЛК, универсальное устройство ввода — вывода УУВВ, кнопки управления КУ и информационные индикаторы ИИ. Информация от датчиков поступает на входы (AI1-AI14, DI1-DI3) универсального устройства ввода- вывода УУВВ. Датчики тока ДТ установлены в комплектных распределительных устройствах КРУВ и дают информацию о силе тока двигателей М1, М2, М3, которая поступает на аналоговые входы (AI3, AI7, AI11). Датчики давления ДД контролируют давление в выходных трубопроводах насосов Н1, Н2, Н3 (AI4, AI8, AI12). Датчики температуры подшипников ДТП и температуры статора ДТС установлены на двигателях М 1, М2, М3(AI1, AI2, AI5, AI6, AI9, AI10). Сигнал положения задвижки поступает на цифровые входы DI1-DI3. Кнопки управления КУ подключены к цифровым входам (DI4-DI6), а информационные индикаторы — к цифровым выходам (DO4-DO16). Информация об уровне воды регистрируется датчиками уровня ДУ и поступает на аналоговые входы универсального устройства ввода-вывода (AI13, AI14). Программируемый логический контроллер ПЛК последовательно опрашивает состояния входов универсального устройства УУВВ. По заданному алгоритму показания датчиков обрабатываются и отображаются на информационных индикаторах ИИ. В случае аварийного значения контролируемого параметра автоматически отключается неисправный насос Н. В автоматическом режиме ПЛК в зависимости от мгновенных показаний датчиков уровня воды ДУ, а также от скорости изменения уровня и времени суток управляет включением и отключением КРУВ и открытием и закрытием задвижек.

10. ПБ при обслуживании и эксплуатации водоотливных

Правила безопасности при эксплуатации водоотливных установок:

· Главные насосные установки должны иметь водосборники, состоящие из двух и более выработок;

· Насосная камера главного водоотлива должна соединяться: со стволом шахты — наклонным ходком, место введения которого в ствол должно быть расположено не ниже 7 м от уровня пола насосной камеры; с околоствольным двором — ходком, который должен герметически закрываться;

· Главные водоотливные установки шахты и установки в капитальных уклонах с притоком воды более 50 м3/час должны быть оборудованы не менее чем тремя насосными агрегатами. Производительность каждого агрегата или группы рабочих агрегатов, не считая резервных, должна обеспечивать откачку нормального суточного притока воды не более чем за 16 ч. (для угольных шахт) и 20 ч. (для рудных шахт);

· Главная водоотливная установка должна быть оборудована не менее чем двумя водоотливными трубопроводами, один из которых является резервным.

В данном курсовом проекте я изучил автоматизацию водоотливных установок, каких видов и типов бывают водоотливные установки. Также я рассмотрел аппаратуру автоматизации шахтного водоотлива ААВ. Я понял, что аппаратура автоматизации шахтного водоотлива ААВ предназначена для автоматизации и оптимизации технологического процесса водоотлива. Также мне стало известно, что входит в конструкцию аппаратуры автоматизации шахтного водоотлива ААВ: источник питания взрывозащищенный с искробезопасным выходом; пульт оператора водоотлива искробезопасный; датчик тока; датчик температуры подшипников ; датчик температуры статора; датчик давления; датчик уровня. В пульте оператора установлены: промышленный программируемый контроллер ПЛК, блок ввода вывода БВВ, кнопки управления КУ и информационные индикаторы ИИ.

Список используемой литературы

1. Батицкий В.А, Куроедов В.И., Рыжков А.А. «Автоматизация процессов и АСУ ТП в горной промышленности»:Учеб. Для техникумов. 2-й изд., перераб. И доп. — М.:Недра 1991. — 303 с.:ил.

2. Поспелов Л.П. «Основы автоматизации производства»: Учебник для техникумов. — М.:Недра, 1988. — 232 с.: ил.

3. Бухгольц В.П. «Основы автоматизации производства на горных предприятиях»: учебник для техникумов. — М.:Недра, 1981, 264с.

4. Овсяников Ю.А., Караблёв А.А.. Топорков А.А. «Автоматизация подземного оборудования»: Справочник рабочего. — М.:Недра, 1990. — 287 с.: ил.

5. Демин «Лабораторный практикум по рудничной автоматике и телемеханике» — М.:Недра, 1990.

Leave a Reply

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *