煤礦泵房水泵自動(dòng)化設(shè)計(jì)方案版本

1、煤礦泵房水泵自動(dòng)化設(shè)計(jì)方案 版本煤礦泵房水泵自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)方案二零一一年八月遠(yuǎn)控純端I1I fil控制彳巨就地箱水泵機(jī)組1劊閘岡F 1水泵參數(shù)顯示n fikp/i電肌為勵(lì)猊.電杭啟軸溫： (Hip水泵的軸溫(m (；怛泵定軸溫,ihi年干溫眉匸鈔 1|=|薑B:一三:00.OR mI.Ud、方案（一）、 概述隨著計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的迅猛發(fā)展，以微處理器為核心的 可編程序控制器控制已逐步取代傳統(tǒng)電氣控制，普遍應(yīng)用于 各行業(yè)的自動(dòng)化控制領(lǐng)域。煤炭行業(yè)也不例外，但目前煤礦 井下主排水系統(tǒng)仍多采用傳統(tǒng)電氣控制，水泵的開(kāi)停、選擇 切換均由人工完成，做不到根據(jù)水位或其它參數(shù)自動(dòng)開(kāi)停水 泵，這將嚴(yán)重影響到井

2、下主排水泵房的管理水平和經(jīng)濟(jì)效益 的提高。以微處理器為核心的可編程控制器（ PLC ）的控制，此 種控制應(yīng)用廣泛，性能穩(wěn)定，具有以下特點(diǎn)：1）現(xiàn)場(chǎng)可編程，可以根據(jù)不同的控制對(duì)象靈活編程。2 ）產(chǎn)品貨源豐富，可以選擇各種不同的 PLC 產(chǎn)品3）邏輯控制能力強(qiáng)，可滿(mǎn)足不同的控制對(duì)象。4 ）組網(wǎng)方便，選擇不同的通訊模塊可組成各種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。鑒于 PLC 的先進(jìn)性和可靠性， 我公司對(duì)水泵及其附屬的 抽真空系統(tǒng)與管道電動(dòng)閥門(mén)等裝置實(shí)施了 PLC 自動(dòng)控制及 運(yùn)行參數(shù)自動(dòng)檢測(cè)，動(dòng)態(tài)顯示，并將數(shù)據(jù)傳送到地面生產(chǎn)調(diào) 度中心，進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和報(bào)警顯示。系統(tǒng)通過(guò)檢測(cè)水倉(cāng)水位和其它參數(shù)，控制水泵輪流工作 與適時(shí)啟動(dòng)備用

3、泵，合理調(diào)度多臺(tái)水泵運(yùn)行。系統(tǒng)通過(guò)觸摸 屏，以圖形、圖像、數(shù)據(jù)、文字等方式，直觀、形象、實(shí)時(shí) 地反映系統(tǒng)工作狀態(tài)以及水倉(cāng)水位、電機(jī)運(yùn)行電壓、電流、 功率、電機(jī)溫度、軸承溫度、水泵軸承溫度、排水管流量等 參數(shù)，并通過(guò)通訊模塊與綜合監(jiān)測(cè)監(jiān)控主機(jī)實(shí)行數(shù)據(jù)交換。 本系統(tǒng)具有運(yùn)行可靠、操作方便 、自動(dòng)化程度高等特點(diǎn)， 并可節(jié)省水泵的運(yùn)行費(fèi)用。（二）、改造原則及目的系統(tǒng)由控制部分、檢測(cè)部分、執(zhí)行部分組成。由于系統(tǒng) 控制要求復(fù)雜，又考慮到中央泵房和中央變電所硐室環(huán)境條 件，控制部分和控制核心選用高性能可編程序控器。檢測(cè)部 分分為兩部分：一是模擬量檢測(cè)部分。其主要由水倉(cāng)水位傳 感變送器、 流量傳感變送器、 高

4、壓柜綜保單元、 壓力變送器 負(fù)壓變送器、溫度傳感變送器等組成，此部分用于中央泵房 主排水系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)的檢測(cè)。二是開(kāi)關(guān)量檢測(cè)部分。將高壓 啟動(dòng)柜中的真空斷路器狀態(tài)、電動(dòng)閥的工作狀態(tài)與啟閉位 置、等開(kāi)關(guān)量信號(hào)接入 PLC ，可檢測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。而執(zhí)行 部分則由就地控制箱及所控制的對(duì)象組成，可完成對(duì)水泵、 電動(dòng)閘閥、電動(dòng)閥、高壓柜等設(shè)備控制。改造原則：本次改造本著技術(shù)先進(jìn)、安全可靠、實(shí)用合理、維護(hù)方 便、節(jié)能高效、經(jīng)濟(jì)合理的原則。改造目的：1 、實(shí)現(xiàn)在地面集控室對(duì)井下排水點(diǎn)控制、監(jiān)測(cè)、調(diào)度 等功能；在調(diào)度中心監(jiān)測(cè)或監(jiān)視水倉(cāng)水位、流量、壓力、真 空度、各關(guān)鍵點(diǎn)溫度等參數(shù)，顯示水泵運(yùn)行的電流、電壓、 功

5、率等參數(shù)及水泵運(yùn)行狀況；2 、在集控室可啟動(dòng)或停止水泵的運(yùn)行，開(kāi)、關(guān)閘閥； 實(shí)現(xiàn)單臺(tái)水泵控制和多臺(tái)水泵智能優(yōu)化控制，根據(jù)水位高低 自動(dòng)停止或投入備用泵臺(tái)數(shù)，提高水泵有效利用率，降低成 本，節(jié)能增效。3 、實(shí)現(xiàn)設(shè)備的遙控、遙測(cè)、遙信、遙調(diào)功能。4 、減少看護(hù)人員，并充實(shí)設(shè)備維護(hù)檢修隊(duì)伍，提高維 護(hù)質(zhì)量，減少事故發(fā)生，變發(fā)生事故后的被動(dòng)檢修為主動(dòng)的 定期檢修，提高設(shè)備的使用率，實(shí)現(xiàn)減人增效。5、保證煤礦安全生產(chǎn)，改善工作環(huán)境，提高生產(chǎn)率。6 、有效的保護(hù)水泵電機(jī)等設(shè)備，延長(zhǎng)使用壽命，減少 事故停機(jī)時(shí)間，提高排水能力。7 、有效的提高突、透水事故的應(yīng)急處理能力，防止災(zāi)害的發(fā)生。（三）、方案概述建立獨(dú)

6、立的地面監(jiān)控室，初步形成自動(dòng)化監(jiān)控平臺(tái)。在井下排水點(diǎn)建立自動(dòng)化監(jiān)控子系統(tǒng)，接入新設(shè)水平基站，信 號(hào)通過(guò)以太網(wǎng)傳輸?shù)降孛姹O(jiān)控室，通過(guò)上位機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)井下各 設(shè)備自動(dòng)化監(jiān)測(cè)、監(jiān)控。主要功能：1 、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水倉(cāng)水位，當(dāng)水位達(dá)到上限時(shí)能夠報(bào)警，自動(dòng)開(kāi)啟水泵；當(dāng)水位達(dá)到下限時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉水泵。2 、實(shí)施監(jiān)測(cè)水泵各工況參數(shù)，包括水位、流量、電壓、電流、壓力、功率、溫度、真空度、閘閥開(kāi)啟度等。3 、具有數(shù)據(jù)分析功能，對(duì)水泵的效率、電耗、工況點(diǎn)等進(jìn)行分析，確保經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。4、當(dāng)水泵出現(xiàn)故障時(shí)，能夠及時(shí)報(bào)警，并能夠自動(dòng)開(kāi)啟備用水泵，不能滿(mǎn)足排水能力時(shí)，根據(jù)水量情況自動(dòng)確定開(kāi)啟水泵臺(tái)數(shù)。5 、 實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程編程、現(xiàn)場(chǎng)編程、完

7、善修改系統(tǒng)功能。6 、 可與電力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、煤礦安全生產(chǎn)檢測(cè)系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程檢測(cè)監(jiān)控。7 、 系統(tǒng)應(yīng)具有以水倉(cāng)水位為主，結(jié)合分時(shí)計(jì)費(fèi)和 “避峰填谷”原則，確定開(kāi)停水泵時(shí)間。8 、 地面集控室能遠(yuǎn)程開(kāi)、停水泵，實(shí)現(xiàn)泵房的無(wú)人值守。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖OOO去去（四）、系統(tǒng)功能及特點(diǎn)：（一）PLC控制程序采用模塊化結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)可按程序模塊 分段調(diào)試，分段運(yùn)行。該程序具有結(jié)構(gòu)清晰、簡(jiǎn)捷、易懂， 便于模擬調(diào)試，運(yùn)行速度快等特點(diǎn)。（二）PLC自動(dòng)檢測(cè)水位信號(hào)，計(jì)算單位時(shí)間內(nèi)不同水位 段水位的上升速率，從而判斷礦井的涌水量，自動(dòng)投入和退 出水泵運(yùn)行臺(tái)數(shù)，合理地調(diào)度水泵運(yùn)行。（三）系統(tǒng)具有通訊接口功能，PLC可同時(shí)與操

8、作屏及地面 監(jiān)測(cè)監(jiān)控主機(jī)通訊，傳送數(shù)據(jù)，交換信息，實(shí)現(xiàn)水泵自動(dòng)監(jiān)控功能。（四）在操作屏上動(dòng)態(tài)監(jiān)控水泵及其附屬設(shè)備的運(yùn)行狀況，實(shí) 時(shí)顯示水位、流量、電流等參數(shù)，超限報(bào)警，故障點(diǎn)自動(dòng)閃 爍。具有故障記錄，支持歷史數(shù)據(jù)查詢(xún)等功能。（五）系統(tǒng)保護(hù)功能有以下幾種：流量保護(hù)：當(dāng)水泵啟動(dòng)后或正常運(yùn)行時(shí)，如流量達(dá)不到正常 值實(shí)現(xiàn)報(bào)警，具有通過(guò)流量保護(hù)裝置使本臺(tái)水泵停止運(yùn)行， 自動(dòng)轉(zhuǎn)換為啟動(dòng)另一臺(tái)水泵的功能。電動(dòng)閘閥故障：由閘閥的限位、開(kāi)度指示檢測(cè)故障，并參與 水泵的聯(lián)鎖控制。（六）其它要求：就地手動(dòng)工作方式：各水泵的啟?？刂凭芯偷亻_(kāi)關(guān)柜人工操作按鈕進(jìn)行，在PLC控制柜上不能開(kāi)啟水泵，只保留在觸摸屏控制水泵外

9、圍設(shè)備（如電動(dòng)閘閥、電動(dòng) 閥、真空泵等）開(kāi)啟、關(guān)閉（停止）的按鈕。集中控制工作方式：根據(jù)水位等參數(shù)，人工選擇需 要開(kāi)啟的水泵和數(shù)量，按操作面板上的相應(yīng)按鈕，即可 實(shí)現(xiàn)單臺(tái)或多臺(tái)泵的開(kāi)啟、停止等操作，實(shí)現(xiàn)水泵的一 鍵開(kāi)啟或停止。遠(yuǎn)程控制工作方式：在地面計(jì)算機(jī)監(jiān)控畫(huà)面上，在 有一定的授權(quán)權(quán)限條件下，根據(jù)水倉(cāng)水位情況，通過(guò)計(jì) 算機(jī)鼠標(biāo)來(lái)控制相應(yīng)水泵的啟停。系統(tǒng)在正常運(yùn)行過(guò)程中，不管工作在何種工作方式，均 可實(shí)時(shí)將中央泵房、泵房現(xiàn)場(chǎng)的各種運(yùn)行參數(shù)、設(shè)備狀態(tài)通 過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)傳到地面監(jiān)控計(jì)算機(jī)。（五）、系統(tǒng)實(shí)施方案設(shè)計(jì)一套排水自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)主、從站之間通過(guò)485總線(xiàn)形式通訊，從站通過(guò)prof-bus

10、總線(xiàn)與上位機(jī)通訊， 來(lái)讀取數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)可以通過(guò)以太網(wǎng)和地面調(diào)度中心通訊實(shí) 現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，可以通過(guò) MPI 總線(xiàn)形式與泵房?jī)?nèi)就地操作屏 通訊實(shí)時(shí)顯示數(shù)據(jù)并可對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)行控制。具體方案：1、設(shè)備現(xiàn)狀共有 H 排水泵 4 臺(tái)，配用防爆電動(dòng)機(jī)。 額定電壓 6KV ， 一臺(tái)工作、 一臺(tái)檢修二臺(tái)備用， 真空泵兩臺(tái)， 用于啟動(dòng)引水， 一用一備。啟動(dòng)裝置采用高壓電抗式軟啟動(dòng)系統(tǒng)。設(shè)兩個(gè)水倉(cāng)，四 個(gè)吸水井互相貫通。2、硬件改造（ 1）配備電控高壓配電裝置。 泵房?jī)?nèi)設(shè)水平基站一臺(tái)， 用于排水自動(dòng)化控制子系統(tǒng)和變電所自動(dòng)化子系統(tǒng)接入，安 裝 PLC 就地控制箱。（2）系統(tǒng)傳輸。對(duì)排水處水泵及水泵管道電動(dòng)閥門(mén)等 裝置

11、實(shí)施 PLC 自動(dòng)控制及運(yùn)行參數(shù)自動(dòng)檢測(cè)，動(dòng)態(tài)就地顯 示，并將數(shù)據(jù)傳送到地面監(jiān)控室， 進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及報(bào)警顯示、 故障歷史查詢(xún)、模擬量曲線(xiàn)顯示和報(bào)表打印。信號(hào)采用總線(xiàn) 傳輸方式，排水自動(dòng)化控制系統(tǒng)信號(hào)可接入全礦控制基站， 通過(guò)光纜傳輸?shù)降孛姹O(jiān)控室，實(shí)現(xiàn)地面監(jiān)控。3、軟件方面的安裝調(diào)試1）自動(dòng)控制方式根據(jù)工況設(shè)定，以及時(shí)間、水位、煤礦用電負(fù)荷等參數(shù) 自動(dòng)開(kāi)啟、停止水泵的運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)運(yùn)行中的各種參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí) 監(jiān)控。通過(guò)接口向上傳送數(shù)據(jù)，對(duì)全礦井涌水量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，根 據(jù)全礦井供電負(fù)荷調(diào)整要求，按預(yù)定的工作程序進(jìn)行定期排 水，實(shí)現(xiàn)礦井排水優(yōu)化控制。并根據(jù)水倉(cāng)水位情況自動(dòng)控制 排水泵的開(kāi)停。2）半自動(dòng)控制方式此

12、種方式下，操作人員可在 PLC 控制柜上實(shí)現(xiàn)一鍵開(kāi) 泵，程序自動(dòng)執(zhí)行啟泵的全過(guò)程，可大大減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng) 度，提高操作的可靠性。3）就地控制方式 各設(shè)備工作方式打到就地位置時(shí)，可直接在開(kāi)關(guān)柜上人 工手動(dòng)控制。此方式主要用于設(shè)備檢修時(shí)。（六）、系統(tǒng)優(yōu)越性1 、先進(jìn)性：系統(tǒng)為當(dāng)今工業(yè)控制系統(tǒng)的領(lǐng)先產(chǎn)品，地 面控制主站采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行優(yōu)化控制，水泵控制分站為國(guó)內(nèi) 領(lǐng)先的本質(zhì)安全型控制器。系統(tǒng)可對(duì)整個(gè)控制過(guò)程進(jìn)行集中 監(jiān)控，能實(shí)時(shí)采集和顯示現(xiàn)場(chǎng)各生產(chǎn)環(huán)節(jié)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)， 具備數(shù)據(jù)處理及與全礦井綜合控制系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)功能。2 、可靠性：總線(xiàn)具有自診斷功能和故障處理能力，保 證系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。系統(tǒng)軟件接口均采用國(guó)

13、際標(biāo)準(zhǔn) OPC 接 口，穩(wěn)定性高連接方便。3 、可擴(kuò)展性：系統(tǒng)的軟硬件留有充足的擴(kuò)展余量，以 保證將來(lái)的技術(shù)和產(chǎn)品升級(jí)。4 、易操作性：用戶(hù)無(wú)須進(jìn)行任何編程，只需按照系統(tǒng) 提示進(jìn)行相應(yīng)操作即可。5、總線(xiàn)各設(shè)備采用接插電纜連接，易于安裝和拆卸。6、選擇的計(jì)算機(jī)和系統(tǒng)軟件留有備用容量和網(wǎng)絡(luò)接口， 可以方便地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)擴(kuò)展（如增加其他保護(hù)裝置等）和接入 全礦井綜合自動(dòng)化平臺(tái)。（七）、軟件系統(tǒng)1 、軟件組態(tài)基于亞控組態(tài)軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，主要包括以下幾個(gè)步 驟：畫(huà)面創(chuàng)建、動(dòng)畫(huà)連接、 I/O 設(shè)備設(shè)置、創(chuàng)建實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、 數(shù)據(jù)連接。2 、畫(huà)面創(chuàng)建根據(jù)系統(tǒng)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了實(shí)時(shí)控制主畫(huà)面、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原 理畫(huà)面、實(shí)時(shí)曲

14、線(xiàn)畫(huà)面、歷史曲線(xiàn)畫(huà)面和歷史報(bào)表畫(huà)面。系統(tǒng)的控制原理以及數(shù)據(jù)的傳輸方向，可以更好地了解 監(jiān)控系統(tǒng)的控制流程。實(shí)時(shí)曲線(xiàn)畫(huà)面和歷史曲線(xiàn)畫(huà)面用于顯 示被測(cè)量、被控量以及設(shè)定值的實(shí)時(shí)與歷史變化趨勢(shì)。實(shí)時(shí) 曲線(xiàn)畫(huà)面和歷史曲線(xiàn)畫(huà)面用于顯示被測(cè)量、被監(jiān)控量。該系 統(tǒng)宜于被操作人員很好的掌握和使用。歷史報(bào)表畫(huà)面提供了 一種瀏覽和打印歷史數(shù)據(jù)的工具，還可以利用亞控軟件子圖 中的 ODBC 把歷史報(bào)表中的數(shù)據(jù)導(dǎo)入到 Excel 文件中，進(jìn) 行對(duì)數(shù)據(jù)的離線(xiàn)分析研究。3 、畫(huà)面連接 動(dòng)畫(huà)連接是指畫(huà)面中圖形對(duì)象與變量或表達(dá)式的對(duì)應(yīng)關(guān)系。建立連接后，在監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，根據(jù)變數(shù)據(jù)變化、 圖形對(duì)象改變其顏色、大小等外觀，文本會(huì)

15、進(jìn)行動(dòng)態(tài)刷新。 這樣就可以將現(xiàn)場(chǎng)真實(shí)的數(shù)據(jù)反映到計(jì)算機(jī)的監(jiān)控畫(huà)面中， 從而達(dá)到監(jiān)控的目的。4 、I/O 設(shè)備設(shè)置I/O 設(shè)備設(shè)置是指對(duì)包括應(yīng)用程序的“軟件設(shè)備”和現(xiàn) 場(chǎng)數(shù)據(jù)交換的硬件設(shè)備在內(nèi)的廣義上 I/O 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)行 配置，使其與組態(tài)軟件建立通訊，構(gòu)成一個(gè)完整的系統(tǒng)。在 被監(jiān)控系統(tǒng)中，對(duì)數(shù)據(jù)采集模塊進(jìn)行了設(shè)備名稱(chēng)的定義、地 址的分配、通信方式的選定等操作。5 、創(chuàng)建實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù) 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)（ DB ）是整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的核心。它負(fù)責(zé)整 個(gè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理和歷史數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)處理、 報(bào)警信息處理、數(shù)據(jù)服務(wù)請(qǐng)求處理，完成與過(guò)程數(shù)據(jù)采集的 雙向數(shù)據(jù)通信。在該系統(tǒng)中，經(jīng)過(guò)創(chuàng)建點(diǎn)參數(shù)、定義 I

16、/O 設(shè) 備、數(shù)據(jù)連接等幾個(gè)步驟便可以完成數(shù)據(jù)的創(chuàng)建。（八）、系統(tǒng)設(shè)備管理功能1、基本參數(shù)顯示、修改。設(shè)備運(yùn)行時(shí)，水位、壓力、流量、泵效、溫度等模擬量 參數(shù)閥值的自動(dòng)調(diào)整和遠(yuǎn)程整定。（1 ）報(bào)警參數(shù)記錄。（2 ）參數(shù)報(bào)警限設(shè)定。（3 ）報(bào)警允許設(shè)定。（4 ）報(bào)警越限聲音和顏色提示。2、檢修計(jì)劃安排每個(gè)設(shè)備都有各自的檢修周期，以固定時(shí)間段檢修設(shè)備 會(huì)造成檢修浪費(fèi)或者是檢修不及時(shí)導(dǎo)致系統(tǒng)停止運(yùn)行。本系 統(tǒng)可以依據(jù)設(shè)備的檢修特性，自動(dòng)調(diào)整各主要設(shè)備的檢修時(shí) 間間隔，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)檢修安排。（1 ）主設(shè)備起停次數(shù)統(tǒng)計(jì)（2 ）設(shè)備檢修時(shí)間提醒3、設(shè)備使用信息管理提供主設(shè)備檢修記錄、更換記錄、使用時(shí)間、設(shè)備購(gòu)買(mǎi)

17、 時(shí)間、地點(diǎn)、售后服務(wù)情況等信息以及備件情況，方便設(shè)備 維護(hù)。4 、設(shè)備自檢功能 主要設(shè)備提供自檢功能，上位機(jī)程序?qū)υO(shè)備故障進(jìn)行報(bào)警。設(shè)備的主要故障類(lèi)型實(shí)現(xiàn)報(bào)警提示，幫助運(yùn)行人員診斷 設(shè)備故障。5 、故障診斷功能 系統(tǒng)提供故障診斷功能，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)排水壓力、真空 負(fù)壓、排水流量、 電壓和電流參數(shù)的變化實(shí)現(xiàn)對(duì)水泵不上水、 壓力不足、排水效率降低、啟動(dòng)負(fù)荷大、軸承過(guò)熱等故障的 診斷，降低系統(tǒng)故障時(shí)間。6 、水泵故障記錄 記錄故障類(lèi)型、故障時(shí)間、故障參數(shù)。7、故障預(yù)案處理報(bào)告 依據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)參數(shù)提供水泵故障預(yù)案處理報(bào)告，方便運(yùn)行人員及時(shí)維修。8 、水泵運(yùn)行記錄實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水泵電氣參數(shù)、各傳感器參數(shù)等實(shí)現(xiàn)排

18、水時(shí)間、水泵功率、揚(yáng)程等監(jiān)測(cè)9、水泵性能評(píng)估通過(guò)排水泵運(yùn)行時(shí)間、耗電量和排水量統(tǒng)計(jì)，繪制水泵 效率曲線(xiàn)，如果效率曲線(xiàn)發(fā)生變化時(shí)及時(shí)更改水泵參數(shù)，實(shí) 現(xiàn)最優(yōu)控制，并給出相應(yīng)的評(píng)估報(bào)告。(九) 、上位機(jī)組態(tài)軟件介紹工控組態(tài)軟件組態(tài)軟件在國(guó)內(nèi)是一個(gè)約定俗成的概念，并沒(méi)有明確 的定義，它可以理解為 “組態(tài)式監(jiān)控軟件 ”。 “組態(tài) (Confi gure) ”的含義是 “配置”、“設(shè)定 ”、“設(shè)置”等意思，是指 用戶(hù)通過(guò)類(lèi)似 “搭積木 ”的簡(jiǎn)單方式來(lái)完成自己所需要的軟 件功能，而不需要編寫(xiě)計(jì)算機(jī)程序，也就是所謂的“組態(tài) ”它有時(shí)候也稱(chēng)為 “二次開(kāi)發(fā) ”，組態(tài)軟件就稱(chēng)為 “ 二次開(kāi)發(fā) 平臺(tái) ”。 “ 監(jiān)控

19、( Supervisory Control )”，即“監(jiān)視和控 制”，是指通過(guò)計(jì)算機(jī)信號(hào)對(duì)自動(dòng)化設(shè)備或過(guò)程進(jìn)行監(jiān)視、 控制和管理組態(tài)軟件， 又稱(chēng)組態(tài)監(jiān)控軟件系統(tǒng)軟件。 譯自英文 SCA DA, 即 Supervisory Control and Data Acquisition （ 數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制 ）。它是指一些數(shù)據(jù)采集與過(guò)程控制的 專(zhuān)用軟件。它們處在自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級(jí)的軟件平臺(tái)和 開(kāi)發(fā)環(huán)境，使用靈活的組態(tài)方式，為用戶(hù)提供快速構(gòu)建工業(yè) 自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控功能的、通用層次的軟件工具。組態(tài)軟件 的應(yīng)用領(lǐng)域很廣，可以應(yīng)用于電力系統(tǒng)、給水系統(tǒng)、石油、 化工等領(lǐng)域的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制以及過(guò)程控制等

20、諸多領(lǐng) 域。在電力系統(tǒng)以及電氣化鐵道上又稱(chēng)遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng) （RTU Syst em,Remote Terminal Unit） 。組態(tài)軟件是有專(zhuān)業(yè)性的。一種組態(tài)軟件只能適合某種領(lǐng) 域的應(yīng)用。組態(tài)的概念最早出現(xiàn)在工業(yè)計(jì)算機(jī)控制中。如 D CS（集散控制系統(tǒng)）組態(tài)，PLC （可編程控制器） 梯形圖組態(tài)。 人機(jī)界面生成軟件就叫工控組態(tài)軟件。在其他行業(yè)也有組態(tài) 的概念，如 AutoCAD ， PhotoShop 等。不同之處在于， 工業(yè)控制中形成的組態(tài)結(jié)果是用在實(shí)時(shí)監(jiān)控的。從表面上 看，組態(tài)工具的運(yùn)行程序就是執(zhí)行自己特定的任務(wù)。工控組態(tài)軟件也提供了編程手段，一般都是內(nèi)置編譯系統(tǒng)，提供 類(lèi) BASIC 語(yǔ)言，

21、有的支持 VB ，現(xiàn)在有的組態(tài)軟件甚至支持 C# 高級(jí)語(yǔ)言。組態(tài)軟件大都支持各種主流工控設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議， 并且通常應(yīng)提供分布式數(shù)據(jù)管理和網(wǎng)絡(luò)功能。對(duì)應(yīng)于原有的 HMI （人機(jī)接口軟件， Human Machine Interface ）的概 念，組態(tài)軟件還是一個(gè)使用戶(hù)能快速建立自己的 HMI 的軟 件工具或開(kāi)發(fā)環(huán)境。在組態(tài)軟件出現(xiàn)之前，工控領(lǐng)域的用戶(hù) 通過(guò)手工或委托第三方編寫(xiě) HMI 應(yīng)用，開(kāi)發(fā)時(shí)間長(zhǎng)，效率 低，可靠性差；或者購(gòu)買(mǎi)專(zhuān)用的工控系統(tǒng)，通常是封閉的系 統(tǒng)，選擇余地小，往往不能滿(mǎn)足需求，很難與外界進(jìn)行數(shù)據(jù) 交互，升級(jí)和增加功能都受到嚴(yán)重的限制。組態(tài)軟件的出現(xiàn) 使用戶(hù)可以利用組態(tài)軟件

22、的功能，構(gòu)建一套最適合自己的應(yīng) 用系統(tǒng)。隨著它的快速發(fā)展，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、實(shí)時(shí)控制、 SCADA 、通訊及聯(lián)網(wǎng)、開(kāi)放數(shù)據(jù)接口、對(duì) I/O 設(shè)備的廣泛 支持已經(jīng)成為它的主要內(nèi)容監(jiān)控組態(tài)軟件將會(huì)不斷被賦予 新的內(nèi)容。隨著工業(yè)自動(dòng)化水平的迅速提高，計(jì)算機(jī)在工業(yè)領(lǐng)域 的廣泛應(yīng)用，人們對(duì)工業(yè)自動(dòng)化的要求越來(lái)越高，種類(lèi)繁多 的控制設(shè)備和過(guò)程監(jiān)控裝置在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，使得傳統(tǒng)的 工業(yè)控制軟件已無(wú)法滿(mǎn)足用戶(hù)的各種需求。在開(kāi)發(fā)傳統(tǒng)的工 業(yè)控制軟件時(shí)，當(dāng)工業(yè)被控對(duì)象一旦有變動(dòng)，就必須修改其 控制系統(tǒng)的源程序，導(dǎo)致其開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)；已開(kāi)發(fā)成功的工控 軟件又由于每個(gè)控制項(xiàng)目的不同而使其重復(fù)使用率很低，導(dǎo) 致它的價(jià)格非常昂貴；

23、在修改工控軟件的源程序時(shí)，倘若原 來(lái)的編程人員因工作變動(dòng)而離去時(shí)，則必須同其他人員或新 手進(jìn)行源程序的修改，因而更是相當(dāng)困難。通用工業(yè)自動(dòng)化 組態(tài)軟件的出現(xiàn)為解決上述實(shí)際工程問(wèn)題提供了一種嶄新 的方法，因?yàn)樗軌蚝芎玫亟鉀Q傳統(tǒng)工業(yè)控制軟件存在的種 種問(wèn)題，使用戶(hù)能根據(jù)自己的控制對(duì)象和控制目的的任意組 態(tài)，完成最終的自動(dòng)化控制工程。組態(tài)（ Configuration ）為模塊化任意組合。通用組態(tài) 軟件主要特點(diǎn)：（1 ）延續(xù)性和可擴(kuò)充性。用通用組態(tài)軟件開(kāi)發(fā)的應(yīng)用 程序，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)（包括硬件設(shè)備或系統(tǒng)結(jié)構(gòu)）或用戶(hù)需求發(fā)生 改變時(shí)，不需作很多修改而方便地完成軟件的更新和升級(jí)；（2 ）封裝性（易學(xué)易用） ，

24、通用組態(tài)軟件所能完成的功 能都用一種方便用戶(hù)使用的方法包裝起來(lái)，對(duì)于用戶(hù)，不需 掌握太多的編程語(yǔ)言技術(shù)（甚至不需要編程技術(shù)） ，就能很 好地完成一個(gè)復(fù)雜工程所要求的所有功能；（3）通用性，每個(gè)用戶(hù)根據(jù)工程實(shí)際情況，利用通用 組態(tài)軟件提供的底層設(shè)備（ PLC 、智能儀表、智能模塊、板 卡、變頻器等）的 I/O Driver 、開(kāi)放式的數(shù)據(jù)庫(kù)和畫(huà)面制作 工具，就能完成一個(gè)具有動(dòng)畫(huà)效果、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理、歷史數(shù) 據(jù)和曲線(xiàn)并存、具有多媒體功能和網(wǎng)絡(luò)功能的工程，不受行 業(yè)限制。十）、硬件器件介紹1 ）功率模塊產(chǎn)品概述“EDA9033A 三相智能電參數(shù)測(cè)量模塊 ” 是一款性能優(yōu)異， 價(jià)格低廉的智能型電參數(shù)測(cè)量

25、與采集模塊，是 EDA9000 系 列智能電參數(shù)測(cè)量模塊的基本型產(chǎn)品，適用于工頻三相三線(xiàn) 制或三相四線(xiàn)制電路中的電壓、電流、有功功率的真有效值 和功率因數(shù)、無(wú)功功率、電度數(shù)的測(cè)量，輸出數(shù)字信號(hào)，兼 容 RS485 、 RS232 或 TTL 電平接口，采用電磁隔離和光電 隔離技術(shù)，電壓輸入、電流輸入及輸出三方完全隔離； MODBUS 協(xié)議，兼容 NuDAM 、 ADAM 模塊，可與西門(mén) 子、AB、GE、臺(tái)達(dá)、永宏等多家 PLC通訊，組態(tài)王、力控、 昆侖通泰等多家組態(tài)軟件支持產(chǎn)品驅(qū)動(dòng)，使你輕松構(gòu)建自己 的測(cè)控設(shè)備與系統(tǒng)。該產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)適用，在電力、油田、水資 源監(jiān)測(cè)、監(jiān)控裝置與系統(tǒng)中有廣泛應(yīng)用。 該

26、產(chǎn)品曾獲 國(guó)家中小企業(yè)創(chuàng)新基金項(xiàng)目，國(guó)家級(jí)重點(diǎn)新產(chǎn)品，國(guó)家火炬 計(jì)劃項(xiàng)目，國(guó)家專(zhuān)利 2 項(xiàng)，通過(guò) ISO9001 質(zhì)量體系認(rèn)證。功能及指標(biāo) 輸入信號(hào)三相交流電壓、電流。輸入頻率：4575Hz。電壓量程：50V 、 100V 、 250V 、 500V 可選。電流量程：1A 、 5A 、 20A ；通過(guò)外置互感器可實(shí)現(xiàn)量程 50A 、 100A 、 200A 、 500A 、 1000A 。信號(hào)處理： 16 位 A/D 轉(zhuǎn)換，6 通道，每通道均以 4KHz 速率同步交流采樣，真有效值測(cè)量；數(shù)據(jù)更新：模塊實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的更新周期可設(shè)置（ 40mS 1000mS ，每步為 10mS ）；此功能可通過(guò)我公司

27、提供的惡 “E 系列產(chǎn)品測(cè)試軟件” MODBUS-RTU 協(xié)議中的配置界面 進(jìn)行配置；更新周期默認(rèn)為 250ms 。過(guò)載能力： 1.4 倍量程輸入可正確測(cè)量； 瞬間 （10 周波 ） 電流 5 倍，電壓 3 倍量程不損壞。 通訊輸出輸出數(shù)據(jù)： 三相相電壓 Ua 、Ub 、Uc ；三相電流 Ia、Ib 、Ic ;有功功率P、無(wú)功功率 Q、功率因數(shù)PF、各相有功功率 Pa、Pb、Pc;正反向有功電度等電參數(shù)。輸出接口： RS-485 二線(xiàn)制 15KV ESD 保護(hù)、 或 RS-232 三線(xiàn)制 2KV ESD 保護(hù)。通訊速率（ Bps ）：1200 、 2400 、 4800 、 9600 、 19

28、.2K ;通訊協(xié)議： ASCII 碼格式協(xié)議、 MODBUS-RTU 協(xié)議， 自動(dòng)識(shí)別使用。 測(cè)量精度電流、電壓： 0.2 級(jí);其它電量： 0.5 級(jí); 參數(shù)設(shè)定模塊地址、通訊速率可通過(guò)通訊接口設(shè)定;有功電量底 數(shù)可通過(guò)通訊接口清零。模塊供電電源 DC+5V 5%、DC+830V ;功耗：0.5W+5V 供電，消耗電流小于 70mA ，輸入紋波應(yīng)小于 100mV ，輸入電壓 5V5% 。+8 30V 供電，消耗電流小于 70mA ，最高輸入電 壓不得超過(guò) +32V 。 隔離電壓輸入 -輸出： 1000VDC 。電流輸入、電壓輸入、 AC 電 源輸入、通訊接口輸出之間均相互隔離。 模塊尺寸與安裝

29、外型尺寸： 122mm *69mm * 73mm ；安裝方式： DIN 導(dǎo)軌卡裝 工作環(huán)境工作溫度：-20 C+70 C存儲(chǔ)溫度：-40 C+85 C相對(duì)濕度：5%95%不結(jié)露（2）溫度模塊產(chǎn)品概述EDA9018A 可測(cè)量 : 5 路三線(xiàn)制 PT100（PT500,PT1000等 ）輸入； 1 路內(nèi)置環(huán)境溫度測(cè)量（通道號(hào)為5 ）；模塊不具備測(cè)量熱電偶傳感器的功能。EDA9018A 同時(shí)具有 : 2 路繼電器輸出，（溫度上下 限報(bào)警，可設(shè)置為按任一路報(bào)警或無(wú)報(bào)警，報(bào)警值等可設(shè) 置）；其中繼電器輸出 0 （J0C 、J0K ）代表溫度上限報(bào)警輸出，繼電器輸出 1 （ J1C 、 J1K ）代表溫度

30、下限報(bào)警輸出。EDA9018A 模塊可廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)控制與測(cè) 量系統(tǒng)中。它能測(cè)量 PT100 ，PT500 ，PT1000 。其輸出為RS485總線(xiàn)方式，支持的通訊規(guī)約有 3種：MODBUS-RTU 、 ASCII 碼、十六進(jìn)制 LC-04 協(xié)議， 3 種協(xié)議可同時(shí)識(shí)別使用 , 無(wú)需配置；其 ASCII 碼指令集兼容于 NuDAM 、 ADAM 等 模塊，可與其他廠(chǎng)家的控制模塊掛在同一 RS485 總線(xiàn)上， 便于計(jì)算機(jī)編程。功能特點(diǎn)1 、溫度信號(hào)輸入 :5 路獨(dú)立的溫度信號(hào)輸入；對(duì)輸入信號(hào)順序進(jìn)行放大AD 轉(zhuǎn)換；信號(hào)處理： 16 位 A/D 采樣；測(cè)量周期：每通道 0.15 秒 ,數(shù)字濾波

31、， 6 通道循環(huán) 測(cè)量。2 、隔離：信號(hào)輸入與通訊接口輸出之間隔離，隔離電壓1000V DC 。DATA+、DATA-、VCC、GND 為輸出端，與GND 端共地； 5 路測(cè)量信號(hào)輸入共地端為 AGND 端子。3 、通訊輸出：接口： RS485 接口, 二線(xiàn)制 , +15KV ESD 保護(hù)。協(xié)議： MODBUS-RTU 、 ASCII 碼、十六進(jìn)制 LC-04協(xié)議， 3 種協(xié)議可同時(shí)識(shí)別使用，無(wú)需配置。速率：1200、2400、4800、9600、19200 Bps , 可軟件 設(shè)定。模塊地址：01HFFH可軟件設(shè)定，00H為廣播地址。4、 繼電器輸出：其中繼電器輸出 0 （J0C、J0K）代

32、表溫度 上限報(bào)警輸出，繼電器輸出 1 （J1C、J1K ）代表溫度下限報(bào) 警輸出，輸出觸點(diǎn)容量：5A/250VAC; 5A/30VDC ;5、測(cè)量精度：0.5級(jí),溫度分辨率0.1 C。6、量程：-50 C 300 C。7、模塊電源：+ 830V DC *功耗：典型電流消耗 4 VDC（兩相）（最大 26 VDC）同時(shí)接通的輸入電纜長(zhǎng)度最大 屏蔽非屏蔽所有500米（標(biāo)準(zhǔn)輸入）50米（高速計(jì)數(shù)器輸入）300米（標(biāo)準(zhǔn)輸入）50 C時(shí)所有的DC輸入（最大 30 VDC）500米（標(biāo)準(zhǔn)輸入）50米（高速計(jì)數(shù)器輸入）300米（標(biāo)準(zhǔn)輸入）數(shù)字量輸岀特性本機(jī)集成數(shù)字量輸岀點(diǎn)數(shù)輸岀類(lèi)型額定電壓電壓范圍浪涌電流（

33、最大）邏輯1（最小）邏輯0（最大）每點(diǎn)額定電流（最大） 每個(gè)公共端的額定電流（最大）漏電流（最大）燈負(fù)載（最大）感性嵌位電壓接通電阻（接點(diǎn)）隔離光電隔離（現(xiàn)場(chǎng)到隔離）邏輯到接點(diǎn)電阻（邏輯到接點(diǎn)）隔離組延時(shí)（最大）斷開(kāi)到接通接通到斷開(kāi)切換脈沖頻率（最大）機(jī)械壽命周期觸點(diǎn)壽命同時(shí)接通的輸出兩個(gè)輸岀并聯(lián)10輸岀10輸岀固態(tài)-MOSFET（源型）干觸點(diǎn)24 VDC24VDC 或 250VAC5 至 28.8 VDC(Q 0.0 至5 至 30V DC 或 5 至 250VQ 0.4 )AC20.4 至 28.8 VDC(Q 0.5至 Q1.1)8A , 100msL+減0.4 V（最大電流時(shí)）5A ,

34、 4s （10%工作率時(shí)）0.1 VDC , 10KQ 負(fù)載-0.75A-3.75A2.0A10A10 gA5 W-L+ 減 48 VDC , 1W 功耗30 W DC ; 200 W AC0.3Q典型值（0.6 0最大值）-0.20新的時(shí)候最大值）500V AC , 1 分鐘-1500V AC , 1 分鐘-100 M 0見(jiàn)接線(xiàn)圖見(jiàn)接線(xiàn)圖0.5 g s(Q0.0, Q0.1),-15 g s俱它）1.5 g s(Q0.0, Q0.1),-130 g s(其它)-10ms100KHz(Q0.0 和 Q0.1)1Hz-10,000,000(無(wú)負(fù)載)-100,000（額定負(fù)載）55C時(shí)，所有的輸出

35、55C時(shí)，所有的輸出（水平安裝）（水平）45C時(shí)，所有的輸出45C時(shí)，所有的輸出（垂直安裝）（垂直）是，僅輸岀同組時(shí)否電纜長(zhǎng)度（最大） 屏蔽 非屏蔽500米150米500米150米模擬量輸入特性本機(jī)集成模擬量輸入2輸入2輸入點(diǎn)數(shù)模擬量輸入類(lèi)型單端輸入單端輸入電壓范圍0 V0 V數(shù)據(jù)字格式，滿(mǎn)量程-32,000 至 + 32,000-32,000 至 + 32,000DC輸入阻抗 100 K Q 100 K Q最大輸入電壓30 VDC30 VDC分辨率11位加1個(gè)符號(hào)位11位加1個(gè)符號(hào)位最小有效值4.88mV4.88mV隔離無(wú)無(wú)精度最差情況（0。至55 C）2.5%滿(mǎn)量程2.5%滿(mǎn)量程典型值（2

36、5 1.0%滿(mǎn)量程1.0%滿(mǎn)量程重復(fù)性0.05%滿(mǎn)量程0.05%滿(mǎn)量程模擬到數(shù)字的轉(zhuǎn)換時(shí)間125ms125ms轉(zhuǎn)換類(lèi)型Sigma DeltaSigma Delta階躍響應(yīng)最大250 ms最大250 ms噪聲抑制-20 Db（50Hz 典型值）-20 Db（50Hz 典型值）模擬量輸岀特性本機(jī)集成輸岀點(diǎn)數(shù)1輸岀1輸岀信號(hào)范圍電壓輸出0 至 10 V0 至 10 V電流輸岀0 至 20mA0 至 20mA數(shù)據(jù)字格式，滿(mǎn)量程電壓0 至 + 327670 至 + 32767電流0 至 + 320000 至 + 32000分辨率，滿(mǎn)量程12位12位最小有效值電壓2.44mV2.44mV電流4.88mA4

37、.88mA隔離無(wú)無(wú)精度最差情況（0。至55 C）電壓輸出2%滿(mǎn)量程2%滿(mǎn)量程電流輸岀3%滿(mǎn)量程3%滿(mǎn)量程典型（25 C）電壓輸出1%滿(mǎn)量程1%滿(mǎn)量程電流輸岀1%滿(mǎn)量程1%滿(mǎn)量程穩(wěn)定時(shí)間電壓輸出 50 gs 50 gs電流輸岀 100 gs 5000 Q 5000 Q電流輸岀 500 Q 500 QCPU 224 XP 端子鏈接圖(5)西門(mén)子TP270觸摸屏堅(jiān)固耐用，結(jié)構(gòu)緊湊可通過(guò)以太網(wǎng)（TCP/IP ）、CF卡、MPI或USB備份或恢復(fù) 可遠(yuǎn)程下載 / 上載組態(tài)和硬件升級(jí)配置各種接口，例如 MPI 、 PROFIBUS-DP 、 USB ；可選 以太網(wǎng)接口清晰、逼真的 256 色顯示更多 HMI 功能可裝載專(zhuān)用驅(qū)動(dòng)程序SIMATIC ? TP 270 型觸摸式面板和 OP 270 型操作員面板， 功能強(qiáng)大，性能卓越，價(jià)格低廉，盡可漓實(shí)現(xiàn)過(guò)程控制和監(jiān) 視?；?Windows CE 操作系統(tǒng)， TP 270/OP 270 提供有創(chuàng) 新性的操作員控制和監(jiān)視功能以及固有操作員面板的優(yōu)點(diǎn)： 堅(jiān)固耐用， 穩(wěn)定可靠， 簡(jiǎn)便易用。 標(biāo)準(zhǔn)硬件 /軟