關(guān)于召開(kāi) 2024 山西省煤炭學(xué)會(huì)煤礦智能化委員會(huì)年會(huì)暨千人智庫(kù)科創(chuàng)服務(wù)站工作會(huì)的通知

項(xiàng)目背景

某礦離心泵在使用時(shí)需要人為手動(dòng)灌泵、啟動(dòng)，技術(shù)人員針對(duì)突發(fā)故障或操作失誤容易造成水泵底閥損壞的問(wèn)題采用逆止閥的原理，研究制作了自動(dòng)排氣泄壓閥，徹底解決了水泵底閥容易損壞的難題，在此基礎(chǔ)上，通過(guò)繼電器邏輯控制電路，模擬人工操作程序?qū)崿F(xiàn)了自動(dòng)控制；通過(guò)近一年的應(yīng)用研究、反復(fù)試驗(yàn)和改進(jìn)，又對(duì)其進(jìn)行了智能化升級(jí)改造，目前升級(jí)為基于PLC自動(dòng)化控制，增加溫度、振動(dòng)等傳感器，通過(guò)環(huán)網(wǎng)將現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行上傳，并通過(guò)攝像頭、電腦組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)水泵、開(kāi)關(guān)、環(huán)境狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)控、數(shù)據(jù)傳輸、遠(yuǎn)程操作、自動(dòng)避峰運(yùn)行、故障診斷查詢(xún)、報(bào)表記錄等功能，能夠第一時(shí)間掌握水泵運(yùn)轉(zhuǎn)情況，達(dá)到無(wú)人值守、實(shí)時(shí)監(jiān)控、定期巡查、減人提效的目的，且成本低廉，操作簡(jiǎn)單方便。

研究?jī)?nèi)容

1.基本原理

在離心泵上設(shè)置泄壓排氣閥監(jiān)測(cè)泵體內(nèi)是否灌滿(mǎn)水，同時(shí)，在泵體上設(shè)置電接點(diǎn)壓力表保護(hù)監(jiān)測(cè)水泵排水壓力；灌泵時(shí)泄壓排氣閥能夠自動(dòng)將泵體內(nèi)的空氣排出，減少殘留空氣對(duì)泵排水的影響，提高設(shè)備效率；停泵時(shí)能自動(dòng)泄壓，減小對(duì)水泵以及底閥的沖擊，保護(hù)系統(tǒng)；電接點(diǎn)壓力表能夠監(jiān)測(cè)水泵運(yùn)行故障，自行停泵，避免燒壞水泵，振動(dòng)傳感器可以檢測(cè)電機(jī)運(yùn)行時(shí)的震動(dòng)情況，溫度傳感器檢測(cè)軸溫；主泵出現(xiàn)故障時(shí)，備用泵能自動(dòng)啟停，避免水泵停電或故障時(shí)淹沒(méi)水倉(cāng)。

當(dāng)水泵發(fā)生吸空或堵管故障、壓力降低或超過(guò)至設(shè)定上下限值、控制開(kāi)關(guān)的工作電流降至空載電流以下或超過(guò)工作電流以上時(shí)，故障情況被PLC采集判斷、超過(guò)設(shè)定故障延時(shí)時(shí)間，水泵自動(dòng)停止運(yùn)行，發(fā)出故障報(bào)警信號(hào)，自主判斷切換至備用泵運(yùn)行；同時(shí)通過(guò)泄壓排氣閥上的傳感器以及電接點(diǎn)壓力表、高水位傳感器、低水位傳感器的檢測(cè)信號(hào)對(duì)離心泵進(jìn)行自動(dòng)灌泵和起停泵操作，通過(guò)RS485通訊實(shí)時(shí)獲取水泵開(kāi)關(guān)運(yùn)行情況，可以實(shí)現(xiàn)離心泵的自動(dòng)控制排水，而且可對(duì)所有在線水泵設(shè)備隨時(shí)監(jiān)控，自動(dòng)檢測(cè)工作狀態(tài)、定時(shí)輪流切換投運(yùn)，也可可遠(yuǎn)程控制各水泵設(shè)備的工作狀態(tài)，并隨時(shí)記錄，便于查詢(xún)，可部分替代人員的檢查工作，起到減人提效的目的。

2.關(guān)鍵技術(shù)

自動(dòng)排氣泄壓閥（附圖1）由該單位創(chuàng)新設(shè)計(jì)，智能化升級(jí)是基于PLC自動(dòng)控制，自主編程、自主設(shè)計(jì)安裝，擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，便于維修改造，同時(shí)通過(guò)該項(xiàng)目的推廣應(yīng)用，提高了檢修人員的技能水平。

附圖1 自動(dòng)排氣泄壓閥剖視圖

附圖2自動(dòng)控制水泵安裝配置圖

3.工藝流程

自動(dòng)排水時(shí)多臺(tái)水泵輪流工作，PLC實(shí)時(shí)監(jiān)控工作過(guò)程，當(dāng)探測(cè)到高水位信號(hào)后，泵電磁閥自動(dòng)打開(kāi)灌泵，當(dāng)自動(dòng)排氣閥門(mén)打開(kāi)檢測(cè)到有水流出后，說(shuō)明泵體已灌滿(mǎn)水，關(guān)閉灌泵電磁閥并控制水泵開(kāi)關(guān)合閘，運(yùn)行過(guò)程中PLC實(shí)時(shí)監(jiān)控水泵電機(jī)運(yùn)行電流、軸溫、水泵震動(dòng)情況，當(dāng)出現(xiàn)異常情況后，及時(shí)停機(jī)避免損壞水泵并自動(dòng)切換至下一臺(tái)等待下一次運(yùn)行，正常情況下，當(dāng)探測(cè)到低水位后，水泵正常停機(jī)并自動(dòng)切換至下一臺(tái)等待下一次運(yùn)行，水泵的實(shí)時(shí)情況通過(guò)環(huán)網(wǎng)上傳至電腦監(jiān)控記錄數(shù)據(jù)。

附圖3  智能化升級(jí)改造后原理圖

監(jiān)控圖像

（1）人工排水流程圖

（2）自動(dòng)排水流程圖

應(yīng)用效果

該項(xiàng)目基于離心泵排水系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，能自動(dòng)泄壓，消除了水錘效應(yīng)對(duì)底閥的沖擊，增加水位探測(cè)傳感器監(jiān)測(cè)泵體滿(mǎn)水狀況，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。當(dāng)發(fā)生故障時(shí)能夠及時(shí)停泵以及報(bào)警，并能自動(dòng)切換水泵，避免水淹水倉(cāng)，工作穩(wěn)定，運(yùn)行維護(hù)成本低，實(shí)現(xiàn)了無(wú)人值守，減人提效，提高設(shè)備效率。每天只需1人專(zhuān)職水泵司機(jī)巡查，比原先減少用工人員9人,該系統(tǒng)自動(dòng)避峰運(yùn)行年節(jié)約電費(fèi)10余萬(wàn)元。

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