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          1. 西安艾寶物聯網科技有限公司

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            露天礦疏干排水無線控制系統案例

            文章出處:未知 瀏覽次數:發表時間:2019-04-08

            1引言

            煤礦排水系統承擔著排出全部涌水的重要任務,是保證煤礦安全生產的關鍵環節。因此,應用現代自動化控制技術,實現煤礦排水系統的自動化控制,確保煤礦安全生產、經濟合理尤為關鍵。

            2系統概況

            露天礦疏干排水無線控制系統由1座控制中心,和數座移動箱式變電站組成??刂浦行耐ㄟ^無線透傳終端采集和控制各座移動箱式變電站的設備情況。

            2.1中心站

            (1)主機:PC或服務器。

            (2)系統軟件:含數據采集及數據庫,處理軟件采用通用PCAUTO3.6組態軟件。

            (3)AB433A無線透傳中的:可無線透傳RS485總線數據,傳輸距離10米-10公里。

            (4)直流穩壓電源:要求抗高頻干擾能力強、紋波小、并有足夠的帶載能力及連續工作能力;還應具有電流電壓指示、過流、過壓保護及防雷等功能,一般選用線性電源為好。

            (5)天饋系統:一般采用全向高增益天線及低損耗饋線或饋管并配上優質的高頻接插件,有條件架高的盡量架高,以確保信號質量;多雷地區應按要求架設避雷針、配上同軸避雷器。

            2.2分站(下位機)配置

            (1)一次儀表:如壓力、流量、電流、電壓、水位、流速、雨量傳感器或開關量等。

            (2)PLC(可編程控制器)或RTU:含數據采集、處理軟件及與上位機的通信軟件,采用CONCEPT.XL.V2.6控制軟件。

            (3)AB433G系列無線點對點終端:可根據通信距離的遠近選擇不同功率的終端,可同時傳輸開關量和模擬量信號,可根據具體需求進行配置。

            (4)直流穩壓電源:要求抗高頻干擾能力強、紋波小、并有足夠的帶載能力;還應具有過流、過壓保護及防雷等功能。

            (5)天饋系統:一般采用定向高增益天線及低損耗饋線并配上優質的高頻接插件,有條件架高的盡量架高,以確保信號質量;多雷地區應配上同軸避雷器;每個分站的定向天線一般應對準中心站的全向天線。

            3系統組成及各部分功能

            系統主要由控制中心、移動變電站采集系統組成。中心監控系統由組態軟件PCAUTO完成;控制中心采集系統由移動變電站的PLC完成,其信息的傳遞方式為無線透明傳輸。

            3.1系統的軟件設計

            中心監控系統采用PCAUTO通用組態軟件完成移動變電站的監控。該系統是目前國內先進的自動化系統之一,已廣泛應用于工廠、煤炭、鐵路、糧食、天然氣、煤氣系統及石油化工行業。PCAUTO監控系統組態軟件以Windows NT、Windows 2000為操作系統平臺,以ORACLE、SYBASE、MSSQL等為數據庫平臺,以TCP/IP作為網絡通信協議,采用CLIENT/SERVER,B/S軟件結構。

            PCAUTO系統提供了標準的圖形化的用戶界面。根據PCAUTO提供的模塊基本功能,對PCAUTO組態編輯所需的工況圖、系統圖、工藝圖、曲線、棒圖等,并通過這些圖形,對實際的工況數據、生產過程進行監視,實現以下功能:

            (1)流程及實時數據查看??刂浦行挠懈鱾€移動變電站分布控制圖及各站的系統工藝圖,并在相應位置顯示電壓、電流、疏干泵運行等參數,還包括全站模擬量一覽表。

            (2)報警設置及打印。以不同顏色形式,把當前報警、已確認報警和已恢復報警區分開來,每個報警量可以顯示它的節點名、位號、描述、報警產生時間、報警消除時間、狀態、當前值等信息。

            (3)事件記錄。從上位機可以查看事件記錄,例如:某操作員于什么時間進行登錄,什么時間退出登錄等。

            (4)趨勢圖。趨勢顯示是帶有時間標志的一個數據圖表,顯示為時間函數的趨勢曲線,反應各量值的變化趨勢。

            (5)打印實時和歷史報表。

            (6)實時數據庫。實時數據庫用于儲存最新采集的來自現場控制站,以及通過通訊控制網絡采集的其他系統的各種過程變量,這些數據可用于顯示的動態連接或實時報表。

            3.2系統的硬件設計

            PLC控制系統采用TSXP-PLC的產品。TSXPPLC產品采用國際通用積木式結構組成,易安裝、易使用,系統可靠性、兼容性、擴充性強等功能,遠傳通訊功能強大、組網靈活、獨立完成測控任務,嚴格保證移動變電站設施的安全運行、正常生產。實現對現場設備的數據采集、報警、控制、聯鎖等控制功能。

            TSXP-PLC采用了32位元CPU,I/O點數從100點到2000多點,采用國際標準編程軟件,有足夠編程空間;遠程模塊最大可連接32個站點,距離1200m;支援以太網端口,采用ModBus RTU協議,可與任何MMI/SCADA/控制系統整合;采用模塊化設計,可方便使用,縮小空間;并帶有PID控制模塊。TSXPPLC數據采集使用ModBus總線架構;采用最新研發專利技術,可在現場直接將非隔離的RS485信號升級為具隔離的RS485信號。

            系統采用的PLC模板主要有:

            (1)TSXAEY8008CH模擬量輸入模板采集現場的4-20mA模擬信號。

            (2)TSXDEY16A5DI16開關量輸入模塊。

            (3)TSXDSY16R5D016開關量輸出模塊。以7號移動變電站為例,控制系統數據采集表和電氣系統所需資源如表1。

            序號 內容
            1 疏干泵10個,40DI/10DO
            2 疏干泵電流檢測10個,10個4-20mA電流采集
            3 水流開關,10個開關量采集
            4 系統電壓,1個電壓采集
            5 液位開關,20個開關量采集
            6 電加熱,10個開關量采集
            7 控制箱開門,1個開關量采集

            3.3控制中心與移動變電站之間的通訊設計

            在露天礦疏干排水無線控制系統中,AB433A無線透傳終端是連接控制中心與移動變電站PLC的重要環節。PLC每隔5min采集移動變電站運行情況,以時間標簽方式儲存本地數據,通過通道上傳到控制中心系統,供控制中心分析和使用。而控制中心的操作命令也是通過通道下達到移動變電站的PLC,所以通道是連接控制中心與移動變電站的神經。為了保證數據的實時性,整個露天礦疏干排水系統每天零點對所有的控制設備、計算機、PLC時鐘校時,統一時鐘。

            本方案控制中心與移動變電站的PLC采用AB433A系列無線點對點終端??刂浦行奶炀€的架設不低于10m,移動變電站及天線的架設位置根據實際情況,選擇避開高大建筑和強信號干擾地區,天線盡量架在最高點??紤]到控制中心數據交換量比較大,控制中心選擇了饋管和全向高增益天線進行連接。移動變電站根據實際情況則選用饋線和定向天線進行連接。

            3.4 移動變電站與一次儀表之間的無線連接

            移動變電站與一次儀表之間使用AB433G無線點對點終端連接,AB433G可將模擬量和開關量信號1:1傳輸,傳輸距離10米-20公里可選??蓪⑦h距離水井的液位信號,疏干泵的狀態,電流信息傳輸到PLC,也可將PLC的控制信息無線傳輸到水泵和水井。

            AB433G 開關量模擬量同時無線傳輸

            AB433G是西艾寶物聯網科技有限公司(http://www.yangyanya.com/)研發的一款無線終端,AB433G無線終端同時具有開關量和模擬量無線傳輸功能??蓪點的開關量和模擬量信號無線傳輸到B點,同時可將B點的開關量和模擬量信號無線傳輸到A點??梢怨ぷ髟邳c對點模式,也可以工作在點對多模式。AB433G無線終端采用無線電數字通信技術,可替代連接電纜,大大降低企業人力物力成本,減少施工和維護難度。

            AB433G無線終端具有4路開關量輸入、4路開關量輸出、4路模擬量輸入和4路模擬量輸出。針對工業用戶,全工業級設計,經過大量測試,質量穩定可靠。免編程,撥碼開關即可設置所有工作參數。產品體積小巧,標準導軌安裝。廣泛應用于工業自動化、廠礦、電力、水利、環保、農業、交通、軍工、安防等領域。

            4結語

            利用工業控制技術、PLC和AB433G無線點對點終端組成的露天礦疏干排水工業控制系統,具有組網靈活,移動控制范圍大的特點。此系統經過在露天礦一年多的使用,運行狀況良好,充分發揮了PLC和窄帶物聯網技術的特點,實現了煤礦排水系統的管、控、檢一體化,提高了煤礦排水的可靠性和自動化水平,產生了明顯的經濟效益。

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