水源井系統
一.系統概述：
柴礦水源井分為東、西井，在行政區南600m處，排程室位於行政辦公區，水塔位於行政區北600m處。現用兩台水幫浦由低向高打水到水塔蓄水。控制方案分為就地控制箱手動控制及排程室遠端控制兩種方式執行。
現場控制器為西門子s7-200可程式設計控制器控制；水塔為超聲波液位計；排程室採用力控組態軟體。
系統框架示意圖
二.系統存在問題：
1、 超聲波液位計每月出現卡死現象問題；
2、 在選廠用水、用電高峰期，水源井系統持續執行，造成用電費用過高；
3、超聲波液位計實時液位資料傳輸只能傳輸到排程室，通過4-20ma轉rs-485通訊方式，連線到伺服器***口與力控組態軟體通訊。力控組態軟體程式設計計算發出控制命令，達到自動控制水源井現場裝置自動運轉的目的。但是，在組態軟體未啟動或電腦主機未啟動時，會造成水源井現場plc接收不到控制命令，以至於裝置不動作，水塔缺水。
三、改造方案一
將原有自動控制部分，即用組態軟體採集水塔中超聲波液位計資料進行比較，然後下發控制命令的方式，改為由plc直接採集水塔水位資料進行自動控制。
1、水塔水位採用浮球式，浮球觸發控制訊號，訊號型別為開關量型別，即高低水位控制。低水位控制水幫浦啟動，高水位控制水幫浦停止。
用電峰期，高水位2控制點為停止水幫浦控制訊號，防止用電高峰期水幫浦持續執行；低水位控制點為啟動水幫浦控制訊號。低水位控制點要保證選廠在用水高峰期到來時，最低蓄水量加上兩台或單台水幫浦啟動蓄水水量能夠滿足高峰期總水量。且高峰期過後選廠用水量小於等於水幫浦蓄水量（需要選廠配合給出選廠高峰期總用水量及高峰期時間）。
用電谷期，將高水位2作為控制水幫浦啟動訊號，高水位1作為水幫浦停止訊號；高水位1控制點保證蓄水時，水位不能過高，溢位水塔。
浮球式訊號控制方式的優點：裝置成本低，訊號穩定，安裝方便，控制方式簡單，不需要解決遠距離傳輸訊號衰減等技術問題。缺點：控制精度低。
2、在系統程式設計階段，用plc自帶時鐘功能來分割用電「峰、平、谷」時間段。實現用電低谷時，水塔蓄水，以備廠區用水高峰。達到「削峰填谷」的用電目的。
浮球式水位控制示意圖
3、 水源井現場安裝一台壓力變送器，實時採集主管道內水壓值，同時做到水幫浦故障未啟動時，對主電路及水幫浦的保護作用。真實反映水源井水幫浦運**況。使得整個系統安全、穩定執行。
4、plc控制器安裝ai量模組，採集壓力等模擬量訊號，同時以備後續新增數字式功能表採集電機電壓、電流等模擬量訊號。
系統功能
實現水源井監控系統資料上傳至排程指揮中心，資料能夠進行資料庫儲存， 系統能夠與礦排程中心監控站通訊實現資訊傳遞和交換；系統能夠實現在排程中心監測水源井系統水幫浦的執行狀態，能夠檢測液位等模擬訊號，系統能夠實現在排程中心控制水幫浦啟、停，實現整個流程的自動控制，並可故障報警，故障停機。
自動控制部分：根據工況設定，以及時間、液位等引數自動開啟、停止水幫浦，對執行中的各種引數進行實時監控。
單機自動控制：地面監控主機將工作方式切轉到單機自動時，可在地面監控主機上單獨控制系統中的各裝置。此時各分站仍處於自動狀態，保護訊號動作時可報警停機。
就地手動控制：各裝置工作方式打到就地位置時，可直接在高壓櫃或就地控制箱上人工手動控制。此時系統僅**監測各裝置的執行引數，保護訊號動作時仍報警。此方式主要用於裝置檢修時。
四、改造方案二
在原有系統的基礎上，採購一台超聲波液位計或投入式液位計，達到雙液位控制，避免因單臺液位計計量不準確造成的誤操作。傳輸訊號為模擬量訊號。兩個訊號同時傳輸至plc，參與plc程式控制。
但需要解決兩台液位計訊號遠距離傳輸問題；原有超聲波液位計輸出訊號為4-20ma電訊號。
1、採購二台4-20ma模擬量訊號轉rs-485轉換器，根據rs-485理論傳輸最遠距離1500m。可以將rs-485訊號傳輸至plc，參與邏輯控制。
系統優點：系統自動控制精度提高，能夠準確讀取水塔實時液位數值，同時操作員可以根據兩台液位計數值顯示，手動操作現場裝置運轉。缺點：rs-485訊號遠距離傳輸訊號衰減，易受干擾。
2、採購四台4-20ma模擬量訊號轉乙太網轉換器，將兩台液位計訊號傳輸至plc，採購西門子s7-200模擬量模組，參與邏輯控制。
系統優點：系統自動控制精度高，訊號傳輸穩定，能夠讀取水塔實時液位數值，操作員可以根據兩台液位計數值顯示，手動操作現場裝置運轉。缺點：成本高，裝置維護費用高。
投入式液位計超聲波液位計
4-20ma轉rs-485 4-20ma轉乙太網
3、完善組態畫面控制
水源井原有控制系統，採用排程室上位機採集水塔超聲波液位計引數，計算比較發出控制命令。系統存在上位機故障或組態軟體執行故障時，水源井控制系統不動作。通過採購一台上位機及組態軟體，做到一備一用，達到系統持續穩定執行目的。
系統優點：系統可以一備一用安全穩定執行，改造簡單，改造專案少，日後新增新系統可以連續開發組態控制畫面。系統缺點：
採購費用高。
五、附錄：
裝置清單：
189梁洪玉天津比利科技
4000220007 天津線纜總廠
改造方案二裝置清單：
137周星球威斯特中行科技 189梁洪玉天津比利科技
4000220007 天津線纜總廠
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