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设备远程监控系统

强大泵业在供排水泵站相关配套控制系统设备的科技开发和技术投入上不遗余力,通过近20年的发展,在功能配置、可靠耐用以及现场特性化设计等方面已经跻身国内先进之列。 当前,强大泵业在使水泵主产品走专、精、特技术路线的同时,更着眼于用户现场整体解决方案的提出和解决:...

强大泵业在供排水泵站相关配套控制系统设备的科技开发和技术投入上不遗余力,通过近20年的发展,在功能配置、可靠耐用以及现场特性化设计等方面已经跻身国内先进之列。

当前,强大泵业在使水泵主产品走专、精、特技术路线的同时,更着眼于用户现场整体解决方案的提出和解决:不局限于仅提供电机、水泵、控制柜等单一设备,而是综合水泵性能、现场工况、安全规程甚至使用者操作习惯等特点,更致力于为用户提供质量可靠、功能完善、性价比高的供排水泵站系统整体解决方案。

 

质量可靠、功能完善、性价比高

公司利用其在传统泵站领域的技术优势,开发出通用于各种类型供排水站的KPS系列供排水控制系统,以满足不同规模、不同工况、不同控制要求的现场需要。

从规模及不同工况可分为工程项目(系统)级、泵站级、独立设备(单元)级三个级别。

工程项目(系统)级:公司电控设计部门当前具有供配电、工厂电气、仪表及自动控制、建筑电气等多专业设计人员,可以独立完成中大型供排水工程项目中10KV及以下供用电系统、自动化系统施工设计、设备制造、安装调试、现场监理等全部内容工作,通过此举可提高项目整体技术含量,而且将大大减轻项目工程实施中各单位包括设计院、施工方、设备制造厂、监理方之间的协调难度,是整体项目高质量、低成本、短工期的有力保证。

具体内容举例来说如多级泵站供排水项目、中大型综合水利项目、用户新建工程与原有工程之间的工艺配合,控制系统为KPS3000系列(中大型系统),完全可以满足中大型供排水工程项目中多泵站联合自动控制的需要,从系统级、泵站级、设备级提供完善控制解决方案。

泵站级:单一泵站内部系统,包括供用电、电泵控制自动化、工况仪表、视频监控、通讯网络甚至泵房建筑照明部分,电气二次(控制系统)采用我公司成熟产品——KPS2000系列泵站自动控制系统,

控制系统的主要功能配置:

潜水电泵的监控与保护;

高压供用电系统的监控与保护;

辅机设备的监控与保护;

现场工况工艺的监控与保护。

控制系统根据潜水电泵站的特点,既可以在地面控制室对井下泵站水泵机组及阀门等排水系统设备进行远程监视、控制,也可以在井下泵房对上述设备进行就地操作。并且无论远程还是就地,其控制过程均可实现全自动化。

在电泵机组、电气线路、阀门、管路等设备的设计选型上,考虑了井下现场的工况,即:我们的设备,在有可能被水淹的工况下,均按照防水设计,可以较长时间的在水下正常运转排水,完全满足煤矿防水相关的规定。

“正常排水”模式下,根据水量大小、水位高低、调度指令、设备状态、现场工况等条件,可以实现轮值控制(设备管理模式)、削峰填谷(用电经济模式)、效率最佳(运行经济模式)等原则进行自动运行,全过程自动化,正常运转情况下可实现运行过程的“无人值班”。当发生透水事故时通过透水点现场信号开关或人为报警信号将系统工作模式转换为“事故强制排水”,系统将按照内置智能程序依次启动全部水泵及排水系统设备,实现事故状态下最大能力排水;当井下水量过大造成淹井时,系统会自动切断井下电气控制回路(实现电气完全隔离,确保设备及人身安全),控制模式转换为地面远程模式,在最大限度内确保电泵及排水系统设备的正常运转。

独立设备(单元)级:针对单设备工况,在缺少系统成套综合设备的情况下,采用单组(单套电机、水泵、控制系统)独立控制的设计原则,确保每套设备可以独立运行、维护。也可将每套设备设计成可移动的、独立的供排水单元,非常适合用户现场非固定安装场合的需要。

如:在每套潜水电泵单元中,配备有一台电泵、一套启动控制装置、一套独立测控单元,并且全部设备都设计为移动式(整套单元方便运输),当某矿井发生透水事故时,在电泵安装到位的前提下,15分钟内就可以完成现场接线(包括动力接线和控制接线),方便、快捷、高效、安全,控制设备可以根据要求做成户外型(防护等级可达IP55),非常适合抢险需要。

采用KPS1000系列小型控制系统,虽然是独立设备单元,但是拥有完善的测量控制单元,实现小而全的小系统控制功能,并可以根据用户现场扩展需要通过工业通讯总线方式接入KPS3000/2000系统中,成为总系统中的子环节。

 

KPS系列供排水控制系统的介绍

KPS系列供排水控制系统采用全集成化的设计理念,自动化程度高,通过全面完善的功能设计、种类齐全的配置、结合现场实际工况,着力为用户创造一个安全可靠、高效、易用、高性价比的解决方案。通过现场配置各种测量传感器、仪表、信号发生器等装置,采集工况信号,并通过远程I/0或者我司专用现场控制器等设备,以通讯总线方式传入中控系统。中控系统的主机采用进口高性能可编程控制器,软件则采用我公司自主研发的KPS供排水泵站专用自动控制软件,实现对全站设备的监控,具有可靠性高,监视、控制直观方便、功能强大的优点,可以完成以下主要控制功能:

1、实时检测全部设备状态,可进行异常自诊断和故障判断、报警、联锁,具有完善的误操作预防措施,在操作失误会出现提醒操作人及时修正,具有良好的人性化设计和安全预防功能

2、具有强大的数据库管理功能,对排水泵站的各项运行参数,如即时流量、区域时间累积流量、运行时间、各台设备操作记录均可做到全过程记录,方便数据的查询、调用、管理。

3、系统设计理念为集散控制系统DCS),不但可与上级管理调度系统实时通讯,而且具有良好的与其他系统(其他厂家)的接口兼容功能,实现通讯信息的共享和联控,有效避免“自动化孤岛“效应。同时,每个子系统的设计采用模块化设计,方便用户配置,可根据不同需要添加不同功能,实现强大控制效能。

4、通过“用电经济模式“下的峰谷运行控制,实现用电节能降耗,降低生产成本;通过“轮值控制”,确保水泵机组保持良好状态,最大使用寿命,减少维护修理成本。实现泵站运行的最优经济性

5、良好的人机交互界面,功能简洁实用,非常适合非专业人员上手操作使用。具有远程监控功能(需要联网)。

KPS系列供排水控制系统具体功能简介:

安全措施:

泵站全部设备的自动化监测和程序操作、异常(故障)状态安全联锁保护。在开启该功能的情况下,用户的执行操作、运行、过程处理都会处于自动化系统的监控之下,有效避免人为误操作;而且当控制系统发出执行指令而现场设备未及时做出正确执行响应时,也会出现报警提醒,确保设备故障得到及时有效的处理。

.在设备运行过程中,自动化系统将长期持续监视、记录各台主设备的工作状态,并存储于其服务器内,随时可供查询调用,因此系统不仅可以实现故障报警,还具有故障分析预测能力,即当某台水泵设备同样工作条件下工作状态与以前发生较大变化时,系统会出现预报警提醒;确保故障在萌芽阶段被发现并得到处理,有效降低了事故发生率,大大提高了安全性。

.系统设备还具有以下功能:

电气保护具有短路、过流、断相/不平衡、过压、失/低压、接地等保护功能。

电动机温度、缺水,水位、闸阀状态、水泵流量、扬程异常监测等保护功能。

综合考虑各种恶劣工况,设备采用多重可靠的抗冲击、抗干扰、抗衰减设计,在电压浪涌冲击、谐波干扰、长距离信号衰减等工况条件下有极好的表现。

参数监测和记录:设备状态参数(运行/停止/启动位置信号、手动/自动、远程/就地、正常/故障、电机温度、应急开关位置、阀门开度等);现场设备、工况参数(流量、扬程、水位等);电气参数(三相电流、三相电压、功率、功率因数、频率、零序电流电压等);计量参数(瞬时水量、累计水量、有/无功电量、峰谷电量等)

以上参数根据需要可以长期记录、存储于系统的服务器内,可随时被系统主机或操作人员调用,以实现设备磨损状态监视分析、设备故障预报警或泵站数据统计等用途。

通讯和信息管理能力:

泵站运行的各种参数信息、设备状态信息、故障报警信息、操作调度等信息的采集、处理、存储、制表输出均由系统自动完成,无须定期抄表,方便管理,真正实现“无人值班“。

可具有远程通讯、无线数传等配置功能,即使管理人员不在现场,也可通过一台联网电脑或者上网手机就可实现随时、随地对泵站状态的远程监控和处理,可实现指定参数数据的上传和下载。并支持远程视频监视。

精良的设备元件:

控制系统元件均采用世界级品牌,专用部件如PAS潜水电泵智能保护器由我司独立设计,并委托国内自动化专业厂家代工生产,从设计、制造、元件等方面确保质量。经过多年市场检验,已经充分验证了可靠性。各成套设备的装配、调试均由技术精湛的专业技术人员完成。

完善的人性化界面

精湛的装配工艺

优质可靠、外观精美的元器件

专业的成套柜制造能力

供货设备说明:

1电气控制装置

1.1高压部分,电压等级大于1kv的电气设备属于中高压设备。高压设备按照使用场合分为户内(标准)、户外(非标)和防爆三种。

1.1.1户内标准成套设备,按照使用方便性分为箱式和独立式两种。其中箱式可以将整台排水泵的电气控制装置装在一个坚固箱体内,具有运输、安装方便等优点,适合抢险等应急场合。独立式为单台设备标准式样。

1.1.2户外成套设备,同样分为箱式和独立式,与户内不同的是,设备外壳(箱体)的防护等级最高可以做到IP55,完全满足户外使用场合。

1.1.2.1按照用途,分为供电系统设备和电动机控制设备两大类。

1.1.2.1.1高压供电系统设备按照功能,有如下几种:

电源柜,用来给整个泵站电源进线控制用;测量/计量柜,满足泵站级测量/计量需要;出线柜,各负荷回路控制出线,包括变压器、电容器组等辅助设备等;电容柜,用来改善功率因数的电容器组柜。

1.1.2.1.2高压电动机控制装置设备,有如下几种:

全压直接启动型,控制简单,可靠性高,但对使用场合电网的系统容量有一定要求。

变频调速型,作为目前最先进的交流调速技术,但是应用在高压潜水电泵场合上技术还不是太成熟。

降压启动型目前主要分为三种:

电抗器型,造价低,可靠性高,基本免维护,启动特性因为电压的阶梯性,所以电流有冲击。

液阻型,造价低,启动特性曲线较平缓,冲击电流相对较小,但是需要定期维护。

电子软启动型,启动特性曲线较平缓且可调,冲击电流可调,缺点是对环境要求较高、造价高,可靠性不如前两种。

1.2低压部分,电压等级低于1KV的电气设备属于低压设备 ,低压设备按照使用场合、功能用途的配置与高压设备类似。

1.2.2低压电动机控制装置设备,有如下几种:

全压直接启动型,控制简单,可靠性高,但对使用场合电网的系统容量和低压元件的选型有一定要求。

变频调速型,作为目前最先进的交流调速技术,在低压潜水电泵场合上的应用还是相对比较普遍的,但对电动机的绝缘质量、电机电缆的长度、变频器配置有一定要求。

降压启动型目前主要分为三种:

自耦变压器型,造价低,可靠性高,基本免维护,启动特性因为电压的阶梯性,所以电流有冲击。

星三角切换型,控制柜的造价虽然最低,但是需要电动机有两根电缆出线到控制柜,会增加线路成本。

电子软启动型(低压),成熟应用产品,启动特性曲线较平缓且可调,冲击电流可调,相对高压对环境的要求不高,但造价相对较高。

2、仪表控制、二次保护装置

仪控和二次保护装置按照测量范围分为水力系统(含辅助机械)和电气系统两大类,按照应用场合又分为防爆和普通型。

2.1水力仪表,主要包括三大类:流量类、压力类和液位类。

流量仪表主要有超声波流量计、电磁流量计、流量开关(细分为机械和电子两类),其中:

超声波流量计在动态测量管路实时流量具有安装简便、性价比高等优点;电磁流量计具有测量精度相对较高的优点,但安装较烦琐(通常配有法兰)且价格较高;超声波和电磁流量计可以测得动态模拟流量值。而流量开关通常定义为开关量输出,即达到设定流量后给出触点信号。

压力测量仪表主要有压力传感器(含变送器)、压力开关、远传压力表等。三者的安装过程基本相同,主要区别:

压力传感器输出连续的模拟压力信号;压力开关当测量压力达到设定值后,输出开关量信号;而远传压力表可以根据测量压力给出连续变化电阻值信号,其信号相对压力传感器精度较差,易受干扰。

液位仪表主要由超声波液位计、静压式液位计、液位开关等,三者的功能原理和安装形式有较大区别。

超声波液位计安装于水仓上方,与水不直接接触,可以输出连续的模拟水位信号;静压式液位计探头需要投入水仓底部,靠测量水仓底部压力来换算成液位高度的原理,亦可输出连续的模拟水位信号;而液位开关

多采用浮球形式,靠水位高低改变浮球位置,使其内部触点动作;另还有水位电极,但一般井下出于防爆要求,多不采用。

2.2电气系统仪表、保护装置

电气二次保护装置,主要包括电源进线、出线(电动机、电容器、变压器等)、测量/计量等控制柜、设备、回路的控制和保护功能。分为两大类:微机综合保护和传统继电器保护。

微机综合保护为当前主流的保护装置,可以提供过流、速断、过负荷、过/欠压、接地等保护,功能全面、完善、可靠,同时结合二次后台,可以完成变电站(泵站)级的自动化控制;继电器保护虽然具有造价低的优点,但保护功能单一,调整、调试难度大,精度相对较差等缺点,应该属于渐被淘汰的形式。

潜水电泵专用保护器:主要根据我司潜水电泵(内充清水式)保护功能特点量身定制,具有绕组测温、轴承测温、贫水保护、环境水位等保护功能,具有功能完善、灵敏度高、质量可靠、适用范围广等优点,其功能原理由我司自行设计,委托专业自动化厂商代工制造。共有两种型号,KD100KD100T

绝缘电阻在线测试仪:可以随时对电机电缆和电机绕组的绝缘进行在线监测,一旦检测到异常,可以输出报警信号或跳闸信号。

其他电量仪表包括电流、电压表、计量表、功率因数表以及变送器等配套仪表和器材。

3自动化系统

自动化系统主要由中控台、人机界面(后台工控机)、电源系统(包括交直流系统)、网络通讯系统、软件系统、工业监控系统等。

3.1中控台//柜按照功能分为两种:

可编程监控型,控制核心为模块化的高性能PLC,具有强大的数据运算和逻辑处理能力,内装我司自行设计的专业潜水电泵站自动控制软件,可以实现潜水电泵的参数检测、保护联锁和信息管理,可以实现潜水电泵的运行管理达到“无人值班,少人值守”水平。

远程控制型,适用于不需要高度自动化的普通应用场合,可以实现控制室远程控制/现地控制的切换,其中,通往机组的电器模块和现地模块采用特殊设计,确保即使在控制电缆或现地模块被水淹的情况下,仍能保证机组正常控制和设备人员电气安全。

注:可编程控制型可以实现远程控制型的全部功能,换言之,远程控制型是可编程控制型的简化版本。

3.2人机界面

人机界面主要分为两大类,触摸屏(柜装)和工控计算机.

工控计算机,属于功能最完善型,可以实现泵站控制系统的全功能,从操作功能区分,由操作员站和工程师站组成。计算机采用行业著名品牌的工业级产品,具有高可靠性、高性能等特点。

触摸屏,为人机交互功能的低成本配置,提供因用户而异的个性化设计,在尽量减低成本的基础上力求满足用户的实际需求。具体的配置以设计图纸为准。

3.3网络通讯,实现泵站自动化系统、上级管理调度站、OA系统、其他控制系统的之间的数据交换、网络通讯管理,并支持互联网远程管理。

3.4软件系统,采用模块化软件结构,强大功能支持,泵站运行参数、设备运行状态、报警和故障信息的采集、处理、存储和传递,数据库的建立和管理,以及数据查询、统计,报表生成,实现全面、完善的自动化管理,真正达到全站“无人值班”级别控制。

3.5工业监控,可以实现井上、井下重点工作部、关键位置的视频监视。同时可以结合生产监控系统,信号可以上传到控制室或管理者办公点。

4、辅助设备控制装置

包括出口阀门、动力/照明、就地控制设施等需要与潜水电泵启动、运行、保护进行自动化联锁的配套装置或设备。

5、电气材料

提供包括煤矿用屏蔽软电缆(电力电缆)、水下用电缆中间头(终端头)、煤矿用屏蔽控制电缆、桥架、母线等全部电气材料,为用户提供完善全面的解决方案。

KPS电气图(模块)

主要业绩

序号

典型业绩名称

型号

用户单位

用户现场

项目时间

数量

1

高尔夫球场灌溉泵站

LBQ-45

河北涿州京都高尔夫球场

河北涿州

2005

2

2

矿井排水泵站

KPS2000

山东莱钢

莱刚马庄矿井

2009

1

3

卡拉库里农业灌溉泵站

KPS2000

北京中元国际工程公司

乌兹别克斯坦布哈拉州

2012

2

4

刚果金铜钴矿坑排水泵站

KPS3000

华刚矿业(中刚合资)

非洲刚果金科罗维林市

2013

4

5

盾构泥水环流系统中继泵站

KPS1000

中铁一局

武汉地铁

2015

8