[实用新型]工业以太环网煤矿水泵房排水冗余控制器

说明书

技术领域

本实用新型涉及煤矿用控制装置，尤其是煤矿排水用控制装置。

背景技术

目前市场上的煤矿水泵房排水控制器常为单PLC控制器，只能单独监控排水系统，一旦控制器出现故障整个系统将陷于瘫痪状态，严重影响系统运行，这不仅增大了维修的难度，而且可能引起煤矿的安全事故。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种工业以太环网煤矿水泵房排水冗余控制器，本实用新型采用PLC冗余控制器，站内主控制器和备用控制器按设定程序互换监控泵房内设备，而且当一个控制器出现故障可以自动切换到另一控制器，从而保证泵房内设备一直处于被监控状态，排水状况处于理想状态。这样就弥补了只有一个控制器的缺陷，保证了水泵房的安全运行。

工业以太环网煤矿水泵房排水冗余控制器，包括：工业以太网、工业以太网环网链路、泵房监控主控制器、泵房监控分控制器、水泵和操作站；有两个泵房监控主控制器，每个泵房监控主控制器分别连接工业以太网和工业以太网环网链路；每个水泵的电机分别连接一个泵房监控分控制器，每个泵房监控分控制器均与工业以太网环网链路连接；操作站连接工业以太网环网链路。

本实用新型旨在提供煤矿水泵房排水冗余控制系统，泵房监控主控制器和泵房监控分控制器设计选用了西门子S7300PLC。主控制器和分控制器互为冗余，泵房监控分控制器相互独立，工业以太网环网链路传输，形成双控制器、以太环网传输的冗余控制系统。工业以太环网的煤矿水泵房排水冗余控制器采用双PLC控制，通过以太环网传输，在一定程度上保证了系统的冗余性，在实现了水泵房的自动控制的同时，确保整个系统可靠高效运行，保证数据的可行性。各个分控制器互相独立，当一个控制器瘫痪时，另一个控制器自动切入运行，不会对系统整体运行产生影响。另外，主控制器面板上设有Siemens 10′液晶触摸屏MP277，用以就地反映实时泵房信息。

本实用新型可提供的服务为：

1、煤矿水泵房设备的监测、信息采集，合理控制水位，保证水泵房处于理想状态。

2、不间断监测泵房设备运行状况，一旦发生状况立即报警，保证泵房设备健康运行。

3、通过工业以太环网进行传递泵房设备监测信息。

4、本排水冗余控制器采用主控制器和备用控制器，根据水位和压力控制原则，自动实现水泵的轮换工作。

5、PLC自动检测水位信号，计算单位时间内不同水位段的上升速率，从而判断矿井的涌水量，自动投入和推出水泵运行台数，合理调度水泵运行。

6、系统根据投入运行泵组的位置，自动选择启动射流泵，若在程序设定的时间内达不到真空度，便有报警输出。

7、对水泵实现温度保护功能。

8、主控制器面板上设有的Siemens 10′液晶触摸屏，可以实时反映设备运行状态，给工作人员提供实时信息。

本实用新型的主要特点：

1、本排水冗余控制器采用主控制器和备用控制器互换工作，从而降低了设备的运行负荷，保证了泵房设备安全运行。

2、采用以太环网传输，在一定程度上保证了数据传输的可靠性。

3、PLC控制程序采用模块化结构，冗余切换程序结构清晰、简捷、易懂。

4、各台水泵的运行控制以主备控制器建立联系，既保证了水泵控制的独立性，又保证了水泵运行的关联性。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图；

图2是本实用新型具体实施方式所述的主系统和备用系统的CPU工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图并用最佳的实施例对本实用新型作详细的说明。

参阅图1，工业以太环网煤矿水泵房排水冗余控制器，包括：工业以太网1、工业以太网环网链路2、泵房监控主控制器3、泵房监控分控制器4、水泵5和操作站7；有两个泵房监控主控制器3，每个泵房监控主控制器3分别连接工业以太网1和工业以太网环网链路2；每个水泵5的电机分别连接一个泵房监控分控制器4，每个泵房监控分控制器4均与工业以太网环网链路2连接；操作站7连接工业以太网环网链路2。

工业以太环网煤矿水泵房排水冗余控制器，还包括液晶屏6，液晶屏6连接工业以太网1。

参阅图2，上述结构中，排水冗余控制器由两套PLC控制器组成。开始时，主控制器为活动状，当主控制器中的任何一个组件出错，控制任务会自动切换到备用控制器当中执行，这时，备用控制器处于活动状态。同时也支持手动切换主备控制器的主备运行状态。

本实用新型为基于工业以太网的煤矿水泵房排水冗余控制器。控制器采用西门子S7300系列PLC，主控PLC和备用PLC互为冗余，以太网交换设备采用西门子x400系列交换机，交换机连接方式环开形冗余网络，主控PLC和备用PLC连接到工业以太环网链路上，并通这工业以太环网，连接到地面监控中心，实现从地面对井下水泵房的远程监控。实现了双控制器，工业以太环网的双冗余，这样只有在两个控制器同时出故障或者以太环交换机同时出现故障时，才会影响到泵房的控制，系统可靠性大大提高。主控制器与备用控制器的切换时间为500ms。控制分站采用西门子ET 200S PN IO，而且都具有CP343-1以太网通讯模块与主站通讯，分站之间相对独立，进一步提高了系统可靠性。分控制器对泵房内排水泵、射流系统、抽真空系统、管道电动阀门和水泵轴震动等装置实施自动控制及运行参数自动检测，通过检测水仓水位、电机电流、电机电压、闸阀开启度、流量、真空度等参数，控制水泵工作。主控制器面板上设有Siemens 10′液晶触摸屏MP277，就地实时以图形、图像、数据、文字等方式，直观、形象、实时地反映系统工作状态以及水仓水位、电机工作电流、电机温度、水泵温度、排水管流量、水泵真空度等参数。主控制器与分控制器通讯控制水泵轮换工作，合理调度水泵运行。同时主控制器控制柜内备有2个CP340串口通讯模块，其中1个与水泵的高压开关柜微机综保模块通讯，采集高压开关柜的电流、电压、功率等信号，实现对高压开关柜三遥；另外一个串口通讯模块与每个分站上的温度巡检仪通讯，检测每台电机和水泵的轴温。该系统具有运行可靠、操作方便、自动化程度高等特点。