KJ43水泵控制系统软件操作手册.docx
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KJ43水泵控制系统软件操作手册
KJ43矿用排水监控系统
软件操作手册
V1.0版
天地（常州）自动化股份有限公司
1.
版权说明
本软件系统名称为“天地自动化水泵嵌入式控制软件”。
其版权属于天地（常州）自动化股份有限公司，任何个人，单位未经本公司许可均不得使用，复制，转借或传播“天地自动化水泵嵌入式控制软件”，否则本公司将依法追究其法律责任。
未经本公司许可使用本软件产生的一切后果，本公司不负任何责任！
2.文档说明
2.1.文档概述
本文档为“KJ43型矿用排水监控系统”的软件部分用户手册。
本手册从用户使用角度描述控制系统软件部分的大体构架、配置方法、使用方法和常见的问题。
本手册的读者对象为KJ43型矿用排水监控系统的现场配置和管理人员。
2.2.系统概述
在KJ43型矿用水泵监控系统内，KJD30Z本安型工业控制计算机作为核心控制器，利用基于CAN、RS485、以太网等协议的通道与其他设备进行联网和通信，而设备通过其内部的接线端口与各控制对象的各类IO测点连接。
KJD30Z矿用本安型工业控制计算机采集和处理其所关心的各测点信号值，并控制对象进行动作。
2.3.定义、简写和缩略语
通道：
基于某个总线通信协议（CAN、RS485、以太网等）的数据传输通路，KJD30Z矿用本安型工业控制计算机通过通道与其他设备进行联网和通信。
设备：
处于某个通道内，包含一定数量的端口可供对象测点连接，KJD30Z矿用本安型工业控制计算机通过设备监控各个对象。
端口：
被包含于某个设备内，与（对象的）某个测点关联，KJD30Z矿用本安型工业控制计算机通过设备的端口与各个对象的交换测点信息。
对象：
所指系统中的某个传感器或执行器，包含一定数量的测点。
主控对象：
在水泵监控系统内，指具体的某一台水泵泵组（包括抽真空、电机以及出水闸阀）。
辅控对象：
附属于某台泵组的设备，如水泵电机、出水闸阀、真空泵等。
测点：
指的某个对象的监测量和控制量，就是我们通常所说的输入量和输出量。
包括开入量、开出量、模入量、模出量等，为KJD30Z矿用本安型工业控制计算机提供进行监控决策所需的状态或数值。
3.水泵系统概述
3.1.水泵系统现状
煤矿井下水泵承担排出井下全部涌水的重要任务，是保障煤矿安全生产的关键设备和重要场所。
每个煤矿至少有一个主排水泵房，在每个煤矿的中央泵房中，由不少于3套泵体组成，且管路不得少于两趟。
而在现有的煤矿中，特别是新型的大型煤矿，中央水泵房的水泵较多（一般都有3~5套），并且功率较大，管路设计一般都在2~3趟。
3.2.抽真空系统简介
水泵控制系统的关键部分是抽真空，抽真空方式较多，主要方式有灌泵、喷射泵、真空泵或相互组合等方式，根据对煤矿的调研，现有煤矿主要采用的抽真空方式有喷射泵和真空泵方式，或这两种方式的组合。
根据抽真空的方式不同，泵房的管路的设计也有一定的差别，煤矿井下的主要抽真空管路如下图所示。
图3.1喷射泵抽真空系统示意图
图3.2真空泵抽真空系统示意图
3.3.泵房管路示意图
泵房中管路的布局如下图3.3所示。
图3.3泵房管路示意图
3.4.单台水泵自动控制工艺流程
单台水泵自动控制的流程与手动流程基本一致，不同之处在于必须将受控量转换成电信号输入控制机，由控制机进行判断比较等一些列的逻辑运算，然后发出相应的控制命令，以达到水泵自动控制。
下图3.4以射流泵无底阀排水为例，说明单台水泵的起车流程。
图3.4起泵流程示意图
3.5.系统组成
系统以KJD30Z型矿用本安型工业控制计算机为核心、由CAN总线智能设备（KDK8型矿用多功能控制驱动器、KCC2总线式通用I/O接口）及外围保护监测传感器（正压传感器、负压传感器、水位传感器、温度传感器、流量传感器等）组成，完成水泵的控制和保护功能。
系统设备组成见下图。
图3.5系统设备组成示意
4.运行环境
4.1.硬件环境
本软件运行在KJD30Z矿用本安型工业控制计算机上。
CPUPXA270；内存128M；固态闪存1GB；外扩存储器SD卡2GB；12.1吋彩色液晶显示器，分辨率800×600。
4.2.软件环境
本软件运行操作系统是微软的WINDOWSCE5.0。
5.软件系统简介
5.1.使用前的准备
在运行本软件进行系统配置前，用户需准备以下文件，并将其置于KJD30Z矿用本安型工业控制计算机的正确路径下：
文件名
文件内容
文件格式
文件路径
CoalMineName.bin
矿名
二进制
\USER\CONFILE\
bcname.txt
水泵名称
Unicode文本
\USER\CONFILE\
DEVLIB.BIN
设备库
二进制
\USER\LIBFILE\
OBJLIB.BIN
对象库
二进制
\USER\LIBFILE\
DILIB.BIN
开入量库
二进制
\USER\LIBFILE\
DOLIB.BIN
开出量库
二进制
\USER\LIBFILE\
AILIB.BIN
模入量库
二进制
\USER\LIBFILE\
注意：
以下所列文件在出厂时已经正确导入，现场施工时无需对此类文件经行修改，只需要维护和使用人员知道文件的作用。
5.2.软件主要模块简介
在嵌入式控制机中，软件部分的程序均位于路径\User下，如图5.1所示。
图5.1嵌入式控制机软件截图
各个文件夹及文件的主要功能为：
ØCONFILE文件夹
保存具体某个现场的配置信息（如设备的控制接入、开关量参数以及模拟量参数接入配置信息），图形相关文件。
ØLIBFILE文件夹
组态库文件，组态软件（包含系统设备、被控设备、各类开关量和模拟量的相关信息和参数）。
通俗的讲，就是说系统配置时，可以从这些文件当中将需要的信息调用出来，就如日常生活中，需要的用的东西，我们可以从仓库中提取一般。
。
ØRunningBackup文件夹
保存双机热备模式下的相关信息，本系统软件支持两套主控机双机热备，以提高系统的安全可靠性。
ØHisRecord.exe
历史记录程序，包括用户配置、用户登陆、报警、故障等。
ØKjServer.exe，KjServerPS.dll
主程序及其接口文件，执行大部分后台控制逻辑，数据读取等。
ØPicView.exe，PicViewPS.dll
界面程序及其接口文件。
ØRegCCC.exe
注册程序，当KjServer或PicView中的接口部分由变化时，需要将接口信息重新写入注册表中。
ØSearch.exe
搜索匹配程序，主要搜索的智能型CAN总线设备。
ØTestCan5.0.exe
Can数据测试程序，可以查看每个智能型CAN总线设备上传的数据和信息。
其余文件一部分是执行接口中例行的循环和判断的辅助程序，另一部分是保证程序正常运行的文件，这些一般都不做修改，但是必须保证他们不能或缺，在修改配置之前，建议将原有程序先行备份，以防配置过程中将其误删，导致系统无法正常运行。
6.组态软件配置
6.1.配置基本信息
在下图所示界面中配置控制机地址、运行方式、本控制机控制的水泵数量、使用的通道等基本信息。
系统的配置用KJD30Z矿用本安型工业控制计算机面板上的鼠标按键和上下两排功能按钮配合完成。
图6.1
本机地址
在【本机地址】中输入控制机的地址，地址必须为1～255的整数。
默认地址是1，此配置只有在系统采用RS485通讯方式跟上位机通讯或者跟其他设备采用RS485通讯方式的时候才需要配置，否则采用系统默认即可，无需更改。
运行方式
选择控制机上电后的运行方式，默认是“本机集控”。
水泵数量及名称
在【水泵数量】中选择控制机控制的水泵数量，最大数量不超过15台。
配置水仓数量
在【水仓数量】中选择本机控制检测水仓的数量，一般是系统中安装了几台水位传感器，水仓数量就等同于水位传感器的数量。
配置双机热备
在【双机热备】中选择本系统中采用双机热备时所选用的热备通道，有CAN1和CAN2，如果系统中无双机，则此项不需要配置。
配置避峰填谷
在【避峰填谷】中选择本系统是否选用，此配置需要配合系统在“无人值守”运行模式下的运行。
配置班次安排
配置一个工作日中的班次数量以及各个班次的时间安排。
【班次数量】选择一个工作日的班次数量；【上班时间】、【下班时间】中输入上、下班时间，可选择3班或者4班。
*班次时间必须符合24小时制的时间规范，一般是以0点开始，24点结束。
下班时间不能早于上班时间。
配置使用的通道
配置使用的通道数量以及各个通道的参数和通信协议。
目前系统共提供CAN-1、CAN-2、485-A、485-B、485-C、485-D、以太网7个通道，对应于KJD30Z本安型工业控制计算机上外壳上的3C总线A,3C总线B,485-A/B、485-C、D、以太网A和以太网B共计6个接插件端口（KJD30Z本安型工业控制计算机外壳左侧还有一个插口为本机供电的电源插口，不需要在此做配置）。
在已启用通道中选择该通道所采用的通信协议。
CAN通道支持KJ161协议（为本单位自有协议），RS-485通道支持Modbus协议等。
对CAN通道一般选择通信速率为5.0kbp/s；对485通道根据实际情况选择【波特率】、【数据位】、【停止位】、【校验位】等通信参数（根据接入设备的通讯协议，或者上位机通讯需要配置）。
确认所有本页配置完成后点击【保存】按钮。
点击【下一页】按键进入“配置设备”界面。
6.2.配置设备
配置各个通道使用的设备。
图6.2
添加设备
在左边树形目录选择要添加设备的通道，如CAN-2。
如果系统中只有一个通道，则不必选择，直接进入配置即可。
在【通道设备列表】中，选择待添加设备，如KCC2、KDK8等，主要指的是控制设备和接入设备。
在【设备数量】中，输入待添加设备的数量，设备数量必须为1～100的整数。
点击【添加】，将待添加设备加入至【设备组态】列表中。
删除设备
在【组态设备】列表中，选择待删除设备。
点击【删除】将删除选择的设备。
点击【删除全部】将删除所选通道下的全部设备。
确认所有本页配置完成后点击【保存】按钮。
点击【下一页】按键进入“配置自动起停泵信息”界面。
6.3.配置自动起停泵信息
配置自动起停泵信息，主要指的是，系统在“无人值守”运行模式下，当水位达到相应的高度，应该启动的水泵的数量。
自动起泵页面
自动起泵的水位划分有：
危险水位、超高水位、高水位。
注意：
危险水位起泵数量必须大于等于超高水位起泵数量，超高水位起泵数量必须大于等于高水位起泵数量。
此处的配置，还关联着水泵运行状态的选择（运行泵、备用泵、检修泵），一般检修泵在任何水位产生时都不运行。
因此，在配置起泵数量的时候，一定要注意水泵运行状态的配置。
图6.3
避峰填谷页面
该界面中设定每个时段的最大起泵数量，在高水位信号时适用，在超高水位或危险水位时不受限制。
图6.4
确认所有本页配置完成后点击【保存】按钮。
点击【下一页】按键进入“配置公用对象”界面。
6.4.配置公用控制对象
配置系统公用的控制对象，指的是整个泵房中的每台泵组启动是都要用到的的判断参数或者接入设备，如泵房的的总出水管路流量信息、共用的抽真空设备等。
最典型的就是采用真空泵给泵组抽真空，换句话说，这台真空泵可以对整个泵房的任何一台泵组进行抽真空操作。
因此每台泵启动的时候，都需要先将其启动，然后才能对单台泵的设备进行控制。
图6.5
对象的配置过程与“配置水泵下属控制对象”相同，详见下节说明。
6.5.配置水泵控制对像信息
6.5.1.配置辅控对象
在配置辅控的对象时和相关测点时，需要操作人员对整个系统、控制设备以及被控设备有所了解，必须明白相关的被控设备和参数如何接入；接在哪个设备的哪个端口上；被接入的设备运行动作如何产生，采用的是“常开点”控制还是“常闭点”控制；还需要知道接入的模拟量的监测范围以及报警门限，哪些量是作为起停泵组的，哪些是作为过程量监测的。
配置每台水泵下的控制对象类型和数量，一般单台泵组包含水泵电机、出水闸阀、射流泵抽真空的控制球阀（如果射流泵作为共用对象的话，则电动球阀就不需要选择，应该在【公用对象】配置里面进行相关的配置）。
图6.6
添加控制对象
在树形目录选择要添加控制对象的水泵，如水泵1。
在【对象库】中，选择待添加控制对象的类型。
如电机。
在【对象数量】中，输入待添加控制对象的数量，对象数量必须为1～20的整数。
点击【添加】，将待添加对象加入至【对象组态】列表中。
删除控制对象
在【对象组态】列表中，选择待删除控制对象，点击【删除】将删除选择的列表。
点击【删除全部】将删除所选水泵下的全部控制对象。
确认所有本页配置完成后点击【保存】按钮。
点击【保护量】标签进入“配置保护量测点”界面。
6.5.2.配置保护量测点
配置保护量接线端口及测点属性。
图6.7
添加测点
在【测点库】中选择测点类型，如“泵体超温”；
对照上述端口配置表，在【接线设备】中和【接线端口】中选择该测点所接的设备及端口；
设置测点【动作延时】、【参与控制】、【报警】等属性；
点击【添加】，将配置的测点添加到【测点列表】中。
【报警】：
如果选择报警，当测点信息有效时，系统将在报警信息框中给出报警信息，并发出报警声音。
【参与控制】：
如果选择参与控制，当测点信息有效时，控制机系统将急停水泵。
【动作延时】：
表示测点有效后到报警或者停机的延时时间，单位是秒。
必须是0～255的整数。
设定延时时间，可以过滤掉一些频繁动作的误报警。
修改测点
在【测点列表】选择要修改的测点；
修改其端口配置、测点属性等信息；
点击【更改】按钮，完成修改。
删除测点
在【测点列表】选择要删除的测点，点击【删除】按钮。
点击【删除全部】按钮，则删除【测点列表】中的所有设备。
确认所有本页配置完成后点击【保存】按钮。
点击【模拟量】标签进入“配置模拟量测点”界面。
6.5.3.配置模拟量测点
配置模拟量测点的接线端口及属性。
图6.8
添加测点
在【测点库】中选择测点类型，如“出水压力”；
对照端口配置表，在【接线设备】中和【接线端口】中选择该测点所接的设备及端口。
【实际测量值范围】：
配置模拟量测点的实际值的范围。
如所测压力范围为0MPa～20MPa。
【接收信号值范围】：
设备端口接收到的数据范围，如KCC2-2模入2端口接收值范围为205～1023。
【停机上限】：
停机上门限值；
【停机延时】：
达到停机上限值后到停机动作的延时时间；
【报警上限】：
报警上门限值；
【报警延时】：
达到报警上限值后到报警发生的延时时间；
【报警下限】：
报警下门限值；
【报警延时】：
小于报警下限值后到报警发生的延时时间；
【停机下限】：
停机下门限值；
【停机延时】：
小于停机下限值后到停机动作的延时时间；
【报警】：
如果选择报警，当达到报警门限时，系统将在报警信息框中给出报警信息，并发出报警声音；
【参与控制】：
如果参与控，当达到停机门限时，系统将急停水泵；
点击【添加】，将配置的测点添加到【测点列表】中。
*配置实际测量值范围与接收信号值范围与所接线设备、测点信息、传感器类型等因素相关，详见下表：
接口类型
传感器模拟量信号
实际测量值范围
接收信号值范围
备注
KCC2-2
200HZ～1000HZ
传感器量程
205～1023
4mA～20mA
传感器量程
205～1023
0V～5V
传感器量程
0～1023
KCC2-5
PT100电阻
0～200℃
0～200
修改测点
在【测点列表】选择要修改的测点；
修改其端口配置、测点属性等信息；
点击【更改】按钮，完成修改。
删除测点
在【测点列表】选择要删除的测点，点击【删除】按钮；
点击【删除全部】按钮，则删除【测点列表】中的所有设备。
确认所有本页配置完成后点击【保存】按钮。
点击【开出量】标签进入“配置开出量测点”界面。
6.5.4.配置开出量测点
所谓的“开出量”，指的是系统中被控设备的控制。
水泵系统中单台水泵暂无开出量，不需要配置。
6.6.配置水泵下属控制对象信息
点击界面左侧的树形目录中对应的“水泵”中选择需配置的控制对象，如“1#电机”，进入控制对象配置界面。
这里主要配置被控设备的运行状态采集、模拟量参数接入以及控制输出，以及各类参数产生是应该采区的措施（需要对整个泵组的被控对象和相关参数如何接入有所了解）。
图6.9
控制对象的保护量、模拟量、开出量测点配置方法与水泵测点的配置方法相同。
详略。
6.7.配置水泵的控制序列
点击界面左侧的树形目录中对应的“水泵”中选择【控制序列】，进入控制序列配置界面。
图6.10
水泵及其控制对象包含“开序列”、“停序列”、“急停序列”3种控制序列，分别对应水泵的启动、停泵、紧急停泵。
控制序列由若干数量的控制步骤（下文简称步骤）组成。
一条完整的步骤由步骤编号、执行条件、条件成立的开出动作（以下简称“是动作”），条件不成立的开出动作（以下简称“非动作”）构成。
如果步骤条件成立，则将执行“是动作”，反之将执行“非动作”。
总时间：
执行完所有步骤动作预计所需要的时间。
单位是“秒”，如果定时时间到而还没有执行完所有的步骤，则自动执行“急停序列”。
步骤号：
步骤编号，应用程序按步骤编号执行，从1号步骤开始执行。
关系：
如果条件数大于1，用以表示条件间的关系。
选择“与”“或”。
与：
所有条件都成立才执行条件成立动作；
或：
任何一个条件成立就执行条件成立动作。
超时：
判断条件的时间，单位秒。
在此时间之内都有效，如果超出此时间，则表示判条件失败，执行条件不成立动作。
条件点：
选择系统中已配置的所有测点。
如果选择“无条件”，就是不做判断即执行相关动作。
类型、门限：
条件判断方式。
若条件点为开入量测点，则条件类型为“恒真”、“无效”和“有效”中的一种，若条件点为模拟量测点，则条件类型为“恒真”、“>=”和“<=”中的一种，并在“门限”中输入比较值。
如果“类型”选择“恒真”，表示不作任何判断即执行动作。
是动作：
条件成立执行的动作。
动作数量：
本次控制开出的设备和开出数量。
是动作点：
从已配置的本水泵所有开出点中选择。
如果不需要开出，选择“无动作”。
类型：
选择“有效”或“无效”。
“有效”表示开出动作。
“无效”表示撤销开出。
延时：
条件成立后到开出动作的延时时间。
下一步：
本条步骤动作执行完后的下一条步骤编号。
如果为0，表示流程结束。
如果为255，表示转入急停流程。
非动作：
条件不成立动作，配置方法见是动作配置。
添加一条步骤
一条步骤配置完后点击【添加】，本条步骤添加入步骤列表。
编辑一条步骤：
步骤列表中选择需要修改的步骤，按添加的方式进行配置，配置完后点击“更改”按键完成更改。
删除
点击步骤列表中的需要删除的步骤，点击【删除】按键删除相应的步骤。
如果需要删除全部步骤，点击【全部删除】。
确认所有本页配置完成后点击【保存】按钮。
点击【停序列】标签进入“配置水泵停序列”界面。
配置水泵停序列
配置方法与配置水泵开序列相同。
配置水泵急停序列
配置方法与配置水泵开序列相同。
由于单台泵组的被控设备比较多，单台泵组的控制执行的步骤比较多，因此
7.图形配置
主界面中图形显示区显示的内容由控制机内“USER\\CONFILE”文件夹中的“图形.XML”和“*.BMP”图片文件决定。
控制机出厂时图形显示模板，由工程人员在模板的基础上增加或删除测点完成图形配置。
测点显示由显示位置、示意方框、文本框等三部分组成。
在个人计算机上使用记事本打开“图形.XML”文件，插入以下内容。
--1#水泵_1#电机状态开始>//注释：
一个测点开始
//图形起始点：
以显示屏左上角为坐标原点，X方向向左265，Y方向向下262开始
--示意方框>//注释：
开始一个示意方框
//以图形起始点为坐标原点，左上角坐标X方向向左0，Y方向向下0，右下角坐标X方向向左20，Y方向向下15，
//AttributeFillColor初始颜色
//AnimationFillColor测点有效后的颜色
//颜色：
灰色#c0c0c0；绿色#009300；红色：
#ff0000；文本初始颜色#006464
//测点点号，CONFILE\BINFILE\DOTNUMBER.TXT文件中找到对应点号
//示意方框结束
--文本-->//注释：
开始一个文本
//以图形起始点为坐标原点，左上角坐标X方向向左25，Y方向向下0，右下角坐标X方向向左120，Y方向向下15，
IfItalic="0"RotateAngle="0"FillColor="#006464"AnimationFillColor="#009300"AnimationTEXTName="1#电机状态"BackColor=""/>
//FillColor，初始颜色
//AnimationFillColor测点有效后的颜色
//AnimationTEXTName测点有效后颜色
//测点点号
//文本结束
//整个电机状态测点结束
--1#水泵_1#电机状态结束>//注释：
一个测点结束
8.系统联网设置
控制机可以通过以太网上位机通讯。
8.1.网络设置
上位机和控制机的IP在同一网段，确保KJD30能在上位机上PING通，将OPC文件夹复制到工控机D盘根目录下。
8.2.上位机设置
注册工控机OPC文件夹中的KJSERVER.EXE、KJSERVERPS.的DLL、OPCDASERVER.EXE三个文件。
EXE文件注册方法：
在DOS窗口下运行文件路径\*.exe（文件名）/regserver。
Dll文件注册方法：
在DOS窗口下运行regsvr32文件路径\*.Dll（文件名），见下图。
图8.1
8.2.1.设置需链接的控制机
需链接的控制机名称在OPC文件夹中的
升级会员 