盤縣煤礦北二區(qū)5水平自動排水控制系統(tǒng)設(shè)計-職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文

1、<p>　　本科畢業(yè)論文（設(shè)計）</p><p><b>　　論文（設(shè)計）題目：</b></p><p>　　盤縣煤礦北二區(qū)750水平自動排水控制系統(tǒng)設(shè)計 </p><p>　　學(xué) 院：職業(yè)技術(shù)師范學(xué)院 </p><p>　　專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計制造及其自動化</p>

2、<p>　　班 級：機(jī)自101班 </p><p>　　學(xué) 號：1**0**0*** </p><p>　　學(xué)生姓名：* 永 </p><p>　　指導(dǎo)教師：錢宏琦 </p><p>　　2014年 6 月 2

3、日</p><p>　　貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計）</p><p><b>　　誠信責(zé)任書</b></p><p>　　本人鄭重聲明：本人所呈交的畢業(yè)論文（設(shè)計），是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所完成。畢業(yè)論文（設(shè)計）中凡引用他人已經(jīng)發(fā)表或未發(fā)表的成果、數(shù)據(jù)、觀點(diǎn)等，均已明確注明出處。</p><p><b>

4、　　特此聲明。</b></p><p>　　論文（設(shè)計）作者簽名： </p><p>　　日 期： </p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘要III</b></p><p><b

5、>　　關(guān)鍵詞III</b></p><p>　　AbstractIV</p><p>　　KeywordsV</p><p>　　第一章 前 言1</p><p>　　1.1設(shè)計的目的和意義1</p><p>　　1.2煤礦排水在國內(nèi)外的發(fā)展概況及存在的問題1</p>&l

6、t;p>　　1.3應(yīng)解決的主要問題2</p><p>　　第二章 礦井排水系統(tǒng)的設(shè)計3</p><p>　　2.1確定排水系統(tǒng)的方案3</p><p>　　2.2排水系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)3</p><p><b>　　2.3系統(tǒng)功能4</b></p><p>　　2.3.1水泵備用功能4&

7、lt;/p><p>　　2.3.2保護(hù)功能4</p><p>　　2.3.3系統(tǒng)自動控制功能4</p><p>　　2.3.4防倒灌功能5</p><p>　　2.4管道的水力計算和水泵的選型5</p><p>　　2.4.1管材的選擇5</p><p>　　2.4.2排水管路計算6&l

8、t;/p><p>　　2.4.3選擇水泵8</p><p>　　2.4.4單泵基礎(chǔ)設(shè)計8</p><p>　　2.5水泵機(jī)組的布置設(shè)計10</p><p>　　第三章 電路與控制回路的設(shè)計13</p><p>　　3.1電流的計算13</p><p>　　3.2 可編程控制（PLC）的選型

9、16</p><p>　　3.3 PLC設(shè)計19</p><p>　　3.3排水系統(tǒng)的動作順序及要求21</p><p>　　3.4水位控制計的設(shè)計22</p><p>　　3.5觸摸屏設(shè)計23</p><p>　　第四章 系統(tǒng)安裝26</p><p>　　4.1水泵房布置26&

10、lt;/p><p>　　4.2水泵的安裝26</p><p>　　4.3電氣設(shè)備的安裝27</p><p>　　4.4管道試壓、絕緣測試與試運(yùn)行27</p><p>　　4.4.1管道試壓27</p><p>　　4.4.2絕緣測試28</p><p>　　4.4.3試運(yùn)行28</

11、p><p>　　第五章 結(jié)論29</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)30</b></p><p><b>　　致 謝31</b></p><p><b>　　附 錄32</b></p><p>　　盤縣煤礦北二區(qū)750水平自動排水控制系統(tǒng)設(shè)計

12、</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　煤是一個國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基石，也是我國的主要能源，因此煤礦安全生產(chǎn)成為了中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展正常進(jìn)行的基本保障。煤礦安全生產(chǎn)，需要對煤礦里的因素進(jìn)行合理、安全的掌控。其中幾個影響煤礦安全的重要因素當(dāng)中，水較為嚴(yán)重，因此要確保煤礦安全生產(chǎn)就要合理的控制煤礦里的水。然而，目前煤礦安全問題卻日益突出，尤其是透水事故和瓦斯

13、事故。</p><p>　　對于煤礦中在生產(chǎn)過程中占重要地位的幾個大的系統(tǒng)中，排水系統(tǒng)是比較重要的系統(tǒng)。如果在煤礦中涌入的地下水沒有及時的被排出的話，將會給礦井里的工人和機(jī)械設(shè)備帶來嚴(yán)重的威脅，甚至還會造成整個礦井的崩塌。因此，要確保煤礦安全生產(chǎn)就需要排水水泵的安全、可靠運(yùn)行。所以煤礦建設(shè)和生產(chǎn)不可缺少排水設(shè)備。然而在中國，大多煤礦礦井排水系統(tǒng)還比較落后，許多煤礦的排水系統(tǒng)操作還是有工人來完成，如需要工人來完成排

14、水水泵的開啟、停止及選擇切換，這些全都靠工作人員的責(zé)任心。因為還達(dá)不到根據(jù)水位來進(jìn)行排水，煤礦的自動化管理水平和安全生產(chǎn)就會受到很嚴(yán)重的影響。同時，由于人為的因素容易造成事故的發(fā)生。</p><p>　　本次設(shè)計的核心是可編程控制器，利用傳感器來采集水位信號，經(jīng)過可編程控制（PLC）的處理，達(dá)到控制水泵的啟動和停止目的，這樣就可以節(jié)能、減排，提高安全。</p><p>　　關(guān)鍵詞：安全，排

15、水，可編程控制，節(jié)能</p><p>　　Two north of Panxian coal mine 750 level automatic drainage control system design </p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Coal is a cornerstone of nationa

16、l economic development, but also the main energy in China, so the coal mine safety production has become the basic guarantee for normal China economic development. The coal mine safety production, need to be reasonable,

17、the factors of coal mine safety control. The most important factor affecting the safety of coal mine, the water is more serious, so to control the coal mine to ensure safe production in coal mine will be reasonable in th

18、e water. However, the curren</p><p>　　For the important position of several coal mines in the production process of large systems, drainage system is more important. If the influx in coal mine underground wa

19、ter is discharged if not timely, it will bring serious threat to the mine workers and machinery and equipment, even cause the entire mine collapse. Therefore, to be safe, reliable operation and ensure the safety of coal

20、production will need to drain pump. So the coal mine construction and production indispensable drainage equipme</p><p>　　The core of the design of the programmable controller, to collect the water level sign

21、al by sensor, through the programmable control (PLC) processing, to control the pump to start and stop the purpose of energy saving, emission reduction, thus, improve safety.</p><p>　　Keywords：safety, draina

22、ge, programmable control, energy saving</p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　1.1設(shè)計的目的和意義</p><p>　　這次設(shè)計是大學(xué)中最后的一次設(shè)計，設(shè)計的要求是最嚴(yán)格的一次，設(shè)計的內(nèi)容是最豐富的一次。通過本次設(shè)計能夠很好的檢驗我在大學(xué)四年來所積累的知識以及運(yùn)用知識的能力，

23、也是對課外知識的一次測驗。讓我們進(jìn)一步鞏固和加深對理論，技能和專業(yè)知識，使之系統(tǒng)化，綜合。從中我們獲得了從事科研工作的基本訓(xùn)練。使我們的工作文化獨(dú)立，獨(dú)立思考的能力和運(yùn)用知識解決問題，更重要的是，它發(fā)展我們的獨(dú)立學(xué)習(xí)新知識的能力，在我們的設(shè)計中，工程制圖，數(shù)據(jù)處理，寫作，文學(xué)，書籍等基礎(chǔ)工作，實(shí)踐能力得到了進(jìn)一步的提高，并增強(qiáng)了我們的理解的PLC，了解了功率不同的三項異步電動機(jī)的基本知識。它對于負(fù)責(zé)、仔細(xì)、求實(shí)、鉆研有著重要的作用。在今

24、后的工作中，在技術(shù)方面，有著非常重要的意義。</p><p>　　1.2煤礦排水在國內(nèi)外的發(fā)展概況及存在的問題</p><p>　　在大多數(shù)的發(fā)達(dá)國家里，對于礦井中水資源的管理已經(jīng)進(jìn)邁入系統(tǒng)化管理的階段。他們建立了資源管理信息系統(tǒng)，采用系統(tǒng)化、計算機(jī)技術(shù)以及信息化，集合了一些優(yōu)點(diǎn)如統(tǒng)計化、規(guī)范化以及運(yùn)籌化管理水資源的質(zhì)量和水環(huán)境管理的優(yōu)點(diǎn)。他們的許多成熟的技術(shù)，我們可以學(xué)習(xí)，例如，預(yù)測在礦

25、區(qū)水文地質(zhì)勘探，地下水，動態(tài)觀察洪水，緊急切斷水和礦井水的綜合治理。這下發(fā)達(dá)國家將排水設(shè)備的自動化納入了煤礦礦井水資源管理的計劃當(dāng)中，盡管他們沒有排水設(shè)備的自動化方面的獨(dú)立研究。他們將所有的控制信息都集中到中心控制室，統(tǒng)一控制。</p><p>　　到目前為止，還存在著許多采用簡單手動啟動、停止排水設(shè)備的小型煤礦，這樣不光是浪費(fèi)大量的資源，重要的是不便于知道水在礦井中的具體水位情況，這會對煤礦及設(shè)備帶來非常大的安

26、全隱患。</p><p>　　到目前為止，采用繼電器進(jìn)行控制這種方法不僅存在國外，而且還存在我們國內(nèi)的許多煤礦礦井排水系統(tǒng)中。一個方面，這樣的排水系統(tǒng)可靠性比較差、自動化程度不夠高、安全系數(shù)比較低；另一個方面，煤礦能否正常供電會受到排水器械的功率大，頻繁啟動的影響，因為那樣會對電網(wǎng)造成很大的沖擊；其次，水泵啟動之后，發(fā)出的噪音和震動大，這樣就會縮短排水設(shè)備的壽命。所以這樣的排水方式效率很低、工人的勞動強(qiáng)度大、而且

27、錯誤操作會比較的多，是一種落后的排水方法。</p><p>　　這些缺點(diǎn)可以由自動排水系統(tǒng)來克服，這會節(jié)省大量人力。它的原則是安全、可靠、先進(jìn)。無人值守的實(shí)現(xiàn)，抽水設(shè)備的可靠安全運(yùn)行，可以由自動排水系統(tǒng)在指揮調(diào)度中心利用數(shù)字技術(shù)來達(dá)到對井下排水系統(tǒng)的設(shè)備進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視、控制來完成。</p><p>　　在信息與科技的時代，煤礦排水系統(tǒng)應(yīng)該向自動化方向發(fā)展。利用傳感器等檢查元件對處理進(jìn)行反饋，

28、并通過處理器自動分配安排多泵的啟停。運(yùn)用得比較多，并且技術(shù)比較成熟的主要是PLC控制?？删幊炭刂破鳎≒LC）已在很多領(lǐng)域特別是自動控制領(lǐng)域飛速發(fā)展，已成為了現(xiàn)在的自動控制的主要產(chǎn)品。</p><p>　　1.3應(yīng)解決的主要問題</p><p>　　在這次畢業(yè)設(shè)計中，需要解決以下幾個問題：</p><p>　　排水方案的確定。排水方案的確定不僅關(guān)系著消耗能量的多少，而

29、且對煤礦安全也起著重要的作用。</p><p>　　水泵房的合理設(shè)計。合理正確的設(shè)計水泵房，對提高排水系統(tǒng)的安全，減少用在排除故障的時間，以及在危險情況下工人的緊急疏散，有很大的作用。</p><p>　　主回路的設(shè)計。選型和啟動電動機(jī)的方案，計算短路和過載保護(hù)的設(shè)計。</p><p>　　（4）電器控制的設(shè)計。觸摸屏式的選擇和設(shè)計，控制電路的設(shè)計，邏輯設(shè)計，PLC

30、設(shè)計，電路設(shè)計、電氣部件選型保護(hù)。</p><p>　　作為本次設(shè)計的核心部分，電器部分的設(shè)計要注意的是電器的選型，有三個變量：水位高低、涌水和排水量。</p><p><b>　　礦井排水系統(tǒng)的設(shè)計</b></p><p>　　2.1確定排水系統(tǒng)的方案</p><p>　　煤礦工人和煤礦安全靠排水系統(tǒng)安全運(yùn)行作重要保障

31、。排水系統(tǒng)的可靠性已成為一個重要的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)體系，而且綜合考慮排水系統(tǒng)，環(huán)保，節(jié)能，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。確保排水系統(tǒng)的安全性，就需要使用強(qiáng)，經(jīng)久耐用，不易腐蝕管子的管，但價格質(zhì)量比較高，所以要平衡安全和經(jīng)濟(jì)。</p><p>　　據(jù)《煤礦安全教程2010》中第二百七十八條的規(guī)定，煤礦中的水泵需要有工作、備用和檢修的水泵。作為工作的水泵，能在20h內(nèi)排出礦井24h的正常涌水量。備用水泵的能力應(yīng)大于或等于工作水泵能力的百分之七十

32、。工作和備用水泵的總能力，應(yīng)能在20h內(nèi)排出礦井24h的最大涌水量。檢修水泵的能力應(yīng)大于或等于工作水泵的總能力的百分之二十五。地質(zhì)復(fù)雜的礦井，可在主泵房內(nèi)預(yù)留安裝一些水泵的位置。管道設(shè)置必須有工作和備用的管道。工作水管的能力應(yīng)能配合工作水泵在20h內(nèi)排出礦井24h的正常涌水量。工作和備用水管的總能力，應(yīng)能配合工作和備用水泵20h內(nèi)排出礦井24h的最大涌水量。</p><p>　　根據(jù)設(shè)計任務(wù)的說明，我用三泵（一用

33、一備一維修）。滿足了礦井排水要求的情況下，只用一臺的話就可以節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本，本設(shè)計使用獨(dú)立的管道排水是根據(jù)三臺水泵的主要功能不一樣而設(shè)計的，它也可以在管道破裂等一系列問題，保證不會影響其他泵，還可以確保工作人員、維護(hù)人員的的安全。</p><p>　　2.2排水系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)</p><p>　　（1）在無人看守的情況下，可以實(shí)現(xiàn)基于水泵的自動啟動和停止。在很大程度上，節(jié)省人力，資源，合理調(diào)度和

34、合理使用，充分應(yīng)對節(jié)能減排政策。</p><p>　?。?）本系統(tǒng)有過載、短路保護(hù)。當(dāng)水達(dá)到最高，最低水平，或在系統(tǒng)發(fā)生故障時，系統(tǒng)會自動報警。確保了設(shè)備的安全運(yùn)行、煤礦的安全生產(chǎn)，減少了在故障的診斷及檢修上所用的時間。</p><p>　?。?）將煤礦排水的水泵站的數(shù)據(jù)傳遞到電氣控制柜，采用觸摸屏控制水泵的開啟和停止，增加了控制按鈕的壽命，并且能更直觀的觀察水泵的工作狀況及水位狀況。可以

35、再地面對泵站的運(yùn)行實(shí)行遠(yuǎn)程控制。</p><p>　?。?）本系統(tǒng)使用PLC控制。比起傳統(tǒng)的繼電器控制來說更為準(zhǔn)確、迅速。合理利用水泵，對提高水泵的使用壽命起到了巨大的作用。并且PLC坑干擾能力強(qiáng)，大大保證了控制系統(tǒng)的可靠性。并且已經(jīng)成為今后發(fā)展的趨勢。</p><p><b>　　2.3系統(tǒng)功能</b></p><p>　　根據(jù)煤礦所處的自然

36、環(huán)境的不同就會存在不同的差異。根據(jù)水通量的變化，開采強(qiáng)度，需要開發(fā)的控制系統(tǒng)必須具有較高的工作效率，保證煤礦的安全穩(wěn)定性和普遍適用性。因此，排水系統(tǒng)應(yīng)具備下列的一些功能：</p><p><b>　　(1)水泵備用功能</b></p><p><b>　　(2)保護(hù)功能</b></p><p>　　(3)系統(tǒng)自動控制功能&

37、lt;/p><p><b>　　(4)防倒灌功能</b></p><p>　　2.3.1水泵備用功能</p><p>　　水泵的質(zhì)量和工作時間因煤礦所在的環(huán)境很差所以要求會很高。如果，因為水泵出現(xiàn)故障，導(dǎo)致涌水不能及時的排出，將會影響煤礦系統(tǒng)的安全性。因此備用水泵顯得尤為重要。根據(jù)需要一般煤礦采用一臺水泵工作，一臺水泵備用，一臺水泵檢修。如果有水泵

38、發(fā)生故障，利用備用水泵進(jìn)行排水，與此同時檢修故障的水泵。這樣就能確保排水系統(tǒng)的正常運(yùn)行。不僅這樣，還可以根據(jù)涌水量的不同來采用不同數(shù)量的水泵來進(jìn)行排水，不僅可以增長水泵的使用壽命，而且還節(jié)約能源。這樣可以防止有的水泵因長時間工作而損壞，而備用水泵因長時間不工作而發(fā)生故障。</p><p><b>　　2.3.2保護(hù)功能</b></p><p>　　因為系統(tǒng)在井下面工作

39、，而控制的人員則是在井上面工作，做不到時時都下井去查看水泵的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，如果電動機(jī)發(fā)生故障就會比較危險。因此自動保護(hù)功能顯得尤為重要。</p><p>　　涌水中的沙石、泥土如果進(jìn)入水泵，就會加劇水泵的負(fù)荷，很有可能會燒壞電動機(jī)。因此過載保護(hù)極為重要，主要采用空氣開關(guān)和熱繼電器進(jìn)行保護(hù)。當(dāng)電動機(jī)過載時會自動跳閘。</p><p>　　2.3.3系統(tǒng)自動控制功能</p><

40、p>　　根據(jù)煤礦所在環(huán)境的復(fù)雜化，所以對控制的部分要求非常高。傳統(tǒng)繼電器控制中存在著許多問題。如：接線比較復(fù)雜，抗干擾的能力很差，使用壽命短等。PLC的出現(xiàn)改變了這一局面。對傳統(tǒng)的控制，可編程控制（PLC）有以下優(yōu)點(diǎn)：第一，可靠性較高，抗干擾的能力很強(qiáng)；第二，配套很全，功用很完善，適用性很強(qiáng)；第三，容易學(xué)容易操作，受到技術(shù)人員的喜愛；第四，工作量很小，維護(hù)起來方便，很容易改造；第五，重量輕，體積小，能耗低。所以采用可編程控制（PL

41、C）控制煤礦系統(tǒng)，既能減小控制難度，又可以減少人力和物力的投入。</p><p>　　手動選擇主要用于調(diào)試，及特殊情況的啟動形式。這在整個系統(tǒng)的安裝過程中非常重要。以確保調(diào)試安裝工作的順利進(jìn)行及特殊狀況的啟動。自動選擇主要用于無人監(jiān)視時水泵工作。水位監(jiān)控系統(tǒng)主要采集水位的高低的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)通過PLC處理從而控制水泵及電動閥門的啟停。水泵排水系統(tǒng)主要是排凈煤礦中的涌水，確保煤礦的安全。閥門開關(guān)系統(tǒng)主要是用于防止管路中

42、的水倒流損壞排水系統(tǒng)。報警系統(tǒng)主要為了防止水泵發(fā)生故障時，發(fā)出警報，提醒工作人員及時檢修及更換備用水泵。</p><p>　　2.3.4防倒灌功能</p><p>　　為了防止開啟水泵是管路中的水倒灌，設(shè)計還采用止回閥來防止管路中的水倒流。開啟排水系統(tǒng)時先開啟水泵，然后打開閥門，來防止水倒灌。關(guān)閉排水系統(tǒng)時應(yīng)先關(guān)閉閥門，再停止水泵的運(yùn)轉(zhuǎn)。</p><p>　　2.4

43、管道的水力計算和水泵的選型</p><p>　　2.4.1管材的選擇</p><p>　　市面上的管材有好多種，主要由金屬管材和非金屬管材。因為煤礦的地質(zhì)環(huán)境比較復(fù)雜對管材的質(zhì)量及抗壓強(qiáng)度要求很高，所以非金屬管材不予考慮。但是金屬管材又有好多種，用的較多的金屬管材為鋼管和球墨鑄鐵管。其中鋼管有焊接鋼管和無縫鋼管。焊接鋼管又可以分為螺旋縫焊和直焊鋼管，其中直焊鋼管比較常見。而無縫鋼管分為冷軋

44、管和熱軋管，冷軋管最大，熱軋管最大。鋼管中還有不銹鋼管，但是造價比較高，未能推廣使用。鑄鐵管承受工作壓力一般為，且耐腐蝕，價格比較便宜，缺點(diǎn)是質(zhì)硬而脆，笨重，施工起來不便，因而在煤礦排水系統(tǒng)中應(yīng)用得比較少。</p><p>　　鋼管的機(jī)械強(qiáng)度較最好，可以承受內(nèi)外高壓，公稱壓力一般可達(dá)5Mpa；管材可焊性較好，能適用于復(fù)雜的地形，適用于建筑內(nèi)要求較高的供水管路。鋼管最大的缺點(diǎn)是易腐蝕。現(xiàn)在鋼管均采用鍍鋅鋼管，鍍鋅管

45、分冷鍍管和熱鍍管。冷鍍管由于鍍的鋅不致密、不均勻、穩(wěn)定性較差，一般使用壽命不到5年，就會出現(xiàn)“紅水”、“黑水”現(xiàn)象。熱鍍管保護(hù)層均勻致密，附著力強(qiáng)，目前大量使用。</p><p>　　綜合考慮，供水管路的實(shí)際壓力、工藝性、消防需求、強(qiáng)度需求以及防腐需求，選用熱軋、熱鍍鋅無縫鋼管。</p><p>　　2.4.2排水管路計算</p><p><b>　?。?

46、）管徑確定</b></p><p>　　此次設(shè)計的排水系統(tǒng)采用一用一備一檢修，所以三臺泵的規(guī)格型號是相同的，單泵單管供水，根據(jù)流量公式，即可確定管徑</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　式中 為水泵排水流量 ；</p><p><b>　　為水管管徑mm；</b

47、></p><p><b>　　為流體流速；</b></p><p>　　可確定計算管徑公式為：</p><p>　?。?-2） </p><p>　　其中當(dāng)DN25~DN40，u=0.8~1.2 m/s，DN50~70，u≤1.5m/s，DN80及以上的管徑，u ≤1.8m/s。&

48、lt;/p><p>　　由流量Q=40，根據(jù)《建筑給排水手冊》，取u=1.5m/s</p><p><b>　　則 </b></p><p>　　==97.1mm </p><p>　　取整后=100mm， 即=100mm，取u=1.5m/s，,∴，符合《建筑給排水手冊》中的規(guī)定。</p><

49、;p>　　常用管件閥門有底閥、止回閥、閘閥、彎頭、三通、軟接頭、變徑等，具體根據(jù)所涉及系統(tǒng)確定。</p><p><b>　　(2)局部水頭損失</b></p><p>　　給水管道具備水頭損失：</p><p><b>　?。?-3）</b></p><p>　　式中：為管道個局部水頭損失總

50、積；</p><p><b>　　為局部阻力系數(shù)；</b></p><p><b>　　為平均水流速度。</b></p><p>　　查文獻(xiàn)《簡明設(shè)計手冊》知時，管道各處局部阻力系數(shù)如表2.1。</p><p>　　表2.1 局部阻力系數(shù)</p><p>　　水泵有1個入口，

51、1只濾水網(wǎng)，1個升降式止回閥，2個閘閥，1異徑管，1個彎頭，一個彎頭，則其局部阻力系數(shù)之和：</p><p><b>　　∴</b></p><p>　　(3)排水管道的沿程水頭損失</p><p>　　Hi = H×I （2-4）</p><p>　　揚(yáng)程

52、 （2-5）</p><p>　　式中：為實(shí)際揚(yáng)程，；為總水頭損失；為富余揚(yáng)程，一般為</p><p><b>　　10~30m，取。</b></p><p><b>　　∴</b></p><p>　　Hi=90&

53、#215;0.324=2.916m</p><p>　　總水頭損失=沿層阻力損失+局部阻力損失：</p><p><b>　　2.4.3選擇水泵</b></p><p><b>　　則水泵揚(yáng)程H：</b></p><p>　　式中：為實(shí)際揚(yáng)程，；為總水頭損失；為富余揚(yáng)程，一般為10~30m，取。&l

54、t;/p><p><b>　　∴</b></p><p><b>　　則泵所需流量。</b></p><p>　　根據(jù)所需揚(yáng)程，流量為，查文獻(xiàn)《建筑給排水設(shè)計手冊》，選取型臥式單級離心泵。相關(guān)參數(shù)：流量，額定揚(yáng)程。.與之相匹配的電機(jī)型號為Y200L2-2。相關(guān)參數(shù)：額定轉(zhuǎn)速，額定功率。</p><p>

55、　　2.4.4單泵基礎(chǔ)設(shè)計</p><p>　　機(jī)組（水泵和電動機(jī)）安裝在共同的基礎(chǔ)上。基礎(chǔ)的作用是支承并固定機(jī)組，使它運(yùn)行平穩(wěn)，不致發(fā)生劇烈振動，更不允許產(chǎn)生基礎(chǔ)沉陷。因此，對基礎(chǔ)的要求是： </p><p>　　(1) 堅實(shí)牢固，除能承受機(jī)組的靜荷載外，還能承受機(jī)械震動荷載。</p><p>　?。?）要澆制在較堅實(shí)的地基上，不宜澆制在松軟地基或新填土上，以免發(fā)

56、生基礎(chǔ)下沉或不均勻沉陷。</p><p>　　查閱《臥式水泵隔振及其安裝》，得出Y200L2-2型臥式單級離心泵安裝尺寸如下（單位：mm）：</p><p>　　，，，，，，，，，，，?；炷翙C(jī)座（單位：mm），，，。</p><p>　　水泵基礎(chǔ)圖如圖2.1所示。</p><p><b>　　圖 2.1 基礎(chǔ)圖</b>

57、</p><p>　　查閱《水泵安裝與隔振手冊》，得出混凝土基座的配筋圖如圖2.2所示。</p><p>　　圖 2.2 基礎(chǔ)配筋圖</p><p>　　查《手冊》并結(jié)合實(shí)際安裝情況得出對應(yīng)的安裝設(shè)備材料如下：閥門DN=100，可曲撓偏心橡膠接頭型號為KYP-1，DN為100，鋼制短管DN=100，鋼制異徑管DN-dn為100~50和100~80，可曲撓橡膠接頭型號

58、為KXT-1,DN=80,消聲止回閥DN=100，閥門DN=100，90度彎頭DN=100，壓力表型號為Y-0.1，壓力范圍為0~2.5Mpa?？汕鷵贤漠悘较鹉z接頭型號為KYT-1,DN-dn范圍為150，管制短管DN=150，可曲橡膠彎頭型號為KWT-1,DN=150。</p><p>　　圖 2.3 水泵安裝圖</p><p>　　2.5水泵機(jī)組的布置設(shè)計</p>&l

59、t;p>　　（1）水泵機(jī)組的布置</p><p>　　水泵機(jī)組的排列是泵站內(nèi)布置的重要內(nèi)容，它決定泵房建筑面積的大小。機(jī)組間距以不妨礙操作和維修的需要為原則。機(jī)組布置應(yīng)保證運(yùn)行安全，裝卸、維修和管理方便，管道總長度最短、接頭配件最小、水頭損失最小并應(yīng)考慮泵站有擴(kuò)建的余地。為了保證泵站的工作可靠，運(yùn)行安全和管理方便，在布置機(jī)組時，應(yīng)遵照以下規(guī)定：</p><p>　?、傧噜彊C(jī)組的基礎(chǔ)之

60、間應(yīng)有一定寬度放入過道，以便工作人員通行，電動機(jī)容量不大于55KW,凈距應(yīng)不小于0.8m，電動機(jī)容量大于55KW時，凈距不小于1.2m，電動機(jī)容量小于20KW時，過道寬度可適當(dāng)減小，但在任何情況下，設(shè)備的突出部件之間或突出部件與墻之間應(yīng)不小于0.7m，如電動機(jī)容量大于55KW時，則不得小于1.0m。</p><p>　?、诒谜緝?nèi)主要通道寬度應(yīng)不小于1.2m。</p><p>　?、鬯芘c水

61、管之間的凈距B值應(yīng)大于0.7m,保證工作人員能較為方便地通過。</p><p>　?、芩芡獗谂c配電設(shè)備應(yīng)保持一定的安全操作距離C。當(dāng)為低壓配電設(shè)備時C值不小于1.5m，高壓配電設(shè)備C值不小于2m。</p><p>　?、菟猛庑瓮钩霾糠峙c墻壁的凈距D，須滿足管道配件安裝的要求，但是，為了便于就地檢修水泵，D值不宜小于 1.0m 。如水泵外形不凸出基礎(chǔ)，D值則表示基礎(chǔ)與墻壁的距離。<

62、/p><p>　?、迣τ诜撬浇涌p的水泵，在檢修時，往往要將泵軸和葉輪沿軸線方向取出。因此，在設(shè)計泵房時，要考慮在這個方向上有一定的余地，即水泵離開墻壁或者其他機(jī)組的距離應(yīng)大于泵軸長度加上0.25m，為了從電動機(jī)中取出轉(zhuǎn)子，應(yīng)同樣地留出適當(dāng)?shù)木嚯x。</p><p>　?、哐b有大型機(jī)組的泵站內(nèi)，應(yīng)當(dāng)留出適當(dāng)?shù)拿娣e作為檢修機(jī)組只用，其尺</p><p>　　應(yīng)保持檢修機(jī)組的

63、周圍有0.7m～1.0m的過道。</p><p><b>　?。?）泵房設(shè)計</b></p><p>　　泵房布置應(yīng)根據(jù)泵站的總體布置要求和站址地質(zhì)條件，設(shè)備型號和參數(shù)，進(jìn)、出水流道（或管道），電源進(jìn)線方向，對外交通以及有利于泵房施工、機(jī)組安裝與檢修和工程管理等，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。泵房布置應(yīng)符合下列規(guī)定：</p><p>　?、俦梅看箝T口要求

64、通暢，既能容納最大的設(shè)備（水泵或電機(jī)），又有操作余地。其內(nèi)部場地寬度一般用水管外壁和墻壁的凈距A表示。其等于最大設(shè)備的寬度加lm ，但不得小于2m 。 </p><p>　?、跐M足機(jī)電設(shè)備布置、安裝、運(yùn)行和檢修的要求。　</p><p>　?、郾梅块L度應(yīng)根據(jù)機(jī)組臺數(shù)、布置形式、機(jī)組間距，邊機(jī)組段長度和安裝檢修間的布置等因素確定，并應(yīng)滿足機(jī)組吊運(yùn)和泵房內(nèi)部交通的要求。</p>

65、<p>　　④泵房寬度應(yīng)根據(jù)機(jī)組及輔助設(shè)備、電氣設(shè)備布置要求，進(jìn)、出水流道（或管道）的尺寸，工作通道寬度，進(jìn)、出水側(cè)必需的設(shè)備吊運(yùn)要求等因素，結(jié)合起吊設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)跨度確定。</p><p>　　⑤安裝檢修間宜設(shè)置在泵房內(nèi)對外交通運(yùn)輸方便的一端或進(jìn)水側(cè)，其尺寸應(yīng)根據(jù)機(jī)組安裝、檢修要求確定， ⑥泵房對外至少應(yīng)有兩個出口，其中一個應(yīng)能滿足運(yùn)輸最大部件或設(shè)備的要求。</p><p&g

66、t;　?、弑梅績?nèi)，四周均應(yīng)設(shè)將滲水匯入集水廊道或集水井的排水溝。</p><p>　?、啾梅康哪突鸬燃壊粦?yīng)低于二級。泵房內(nèi)應(yīng)設(shè)消防設(shè)施，并應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《煤礦設(shè)計規(guī)范》和國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《給排水安裝規(guī)范》的規(guī)定。</p><p>　　(3) 水泵機(jī)組安裝圖設(shè)計</p><p>　　由以上水泵機(jī)組的布置圖如圖2.4所示：</p><p>　　圖

67、 2.4水泵安配置圖</p><p>　　電路與控制回路的設(shè)計</p><p><b>　　3.1電流的計算</b></p><p>　　根據(jù)水泵型號得到與水泵型號相匹配的電動機(jī)，其電動機(jī)型號為Y200L2-2，電動機(jī)性能參數(shù)如下：</p><p>　　功率：P=37KW：額定電壓：額定電流轉(zhuǎn)速:n=2940r/min

68、：功率因數(shù)。</p><p><b>　　根據(jù)功率計算公式</b></p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　式中：P為額定功率；</p><p><b>　　U為額定電壓；</b></p><p><b>　　I為額

69、定電流；</b></p><p><b>　　cos為功率因素。</b></p><p>　　則根據(jù)式3—1計算支路上的電流得</p><p><b>　　(1)線徑選擇。</b></p><p>　　口訣中的阿拉伯?dāng)?shù)字與倍數(shù)的排列關(guān)系如下：</p><p>　　

70、對于1.5、2.5、4、6、10的導(dǎo)線可將其截面積數(shù)乘以5倍。</p><p>　　對于16、25的導(dǎo)線可將其截面積數(shù)乘以4倍。</p><p>　　對于35、50的導(dǎo)線可將其截面積數(shù)乘以3倍。</p><p>　　對于70、95 的導(dǎo)線可將其截面積數(shù)乘以2.5倍。</p><p>　　對于120、150、185的導(dǎo)線可將其截面積數(shù)乘以2倍&

71、lt;/p><p>　　首先要計算電機(jī)的線電流，對于單相電路而言，電機(jī)功率的計算公式是：； 對于三相平衡電路而言，三相電機(jī)功率的計算公式是：p=1.732iucosφ。由三相電機(jī)功率公式可推出線電流公式： i=p/1.732ucosφ （3-2） 式中： p為電機(jī)功率

72、 u為線電壓，一般是380v cosφ為電機(jī)功率因素，一般取0.75 37kw電機(jī)的線電流： i=p/1.732ucosφ=37000/1.7323800.75=74.95A 由于電機(jī)的啟動電流很大，是工作電流的4到7倍，所以還要考慮電機(jī)的啟動電流，但啟動電流的時間不是很長，一般在選擇導(dǎo)線時只按1.3到1.7的系數(shù)考慮。這取1.5，那么電流就是112.43A

73、,選擇50的銅線也可以滿足正常工作。同理，1kw電機(jī)的線電流： i=p/1.732ucosφ=1000/1.7323800.75=2A</p><p><b>　　(2)元件選型。</b></p><p>　　斷路器：斷路器是具有過載、短路和欠電壓保護(hù)的保護(hù)電器，斷路器有油浸式斷路器、真空式斷路器和空氣式斷路器三大類，在低壓電路中空氣式斷

74、路器目前是應(yīng)用最多的?？諝馐綌嗦菲鹘Y(jié)構(gòu)型式可分為框架式和塑料式外殼，框架式分?jǐn)嗄芰^高，常用于主電路或大容量電路中，塑料式結(jié)構(gòu)緊湊，便于獨(dú)立安裝。</p><p>　　主電路斷路器QF：根據(jù)總得電路額定電流和電壓，選用框架式斷路器，型號為框架式自動空氣開關(guān)，適用于，額定工作電壓為，額定電流，過電流脫扣范圍100-300A。</p><p>　　接觸器；接觸器是一種適用于遠(yuǎn)距離頻繁通斷電路的

75、控制電器，主要控制對象為電動機(jī)。接觸器主要技術(shù)參數(shù)除額定電流、電壓之外還有使用類別、機(jī)械壽命、操作壽命和電壽命。CJ10系列交流接觸器是一般任務(wù)型接觸器，主要適用于交流電動機(jī)的啟動和控制。繞線式異步電機(jī)分支回路分電路接觸器KM1-12，選用型交流接觸器，技術(shù)參數(shù)如下：控制電機(jī)最大功率50KW，額定電壓，額定電流。主觸頭數(shù)目為3，輔助觸頭數(shù)目為2常分2常合。電壽命60萬次，機(jī)械壽命300萬次。</p><p>　　

76、（4）熱繼電器： 熱繼電器主要用于電機(jī)的過載保護(hù)，一般情況按照電機(jī)額定電流選用熱繼電器，依據(jù)電機(jī)的實(shí)際負(fù)載情況，選取熱繼電器整定值為電機(jī)額定電流的0.95-1.05倍，水泵驅(qū)動電機(jī)的額定電流，熱繼電器整定值在71.20~78.70A之間。因此選用，熱元件額定電流為85A。刻度中可調(diào)范圍為53~85A。</p><p>　　主電路的電路圖如圖3.1所示。</p><p>　　圖 3.1 電路

77、主回路圖</p><p>　　3.2 可編程控制（PLC）的選型</p><p>　　選擇能滿足控制要求的適當(dāng)型號的PLC是應(yīng)用設(shè)計中至關(guān)重要的一步。目前，國</p><p>　　內(nèi)外PLC生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的PLC品種已達(dá)數(shù)百個，其性能各有特點(diǎn)。所以，在設(shè)計時，首</p><p>　　先要盡可能考慮采用與正在使用的同系列的PLC，以便于學(xué)習(xí)和掌握

78、，其次是備件的</p><p>　　通用性，可減少編程器的投資。</p><p>　　工藝流程的特點(diǎn)及應(yīng)用要求是設(shè)計選型的重要依據(jù)。PLC 及有關(guān)設(shè)備應(yīng)是集成的、</p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)的，按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴(kuò)充其功能的原則來選型，所選</p><p>　　用PLC 應(yīng)是在相關(guān)工業(yè)領(lǐng)域有投運(yùn)業(yè)績，并且成熟可靠的系統(tǒng)，P

79、LC 的系統(tǒng)硬件、軟件</p><p>　　配置及功能應(yīng)與裝置規(guī)模和控制的要求相適應(yīng)。熟悉可編程序控制器、功能表圖及有關(guān)</p><p>　　的編程語言有利于減少編程時間，因此，工程設(shè)計選型和估算時，應(yīng)當(dāng)詳細(xì)分析工藝過</p><p>　　程的特點(diǎn)、控制要求，明確控制任務(wù)和范圍，確定所需的操作和動作，然后根據(jù)控制要</p><p>　　求，估

80、算輸入輸出點(diǎn)數(shù)、所需存儲器容量、確定PLC 的功能、外部設(shè)備特性等，最后選</p><p>　　擇有較高性能價格比的PLC 和設(shè)計相應(yīng)的控制系統(tǒng)。</p><p>　?。?）輸入輸出（I/O）點(diǎn)數(shù)估算</p><p>　　I/O點(diǎn)數(shù)估算時應(yīng)當(dāng)考慮適當(dāng)?shù)挠嗔浚ǔＯ雀鶕?jù)統(tǒng)計的輸入輸出點(diǎn)數(shù)，再增加10%～20%的可擴(kuò)展余量后，作為輸入輸出點(diǎn)數(shù)估算數(shù)據(jù)。最后在實(shí)際訂貨時，

81、還需根據(jù)制造廠商PLC的產(chǎn)品特點(diǎn)，對輸入輸出點(diǎn)數(shù)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。</p><p>　　在本設(shè)計中，PLC輸入端應(yīng)設(shè)置3臺機(jī)組的3個備用選擇按鈕、3個啟動按鈕、3個停止按鈕、3個熱繼電器輸入、上下水位觸點(diǎn)2個，2個手動控制和自動控制選擇按鈕、6個電動閥門的行程開關(guān)，輸入點(diǎn)合計,25點(diǎn)。輸出端應(yīng)設(shè)置主回路的9個交流接觸器、電動閥回路的6個交流接觸器、3個故障指示燈、3個備用指示燈、輸出點(diǎn)合計21點(diǎn)。輸入輸出（I/O）點(diǎn)

82、數(shù)為25+21=46點(diǎn)。再增加15%的可擴(kuò)展余量，I/O總點(diǎn)數(shù)為53點(diǎn)。</p><p>　　（2）存儲器容量的估算   存儲器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲單元大小，程序容量是存儲器中用戶應(yīng)用項目使用的存儲單元的大小，所以程序容量小于存儲器容量。設(shè)計階段，由于用戶應(yīng)用程序還未編制，因此，程序容量在設(shè)計階段是未知的，需在程序調(diào)試之后才知道。為了設(shè)計選型時能對程序容量有一定

83、估算，通常采用存儲器容量的估算來替代。  存儲器內(nèi)存容量的估算沒有固定的計算公式，許多文獻(xiàn)資料中給出了不同的估算公式，大體上都是按數(shù)字量I/O點(diǎn)數(shù)的10～15倍，加上模擬I/O點(diǎn)數(shù)的100倍，以此數(shù)為內(nèi)存的總字?jǐn)?shù)（16位為一個字），另外再按此數(shù)的25%考慮余量。</p><p>　?。?）控制功能的選擇   控制功能包括運(yùn)算功能、控制功能、通信功能、編程功能、診

84、斷功能和處理速度等功能。</p><p>　?、龠\(yùn)算功能  簡單PLC的運(yùn)算功能包括邏輯運(yùn)算、計時和計數(shù)功能；普通PLC的運(yùn)算功能還包括數(shù)據(jù)移位、比較等運(yùn)算功能；較復(fù)雜運(yùn)算功能有代數(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送等；大型PLC中還有模擬量的PID運(yùn)算和其他高級運(yùn)算功能。設(shè)計選型時應(yīng)從實(shí)際應(yīng)用的要求出發(fā)，合理選用所需的運(yùn)算功能。大多數(shù)應(yīng)用場合，只需要邏輯運(yùn)算和計時計數(shù)功能，有些應(yīng)用需要數(shù)據(jù)傳送和比較，當(dāng)用于模擬量

85、檢測和控制時，才使用代數(shù)運(yùn)算，數(shù)值轉(zhuǎn)換和PID運(yùn)算等。要顯示數(shù)據(jù)時需要譯碼和編碼等運(yùn)算。   ② 控制功能   控制功能包括PID控制運(yùn)算、前饋補(bǔ)償控制運(yùn)算、比值控制運(yùn)算等，應(yīng)根據(jù)控制要求確定。PLC主要用于順序邏輯控制，因此，大多數(shù)場合常采用單回路或多回路控制器解決模擬量的控制，有時也采用專用的智能輸入輸出單元完成所需的控制功能，提高PLC的處理速度和節(jié)省存儲器容量。例如

86、采用PID控制單元、高速計數(shù)器、帶速度補(bǔ)償?shù)哪M單元、ASC碼轉(zhuǎn)換單元等。   ③ 通信功能   大中型PLC系統(tǒng)應(yīng)支持多種現(xiàn)場總線和標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議（如TCP/IP），需要時應(yīng)能與工廠管理網(wǎng)（TCP/IP）相連接。通信協(xié)議應(yīng)符合ISO/IEEE通信標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)是</p><p><b>　?。?）機(jī)型的選擇 </b><

87、/p><p>　　PLC種類繁多，主要生產(chǎn)廠商有西門子、三菱、施耐德、AB、臺達(dá)、歐姆龍、array、基恩士、多呢 、富士，安川，松下等，其功能、容量、控制規(guī)模、外觀等方面差異巨大。PLC的I/O總點(diǎn)數(shù)小于256點(diǎn)的叫小型機(jī)，357~2048點(diǎn)的為中型機(jī)，超過2048點(diǎn)的為大型機(jī)。</p><p>　　OMRON公司推出的C系列可編程控制器分為袖珍型、小型、中心和大型四個檔次。根據(jù)估算的I/O

88、總點(diǎn)數(shù)，選用OMRON公司C系列可編程控制器小型機(jī)。C系列小型機(jī)按處理器檔次分為普及型、P型機(jī)和H型機(jī)。普及型價格低廉、功能簡單。P系列機(jī)為普及型的加強(qiáng)版，增加了許多功能。H型處理器比P型更好、處理速度更快，但價格更高。自動供水系統(tǒng)的控制為簡單的順序控制，標(biāo)準(zhǔn)版得CP1L機(jī)型既能滿足控制要求，該機(jī)型根據(jù)輸入輸出點(diǎn)數(shù)可分為L型的10點(diǎn)、14點(diǎn)、20點(diǎn)三種機(jī)型和M型30點(diǎn)、40點(diǎn)、60點(diǎn)三種機(jī)型</p><p>&l

89、t;b>　　3.3 PLC設(shè)計</b></p><p>　　根據(jù)設(shè)計要求輸入需要有水泵備用輸入、啟動輸入、手動/自動選擇輸入、電動閥門開啟輸入、電動閥門關(guān)閉輸入，根據(jù)需要還有熱保護(hù)觸點(diǎn)輸入、水位監(jiān)測輸入。輸出需要有水泵電機(jī)接觸器輸出、電動閥門接觸器輸出、備用指示輸出、故障顯示輸出。擬定PLC I/O分配表如表3.1所示。</p><p>　　表3.1 I/O 分配表&

90、lt;/p><p>　　根據(jù) I/O分配表畫出PLC接線圖如圖3.2所示：</p><p>　　圖 3.2 PLC節(jié)選圖</p><p>　　（1）水位信號器：水位信號器用于檢測水池和水塔的水位，當(dāng)水位到達(dá)上下限時發(fā)出相應(yīng)的信號，提供給控制器。干簧式水位信號器結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，應(yīng)用廣泛。選用干簧信號器主要考慮水質(zhì)、水溫和控制幅度。供水系統(tǒng)的水質(zhì)為清水，不會有漂浮物，

91、水位控制范圍為500~2550mm，選用GSK型干簧繼電器，適用于清水，控制幅度為0~5.5m。</p><p>　　(2)指示燈：指示燈用于PLC輸出端的信號顯示，電壓為12V 。選用AC1-22/11型信號指示燈，顏色選用紅色和綠色。</p><p>　　(3)變壓器：變壓器T1 用于給指示燈提供24V的交流電源。變壓器的選型參數(shù)有容量、原電壓和變壓后后電壓。查閱電工手冊，T1選用DC

92、B10—200VA/220V/24V。</p><p>　　3.3排水系統(tǒng)的動作順序及要求</p><p>　　當(dāng)給排水系統(tǒng)通電后，需要作出手動/自動選擇。</p><p>　　當(dāng)選擇自動模式時，首先選擇備用水泵，同時有指示燈指示作為備用的水泵。通過檢測水位的信號，決定水泵的開啟（關(guān)閉）。若水位達(dá)到一定高度，觸發(fā)干簧管，則通過PLC進(jìn)行信號處理，發(fā)出電動機(jī)啟動信號，

93、通過星型降壓啟動第一臺水泵，延時一段時間開啟電動閥門，待電機(jī)達(dá)到一定轉(zhuǎn)速時將電動機(jī)轉(zhuǎn)換為三角型接法，正常工作，完成水泵的啟動,隨著時間的推移，水池中的水位逐漸降低，當(dāng)觸發(fā)下水位觸點(diǎn)時，信號傳到PLC中，通過處理，并發(fā)送停泵信號。關(guān)閉泵的電動閥，經(jīng)過一段時間.</p><p>　　系設(shè)計還需要有保護(hù)、報警等功能。當(dāng)電動機(jī)過載時，熱繼電器會自動彈開，并將信號輸入到PLC，通過處理發(fā)出報警信號，點(diǎn)亮控制臺的報警燈。&l

94、t;/p><p>　　當(dāng)選擇手動模式時，按下一號泵啟動一號泵星型啟動，延時一段時間后電動閥門打開，當(dāng)電動機(jī)達(dá)到一定轉(zhuǎn)速時，轉(zhuǎn)換為三角型接法，水泵正常工作。若熱繼電器彈開，則報警。當(dāng)按下關(guān)閉按鈕時，首先關(guān)閉電動閥門，經(jīng)過一段時間，當(dāng)電動閥接近完全關(guān)閉時，關(guān)閉水泵。</p><p>　　3.4水位控制計的設(shè)計</p><p>　　水位控制器也叫液位控制器，是指通過機(jī)械式或電

95、子式的方法來進(jìn)行高低水位的控制，可以控制電磁閥、水泵等，成為水位自動控制器或水位報警器，從而來實(shí)現(xiàn)半自動或者全自動化，方法有許多種，根據(jù)選用不同的產(chǎn)品而不同。</p><p>　　由于煤礦排水系統(tǒng)的工作環(huán)境惡劣，其礦井下的水質(zhì)很差，水中含有大量的煤渣和木屑等雜物，這就要求該系統(tǒng)中的水位控制器具有一定的抗污能力，結(jié)合系統(tǒng)的實(shí)際情況，本設(shè)計選用通過浮球開關(guān)來控制水位的水位控制器。</p><p&g

96、t;　　浮球液位控制器適用于對各種容器內(nèi)液體的液體控制，當(dāng)液位到達(dá)上、下切換值時，控制器觸點(diǎn)發(fā)出通斷開關(guān)式信號。產(chǎn)品系列分防爆或非防爆兩大類，防爆型能用于易燃和易爆介質(zhì)為1.2級及A、B、C組承壓容器的液位控制?？刂破鞑贿m用于對黃銅、不繡鋼等材料有較強(qiáng)腐蝕作用以及含有導(dǎo)磁雜質(zhì)的介質(zhì)。這種通過浮球開關(guān)來控制，其基本上有兩種方式：一種是浮球開關(guān)帶著一個大的金屬球，浸在水中是浮力大，可以控制兩個水位，比如水滿了，浮球因為浮力而上升，帶動球閥運(yùn)

97、動，是閥門關(guān)閉，停止進(jìn)水，當(dāng)水少了，浮球下降，閥門打開，又再進(jìn)水，如此循環(huán)。這種方式較多應(yīng)用在煮開水器和衛(wèi)生間的沖水器上。還有一種是帶干簧管的微型浮球開關(guān)，由外面的帶有磁性小浮球使桿里面的干簧管閉合，從而控制水位，多數(shù)應(yīng)用在清水的水位控制，但易受污物影響，不適用在污水上。第二種是電纜式浮球開關(guān)，該裝置通過一彈性電線與水泵連接，可用于水塔、水池水位高低的自動控制和缺水保護(hù)，平衡錘或彈性電線的某一固定點(diǎn)到浮筒間的電線長度，決定水位的高低。這

98、種水位開關(guān)價成本較低，因此價格也相對便宜，與第一種控制方式相比較，它具有一定耐污能力，更適合用于工作在惡劣環(huán)境中的給排水系統(tǒng)。但</p><p>　　參照《水箱及水池水位自動安裝》，選用GSK型干簧繼電器，它適用于清水，在水倉中的安裝如圖3.3 所示。</p><p>　　圖3.3 水位控制器安裝示意圖</p><p><b>　　3.5觸摸屏設(shè)計<

99、/b></p><p>　　觸控屏（Touch panel）又稱為觸控面板，是個可接收觸頭等輸入訊號的感應(yīng)式液晶顯示裝置，當(dāng)接觸了屏幕上的圖形按鈕時，屏幕上的觸覺反饋系統(tǒng)可根據(jù)預(yù)先編程的程式驅(qū)動各種連結(jié)裝置，可用以取代機(jī)械式的按鈕面板，并借由液晶顯示畫面制造出生動的影音效果。</p><p>　　觸摸屏按照技術(shù)原理可分為矢量壓力傳感技術(shù)觸摸屏、電阻技術(shù)觸摸屏、電容技術(shù)觸摸屏、紅外線技

100、術(shù)觸摸屏和表面聲波技術(shù)觸摸屏。按照觸摸屏的工作原理和傳輸介質(zhì)分為電阻式、電容感應(yīng)式、紅外線式和表面聲波式。</p><p>　　為了操作上的方便，人們用觸摸屏來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的按鈕。工作時，我們必須首先用手指或其它物體觸摸安裝在顯示器前端的觸摸屏，然后系統(tǒng)根據(jù)手指觸摸的圖標(biāo)或菜單位置來定位選擇信息輸入。觸摸屏由觸摸檢測部件和觸摸屏控制器組成；觸摸檢測部件安裝在顯示器屏幕前面，用于檢測用戶觸摸位置，接受后送觸摸屏控制器；

101、而觸摸屏控制器的主要作用是從觸摸點(diǎn)檢測裝置上接收觸摸信息，并將它轉(zhuǎn)換成觸點(diǎn)坐標(biāo)，再送給CPU，它同時能接收CPU發(fā)來的命令并加以執(zhí)行。</p><p>　　本設(shè)計中需要操作觸摸屏實(shí)現(xiàn)整個排水系統(tǒng)的控制，EVIEW 人機(jī)界面產(chǎn)品是最早最專業(yè)的工業(yè)級人機(jī)界面品牌，具有完整的高、中、低系列產(chǎn)品線、人性化的組態(tài)環(huán)境，以及卓越的性能和合理的價格得到了市場的最大認(rèn)可，產(chǎn)品銷量及市場占有率居同行業(yè)之首， EVIEW 人機(jī)界面有

102、多種型號，本設(shè)計選用的是MT5720T 型觸摸屏它與PLC 接線。</p><p>　　根據(jù)界面設(shè)計出本設(shè)計系統(tǒng)的開機(jī)界面圖如圖3.4。</p><p>　　圖3.4 開機(jī)界面圖</p><p>　　根據(jù)控制相關(guān)要求以及所需要的指示內(nèi)容，設(shè)計出水泵系統(tǒng)控制圖和系統(tǒng)圖如下圖</p><p>　　3.5 和3.6 所示。</p>&

103、lt;p>　　圖3.5 系統(tǒng)控制圖 </p><p><b>　　圖3.6 系統(tǒng)圖</b></p><p><b>　　第四章 系統(tǒng)安裝</b></p><p><b>　　4.1水泵房布置</b></p><p>　　水泵房的布置有嚴(yán)格的要求，按照規(guī)定，基礎(chǔ)底座靠

104、墻那邊的邊緣離墻壁最少要1000mm，各水泵之間最少要500mm，但要考慮到維修時，人的站位及蹲下是空間的大小。本設(shè)計水泵之間的距離為600mm，距離墻壁的距離為1000mm。符合要求。水泵基礎(chǔ)的平面尺寸，無隔振安裝時應(yīng)較水泵機(jī)組底座四周各寬出100~150mm；有隔振安裝時應(yīng)較水泵隔振基座四周各寬出150mm。基礎(chǔ)頂部標(biāo)高，無隔振安裝時應(yīng)高出泵房地面完成面100mm以上，有隔振安裝時高出泵房地面完成面50mm以上，且不得形成積水。基礎(chǔ)

105、外圍周邊設(shè)有排水設(shè)施，便于維修時泄水或排除事故漏水。</p><p><b>　　4.2水泵的安裝</b></p><p>　　水泵安裝的工藝流程：基礎(chǔ)檢驗→水泵就位安裝→檢測與調(diào)整→潤滑與加油→試運(yùn)</p><p><b>　　轉(zhuǎn)。</b></p><p><b>　　（1）基礎(chǔ)檢驗&l

106、t;/b></p><p>　　基礎(chǔ)坐標(biāo)、標(biāo)高、尺寸、預(yù)留孔洞應(yīng)符合設(shè)計要求?；A(chǔ)表面平整、混凝土強(qiáng)度達(dá)</p><p><b>　　到設(shè)備安裝要求。</b></p><p><b>　　（2）水泵就位安裝</b></p><p>　　將水泵放置在基礎(chǔ)上，用墊鐵將水泵找正找平。水泵安裝后同一組

107、墊鐵應(yīng)點(diǎn)焊在</p><p>　　一起，以免受力時松動。</p><p><b>　?。?）檢測與調(diào)整</b></p><p>　　用水平儀和線墜在對水泵進(jìn)出口法蘭和底座加工面上進(jìn)行測量與調(diào)整，對水泵進(jìn)行</p><p>　　精確安裝，因為本設(shè)計是整體安裝的水泵，所以泵體水平度不應(yīng)大于0.1/1000。水泵與電機(jī)采用聯(lián)軸

108、器連接時，用百分表、塞尺等在聯(lián)軸器的軸向和徑向進(jìn)行測量和調(diào)整，聯(lián)軸器軸向傾斜不應(yīng)大于0.8/1000，徑向位移不應(yīng)大于0.1mm。調(diào)整水泵與電機(jī)同心度時，應(yīng)松開聯(lián)軸器上的螺栓、水泵與電機(jī)和底座連接的螺栓，采用不同厚度的簿鋼板或簿銅皮來調(diào)整角位移和徑向位移。當(dāng)檢測合格后，擰緊原松開的螺栓即可。</p><p><b>　?。?）潤滑與加油</b></p><p>　　檢

109、查水泵的油杯并加油，盤動聯(lián)軸器，水泵盤車應(yīng)靈活，無異常現(xiàn)象。</p><p><b>　　（5）試運(yùn)轉(zhuǎn)</b></p><p>　　打開進(jìn)水閥門、水泵排氣閥，使水泵灌滿水，將水泵出水管上閥門關(guān)閉。先點(diǎn)動水</p><p>　　泵，檢查有無異常、電動機(jī)的轉(zhuǎn)向是否符合泵的轉(zhuǎn)向要求。然后啟動水泵，慢慢打開出</p><p>　

110、　水管上閥門，檢查水泵運(yùn)轉(zhuǎn)情況、電機(jī)及軸承溫升、壓力表和真空表的指針數(shù)值、管道</p><p>　　連接情況，應(yīng)正常并符合設(shè)計要求。</p><p>　　4.3電氣設(shè)備的安裝</p><p>　　電氣設(shè)備安裝關(guān)系到整個自動控制系統(tǒng)的工作情況，一旦某套電器設(shè)備安裝不正確，整個系統(tǒng)將無法工作甚至可能會引發(fā)事故，造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。因此，電器系統(tǒng)的</p>

111、<p>　　安裝應(yīng)注意一下幾項。</p><p>　?。?）所有電氣設(shè)備嚴(yán)禁帶電安裝；在進(jìn)行安裝操作前，認(rèn)真閱讀安裝說明書。</p><p>　?。?）接線：①檢查接線是否有誤。②電線的線屑，尤其是金屬屑、短斷頭及其螺桿、螺母是否掉落在電器內(nèi)部。③螺桿是否擰緊，電線是否有松動。④端子接線的裸露部分是否與別的端子帶電部分相碰，是否觸及了電器的金屬的外殼。</p>&

112、lt;p>　?。?）如發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障，應(yīng)立即切斷電源，通知供應(yīng)商或維修工程師及時處理。</p><p>　?。?）在安裝中，需要對某些電器進(jìn)行測試、檢查、接線等，這就需要對其蓋板進(jìn)行拆卸。要注意不同電器的特點(diǎn)，根據(jù)他們的特點(diǎn)來安裝。</p><p>　　（5）控制回路接線的注意事項：①控制回路與主回路的接線，以及與其他動力線、</p><p>　　電力線應(yīng)分開走

113、線，并保持一定距離。②系統(tǒng)控制回路中的繼電器觸點(diǎn)端子引線，與其</p><p>　　他控制回路端子的連線要分開走線，以免觸點(diǎn)閉合或斷開時造成干擾信號。</p><p>　　4.4管道試壓、絕緣測試與試運(yùn)行</p><p><b>　　4.4.1管道試壓</b></p><p>　　管道試壓關(guān)系到系統(tǒng)的工作安全，因而常常存