1、精品文檔安全監測監控系統課程設計1 設計目的與要求1.1 設計目的對于多數礦井來說，較大的礦井水被排放到地面后比較難以處理，自然排放容易造成環境污染，二次處理成本極高，采用二次利用的方式能有效的解決礦井水排放問題。把礦井中的水抽放到地面的蓄水池， 通過相關的處理后再次利用。 由于蓄水池水位變化的原因，有時候就發生了蓄水池缺水事故而影響井下正常生產，有時候也發生滿水溢流浪費的現象。不論是什么情況對企業都是無益的。就其缺水或滿水的原因，主要有兩方面：一個是供水操作人員責任心不強，對蓄水池水位的監視不到位，當蓄水池水位變化較大時，不能及時調節進水閥門的開度確保水池正常供水；另一個是蓄水池進水管出口安

2、裝的浮球閥不完好，水滿時不能關嚴，從而造成溢流浪費。礦井蓄水池水位采用自動控制裝置后，保證了井下用水的可靠性，提高了管理水平，避免了溢流浪費。1.2 設計要求各生產礦井用水都是由地面蓄水池靠自然壓力向井下各用水地點供應的。在蓄水池向井下供水的同時，外界水源也向蓄水池內注水。一般情況下，外界的供水壓力是恒定不變的，由于井下生產用水量的大小隨時變化，從而蓄水池的水位也隨時變化。即外界供水閥門開度不變時，水池水位隨井下用水量的增加而降低，隨用水量的減少而升高。本文設計在蓄水池進水管路上與原進水閥門并聯安裝一座電動調節閥，在蓄水池內安裝一套投入式液位變送器通過 WT-600控制表控制電動調節閥的開啟度

3、，調節蓄水池的進水量，保證井下生產用水量與蓄水池進水量相平衡，即井下生產用水量增大時,電動調節閥自動開大；當井下生產用水量減小時, 電動調節閥自動關小，從而達到水位恒定的目的。由于抽取到地面蓄水池的水雜質較多，所以在水泵供水管路上設置Y型過濾器，可以有效地過濾循環水池循環水中的雜質，減少噴嘴的堵塞，保證系統的正常工作從真正意義上實現煤礦水的再次利用，避免環境污染和不必要的水資源浪費。.精品文檔2 系統結構設計2.1 控制方案在蓄水池進水管路上與原進水控制閥門并聯安裝一座ZAZP-16型電動調節閥，規格與原進水管閥門相同， 這種調節閥的功能是能接收420mA 的標準信號，流量特性為直線型。當外界

4、輸入的電信號在 420mA之間變化時 , 閥門的開度也隨之變化。在蓄水池內安裝一套投入式液位變送器，它的水位量程為蓄水池最大容水高度。安裝位置與蓄水池出水管口在一個水平上，液位變送器的表頭安裝在蓄水池水位之上不能與水相接觸，它與安裝在控制柜上的 WT-600控制表及 WT-100顯示表相連接。控制柜安裝在便于觀看的室內 , 距蓄水池不能超過 500m,在控制柜上安裝一套 WT-600控制表 , 它與投入式液位變送器的表頭連接 , 同時與電動調節閥的控制線連接 , 在控制柜上安裝一套 WT-100顯示表它與投入式液位變送器的表頭連接 ,WT-100顯示表能以光拄或數字兩種形式, 直觀地顯示出蓄水

5、池的模擬水位，同時具備報警功能。2.2 系統結構系統結構圖如圖 2-2-1 所示，首先在 WT-600型控制表上設定水位目標值，在供水過程中，當液位變送器采集的水位信號傳給WT-600型控制表時， WT-600型控制表就將采集的水位信號與設定的目標值相比較，如果采集的水位信號高于設定的目標值，則WT-600型控制表就輸出一個4-20mA的信號給電動調節閥，控制電動調節閥開度減小，使水池進水量減少；反之如果采集的水位信號低于設定的目標值，則WT-600型控制表就輸出一個4-20mA 的信號給電動調節閥，控制電動調節閥的開度增大，使水池進水量增大，如此經過反復自動調節，從而控制蓄水池水位穩定在設定

6、的位置上。當液位變送器采集的水位信號傳給 WT-100型顯示表時，它就以光柱或數字兩種形式，直觀地顯示出蓄水池的模擬水位。當外界水源停水而電動調節閥的開度達到最大時，蓄水池水位可能繼續下降，當下降到設定的極限低水位時，控制柜上的WT-100型顯示表就發出低水位報警，提示操作人員應急操作。當井下不用水而電動調節閥關閉時，蓄水池水位有可能繼續上升，當上升到設定的極限高水位時，控制柜上的WT-100型顯示表就發出高水位報警，提示操作人員應急操作。.精品文檔液位變送器WT 600 控制表電動調節閥WT 100 顯示表圖 2-2-13 設備選型3.1 傳感器電磁流量計（ Eletromagnetic F

7、lowmeters，簡稱 EMF）是 20 世紀 5060 年代隨著電子技術的發展而迅速發展起來的新型流量測量儀表。電磁流量計是根據法拉第電磁感應定律制造的用來測量管內導電介質體積流量的感應式儀表。電磁流量計的優點是壓損極小，可測流量范圍大。最大流量與最小流量的比值一般為20：1 以上，適用的工業管徑范圍寬，最大可達 3m，輸出信號和被測流量成線性，精確度較高，可測量電導率5s/cm 的酸、堿、鹽溶液、水、污水、腐蝕性液體以及泥漿、礦漿、紙漿等的流體流量。但它不能測量氣體、蒸汽以及純凈水的流量。根據井下抽取到地面蓄水池的水雜質較多，礦領導設計制漿用水量為30 方/ 小時，所以本設計中電磁流量計

8、選用北京合世自動化科技有限公司LU 系列智能磁電式流量計。技術參數如下：·準確度等級：± 1.5%·工作電壓： DC3V±0.4V·工作電流： 80A·測量范圍：雷諾數Re為 50007000000·脈沖信號輸出：有源輸出： ( 三線制）外輸電路工作電壓： DC5V 24V信號幅度：高電平4V23V，低電平 0V無源輸出： ( 二線制開關信號）導通電阻： 100關閉阻抗： 2M.精品文檔·模擬信號輸出：外輸出電路工作電壓： DC15V24V輸出電流： 4mA 20mA3.2 執行器電動調節閥是工業自動化過程控制中的

9、重要執行單元儀表。有方工閥門其是一種新型材料，隨著工業領域的自動化程度越來越高，正被越來越多的應用在各種工業生產領域中。與傳統的氣動調節閥相比具有明顯的優點： 電動調節閥節能（只在工作時才消耗電能） ，環保（無碳排放），安裝快捷方便（無需復雜的氣動管路和氣泵工作站） 。閥門按其所配執行機構使用的動力，按其功能和特性分為線性特性，等百分比特性及拋物線特性三種。根據礦井的要求本設計選用揚州恒電閥門控制設備有限公司 ZAZP-16型電動調節閥，其相應的技術參數如下：閥體材質：鑄鐵、鑄鋼、鑄不銹鋼等壓力等級： 1.6Mpa 4.0Mpa 6.4Mpa聯接形式：法蘭聯接按 JB79-59溫度范圍：常溫

10、-20 230 散熱片型 -60 450作用形式：電開或電關流量特性：等百分比、線性泄露量：單座閥： 0.01% ×額定 Kv雙座閥、套筒閥： 0.5% ×額定 Kv3.3 控制器根據抽水流量的要求和執行器的型號條件，本設計選用山東飛創儀表有限公司WT-600型控制表。其主要特點是，獨特的全開放式用戶自設定界面，支持多機網絡通訊，通訊協議可以自由設定，輸入信號類型設定和報警設定，輸出方式設定等。其技術參數如下：輸入信號：模擬量：電阻標準熱電阻Pt100Cu50 等遠傳壓力電阻，電偶標準熱電偶 B、S、K、E、J、T、 WRe等，電流 010mA、4 20mA、 0 20mA

11、等輸入阻抗 250 、電壓 05V、 1 5V等輸入阻抗 250測量范圍： -1999 9999 字.精品文檔測量精度： 0.2 FS±1字或 0.5 FS±1字分辨率： 1、0.1 、0.01 或 0.001 字溫度補償： 050顯示方式： -1999 9999測量值顯示、 -1999 9999設定值顯示、 0100 測量值光柱顯示、發光二極管工作狀態顯示光柱精度：光柱顯示精度為1控制方式：位式 ON/OFF帶回差輸出信號：模擬量輸出：DC0 10mA負載能力 750）、DC420mA（負載能力500） DC05V（負載能力 250）、 DC15V（負載能力 250），開

12、關量輸出，繼電器控制輸出繼電器ON/OFF 帶回差。3.4 配套設備相關配套設備如下：天津索思儀表測控系統技術有限公司 WT-100S-2P1： WT100S智能雙回路、雙光柱顯示儀表，其適用于溫度、壓力、流量、液位、風量等工業過程參數的測量與顯示，并且可以選擇對過程參數進行報警或位式控制。西安信達測控科技有限公司 XPT135型液位變送器，該液位變送器是一種全密封潛入式擴散硅液位測量儀表。該儀表內部電子元件和關鍵部件均選用國際高品質和軍品級產品，該系列產品具有精度高、可靠性高、長期穩定性好，故障率低等特點，其采用獨特的密封結構和專用通氣電纜，使變送器能長期可靠的在水下及其他液體中使用，性能價

13、格比較高，安裝使用非常方便。 XPT135型液位變送器為一體式結構， 可長期直接投入水中使用，零位和量程不能調校。上海滬工閥門廠（集團）有限公司 JD745X 型 PN10PN25 多功能水泵控制閥，該閥門消除水錘效果好，將緩開、速閉、緩閉消除水錘的技術原理一體化，防止開泵水錘和停泵水錘的產生，操作方便。只需操作水泵電機啟閉按鈕，閥門即按照水泵操作規程實現自動開閉，節能效果好。閥體采用了全通道流線型直流式設計，壓力損失小，流量大，且體積小，重量輕。上海滬工閥門廠（集團）有限公司 GL11H-16內螺紋聯接 Y 型過濾器，該過濾器閥體材料為灰鑄鐵，連接拆卸方便，排污性能可靠，經濟適用，通常安裝在

14、減壓閥、泄壓閥、定水位閥等水力控制閥或其它設備的進口端，用來清除介質中顆粒性雜質，免受因管道內.精品文檔雜質、鐵銹、焊屑等帶來的堵塞和損壞，從而避免了維修費用和生產損失，保護閥門等設備的正常使用。采用不銹鋼雙層網結構，堅固耐用，具有結構先進、流阻小、排污方便、納污量大等等特點。當需要清洗時，只要將可拆卸的濾筒取出，去除濾出的雜質后，重新裝入即可，使用維護極為方便。3.5 水泵泰州市華澤水泵廠WQ40-12-2.2 型污水泵具有機構緊湊 , 重量輕 , 排污水效果好等特點。廣泛使用于城市、農村、工廠、工程等排放污水和清水。技術參數如下：出水公稱通徑 100mm，流量 40 方/ 小時，揚程 12

15、m，電機功率 2.2kw ，出水口徑 102mm，額定電流 4.7A，轉速 2860r/m，污物通過能力 35mm，重量 37kg。4 電路及管路設計4.1 電路設計實物連線圖 4-1-1.精品文檔水泵液位變送器WT 600 控制表電動調節閥WT 100 顯示表結構圖 4-1-24.2 管路設計WT-600 控制表液位變送器WT-100 顯示表閥門進水管電磁流量計蓄水池出水管電動調節閥圖 4-2-1該自動控制裝置不經能夠準確測量水流量，實現自動控制，還有跟多便利之處，如自動化程度高，該控制裝置無需人工調節進出水閥門，就能保證水位恒定，從而減輕了操作人員的勞動強度，過去配備的操作人員可以取消從而節省了人力。可靠性高，由于各種顯示儀表可遠距離安裝在室內，這樣對觀看調節水池水位提供了很大的方便。另外在控制柜內設定的最高水位和最低水位的報警裝置，可及時地向有關人員提示蓄水池非正常的供水狀況，提高了管理水平。節約用水，由于安裝了自動控制裝置，避免了貯水池滿水溢流現象，從而節約了大量的水資源。能遠程手動操作，當自動控制裝置有故障時，還可遠程手動操作電動調節閥門的開啟度，也可觀察到閥位，這就大大降低了工人的勞動強度。.精品文檔結論通過本次監測監控的課程設計，我進一步了