安全監測監控系統課程設計課設題目：蓄水池變頻恒流量抽水自動控制系統設計學院：班級：安全工程1201組員：設計目的與要求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辦理，自然排放簡單造成環境污染和資源浪費，而假如二次辦理，成本極高。所以考慮采納二次利用的方式能有效的解決礦井水排放問題。本設計利用從井下抽放到地面蓄水池的礦井水進行制漿，制成的泥漿將會用于井下滅火和充填。這樣做可以變廢為寶，減少對環境的污染，有效的解決礦井水排放辦理問題，同時也解決了制泥漿所需水的問題，降低了制漿的成本。所以，這類設計會提升經濟效益，同時大大減少對環境的污染。設計要求此設計的對象是某煤礦地面蓄水池，經過設計一個自動控制系統，將此中的水抽出到擬定的制漿設備用于制漿，實現井下廢水的再利用。該礦井下抽取到地面蓄水池的水雜質較少，礦領導設計制漿用水量為50方/小時，可以采納電動調理閥進行控制，擬定一個自動控制系統來實現該功能。設計采納水泵將蓄水池的水抽出到指定設備的系統，詳盡要求如下:（一）、能檢測抽出的水流量；（二）、能控制水流量為我們的指定值；（三）、形成一個自動恒流控制系統。系統結構設計控制方案依據設計目的和設計要求，本設計采納變頻恒流量抽水方式，最根本的目的是將蓄水池中的水抽送至制漿設備中。本次設計的設備包含以下設備：流量傳感器，是用來檢測管路中的流量值，得出有效的實質流量值，才能有效的進行調整。變頻執行器：是控制水泵轉速的儀器，依據供水控制器供給的信號來控制水泵的運行頻率以達到對水泵的轉速控制。．控制器：經過傳感器檢測出來的流量值，比較實質需要的流量值進行比較以后控制水泵的流量，并可以傳輸信號給變頻執行器控制水泵的轉速。水泵機組：用來將礦井蓄水池內的水抽出的設備，包含管道等。調理器：采納新式變頻調速抽水設備，該設備將PID調理器以及簡單可編程控制器的功能都綜合進變頻器內，形成了帶有各種應用的新式變頻器。因為PID運算在變頻器內部，這就省去了對可編程控制器存貯容量的要乞降對PID算法的編程，并且PID參數的在線調試特別簡單，這不但降低了生產成本，并且大大提升了生產效率。因為變頻器內部自帶的PID調理器采納了優化算法，所以使水壓的調理十分光滑，穩固。同時，為了保證水壓反響信號值的正確、不失值，可對該信號設置濾波時間常數，同時還可對反響信號進行換算，使系統的調試特別簡單、方便。其余設備：包含連接各設備的電路，管路等。系統結構本系統屬于蓄水池變頻恒流量抽水自動控制系統，主要在本來的蓄水池中增添先進控制設備和輔助設備，二次利用礦井廢水，將礦井廢水抽入后進行注漿，實現廢水的再利用。該系統詳盡有這幾部分：抽水泵，傳感器，執行器，控制器，還有其余若干配套設備。因為本設計要求是恒流量型的，所以傳感器使用電磁流量計；執行器選擇變頻器，帶有PID調理器，變頻器是供水系統的核心，經過改變電機的頻率實現電機的無極調速、無顛簸穩壓的成效和各項功能。；控制器選擇一臺PLC控制器。上述幾種設備工作時之間的互相關系的工作系統結構原理圖如圖2-1：PID調理器控傳執制感行器器器水泵機組礦井蓄水池原理：水泵機組從蓄水池中抽水，傳感器將水泵機組內的流量傳輸給PID調理器，PID調理器經過控制執行器和控制器隊水泵機組內的流量依據實質需要量進行控制。設備選型傳感器傳感器采納電磁流量計，電磁流量計是依據法拉第電磁感覺定律進行流量丈量的流量計。電磁流量計的長處是壓損極小，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，合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，精準度較高，可丈量電導率≥5μs/cm的酸、堿、鹽溶液、水、污水、腐化性液體以及泥漿、礦漿、紙漿等的流體流量。但它不可以丈量氣體、蒸汽以及純凈水的流量。長處：1）電磁流量計可用來丈量工業導電液體或漿液。2）無壓力損失。3）丈量范圍大，電磁流量變送器的口徑從ｍｍ到ｍ。4）電磁流量計丈量被測流體工作狀態下的體積流量，丈量原理中不涉及流體的溫度、壓力、密度和粘度的影響。弊端：1）電磁流量計的應用有必定限制性，它只好丈量導電介質的液體流量，不可以丈量非導電介質的流量，比方氣體和水辦理較好的供熱用水。別的在高溫條件下其襯里需考慮。2）電磁流量計是經過丈量導電液體的速度確立工作狀態下的體積流量。依據計量要求，對于液態介質，應丈量質量流量，丈量介質流量應涉及到流體的密度，不一樣流體介質擁有不一樣的密度，并且隨溫度變化。假如電磁流量計變換器不考慮流體密度，僅給出常溫狀態下的體積流量是不適合的。3）電磁流量計用來丈量帶有污垢的粘性液體時，粘性物或積淀物附著在丈量管內壁或電極上，使變送器輸出電勢變化，帶來丈量偏差，電極上污垢物達到必定厚度，可能以致儀表沒法丈量。采納北京中西遠大科技有限公司的智能型電磁流量計，流量適合設計要求的50方每小時。如實物圖如圖3-1：圖3-1詳盡技術參數以下JKY/LDDN50智能型電磁流量計(液體)DN50?庫號：M326872●流動方向正，反，凈流量，量程比：150：1重復性偏差：丈量值的±%●精度等級：管道式：級，級●被測介質溫度：一般橡膠襯里：-20~+60℃高溫橡膠襯里：-20~+90℃聚四氟乙烯襯里：-30~+100℃高溫型乙烯襯里：-30~+180℃●額定工作壓力：管道式：DN10—DN65：≤,DN80—DN150：≤,DN200—DN1200：≤●流量丈量范圍：流量丈量范圍對流速度范圍是—15m/sJKY/LDDN50智能型電磁流量計(液體)DN50?庫號：M326872?電導率范圍：被測流體電導率≥5μs/cm大多數以水為成份的介質，其導電率在200-800μs/cm范圍內，均可采納電磁流量；●輸出電流及負載電阻：4~20mA全隔斷負載電阻＜750歐姆脈沖頻率0-1KHZ光電隔斷OCT外接電源≤35V導通時集電極最大電流為25mA●電極資料：含鉬不銹剛、鈦（Ti）、鉭（Ta）、哈氏合金（H）、鉑（Pt）或其余特別電極資料●防范等級：潛水型：IP68，其余型IP65●供電電源：85~265V，45~63HZ●直管段長度：管道式：上游≥5DN，下游≥2DN●連接方式：流量計與配管之間均采納法蘭連接，法蘭連接尺寸應吻合GB9119-88的規定。●防暴標記：mdllBT4●環境溫度：-25℃~+60℃●相對溫度：5%~95%●耗費總功率：小于20W執行器電動調理閥是由電動執行機構和調理閥連接組合后經過機械連接裝置、調試安裝構成電動調理閥。電動調理閥是工業自動化過程控制中的重要執行單元儀表。電動調理閥最適合安裝為工作活塞上端在水平管線下部。電動調理閥一般包含驅動器，接受驅動器信號來控制閥門進行調理，也可依據控制需要，構成智能化網絡控制系統，優化控制實現遠程監控。電動調理閥的電氣部分安裝應依據有關電氣設備施工要求進行。跟著工業領域的自動化程度愈來愈高，電動調理閥被愈來愈多的應用在各種工業生產領域中。經過接竣工業自動化控制系統的信號（如：4~20mA）來驅動閥門改變閥芯和閥座之間的截面積大小控制管道介質的流量、溫度、壓力等工藝參數。實現自動化調理功能。新式電動調理閥執行器內含飼服功能，接受一致的4-20mA或1-5V·DC的標準信號，將電流信號轉變為相對應的直線位移，自動地控制調理閥開度，達到對管道內流體的壓力、流量、溫度、液位等工藝參數的連續調理。產品結構合理、制造工藝獨到精湛、質量靠譜、產品廣泛應用于石化、天然氣、冶金、電力、制藥、建筑、污水辦理和環保等行業，并且遠銷中東、東南亞、歐美等多個國家及地區、深受用戶廣泛贊美和信任.設計采納上海嘉德閥門制造有限公司的電動調理閥，型號為：ZRHF電動三通調理閥。如實物圖如圖3-2：如圖3-2詳盡技術參數以下閥體型式：三通鍛造球型閥體閥芯型式：三通型雙座閥芯公稱通徑：DN20~300NPS3/4〞~12〞公稱壓力：PN16~100CLASS150LB~600LB連接方式：法蘭：FF、RF、MF、RTJ?焊接：SW、BW法蘭距：吻合IEC60534?閥蓋形式：標準型（-5℃~230℃）、散熱片型（-45℃~大于230℃場合）、低溫加長型（-196℃~-45℃）、漣漪管密封型填料：V型聚四氟乙烯填料、柔性石墨填料等?密封墊：金屬夾石墨密封墊執行機構：電動：3810L系列智能型執行機構、PSL系列智能型執行機構表面涂漆：綠色丙稀酸聚胺酯磁漆控制器通用控制器西門子通用控制器RWD68/CN?商家開通擔保交西門子?RWD68/CN?通用控制器廣州朗特威自動化機械有限公司?屬性值工作電壓AC24V頻率50/60Hz耗電量3VA定位信號2-position,DC010V控制回路數1模擬輸出數1模擬輸出DC0...10V,±1mA模擬輸出信號DC0...10V模擬輸出電流Max.1A數字輸入數1數字輸入Potential-freeinputsignal數字輸入，應用程序Nightsetback數字輸入，聯系盤問DC15mA,DC15V通用輸入數2通用輸入信號LG-Ni1000,DC0...10V,Pt1000繼電器輸出數1繼電器輸出Changeovercontact,potential-free繼電器輸出，開關電壓AC24230V,DC530V繼電器輸出，開關電流AC3(4)A,DC4A防范等級IP20外形尺寸（寬x高x深）130x114x57mm配套設備配套選型：電纜，水位丈量器，自動開關，過濾網要選有防范燃燒的電纜，防范電路的短路以致災禍，水位丈量，當水池中缺乏水時發出信號，及時向里供水，自動開關，當制漿站出現危險狀況時，要及時進行泊車作業，但真不會因為水沒法控制以致災禍水泵水泵選型：水泵的要求，技術細節ITT水泵SHS臥式端吸泵技術要求：1）.SHS系列是由AISI316L不銹鋼資料沖壓制成的單級離心泵組成。2）.SHS的主要技術參數，以及進水和出水口尺寸均吻合EN733和UNI7467標準。3）.法蘭尺寸吻合UNI2236和DIN2532標準。(4).可選尺寸：DN32到DN805）.水泵旋轉方向為：面對水泵的進水端時反時針運行。6）.水泵結構為后部分開式設計。應用范圍：1流量：可達240m3/h，2級電機。可達130m3/h，4級電機。2揚程：可達110米，2級電機。可達23米。4級電機。3介質溫度：標準的：-20℃+110℃。可依據需求特別制作。4最大工作壓力：12巴（PN12）電機：三相異步，鼠龍式轉子，閉式結構，外面通風。性能吻合CEI2-3標準電壓：50HZ可達3KW,220-240/380-415V--4KW以上，380-415/660V保護4.絕緣等級：F級（155℃）5.最大環境溫度：40℃SHS：有安裝架和連接裝置，剛性聯軸器由鍵連接裝在延伸的電機軸上，電機為標準的B5-B35電機。結構特色：泵體采納AISI316不銹鋼制造。PN16法吻合UNI2223和DIN2533標準。閉式葉輪由AISI316不銹鋼制成，尺寸為32,40,50,65-160/75，65-160/110A,采納激光焊接技術。尺寸為65-200,65-250和80時，采納鍛造不銹鋼。機械密封吻合DIN24960標準，充排水堵頭由316L不銹鋼制成。可供給的附件：AISI316不銹鋼或鍍鋅鐵制成的螺紋配對法蘭。法蘭帶有與壓力傳感器連接的螺孔。錐型法蘭聯軸器。電路及管路設計電路設計依據設計系統原理圖連接實物圖，如圖4-1圖4-1管路設計依據已經選型的設備，本設計的管路結構圖如圖4-3圖4-3當管路中流量降落時，電動調理閥輸出流量變至大流量，恢復對水量的閉環調理，使流量重新達到設定值.當管路中的流量增大時，電動調理閥輸出流量變至小流量，恢復對水量的調理，是流量重新達到設定值。實現恒流量自動控制抽水。結論此次課程設計，使我們更加熟練地掌握了有關安全檢測監控系統方面的知識，同時也認識到我們在這方面知識的不足，在設計過程中固然遇到了許好多多的問題，但經過一次次的思慮，一遍遍的檢查終于找出了問題的根源所在，讓我們對這方面的知識又有一個新的認識。在課程設計過程中，我們不停發現錯誤，不停改正，不停意會，不停獲得。許好多多問題經過我們及同學的努力都水到渠成，固