【正文】 障及時發(fā)現(xiàn)并盡早處理。 院長簽字： 指導教師簽字： 中國礦業(yè)大學畢業(yè)設計指導教師評閱書 指導教師評語 （①基礎理論及基本技能的掌握；②獨立解決實際問題的能力；③研究內(nèi)容的理論依據(jù)和技術方法；④取得的主要成果及創(chuàng)新點；⑤ 工作態(tài)度 及工作量；⑥總體評價及建議成績；⑦存在問題；⑧是否同意答辯等）： 成 績： 指導教師簽字： 年 月 日 中國礦業(yè)大學畢業(yè)設 計評閱教師評閱書 評閱教師評語 （ ①選題的意義； ② 基礎理論及基本技能的掌握；③綜合運用所學知識解決實際問題的能力；③工作量的大?。虎苋〉玫闹饕晒皠?chuàng)新點；⑤寫作的規(guī)范程度；⑥總體評價及建議成績；⑦存在問題； ⑧ 是否同意答辯等 ）： 成 績： 評閱教師簽字： 年 月 日 中國礦業(yè)大學畢業(yè)設計評閱教師評閱書 評閱教師評語 （ ①選題的意義； ② 基礎理論及基本技能的掌握；③綜合運用所學知識解決實際問題的能力；③工作量的大?。虎苋〉玫闹饕晒皠?chuàng)新點；⑤寫作的規(guī)范程度；⑥總體評價及建議成績；⑦存在問題； ⑧ 是否同意答辯等 ）： 成 績： 評閱教師簽字： 年 月 日 中國礦業(yè)大學畢業(yè)設計答辯及綜合成績 答 辯 情 況 提 出 問 題 回 答 問 題 正 確 基本 正確 有一般性錯誤 有原則性錯誤 沒有 回答 答辯委員會評語及建議成績： 答辯委員會主任簽字： 年 月 日 學院領導小組綜合評定成績： 學院領導小組負責人： 年 月 日 摘 要 文章 進行了排水設備的選 型 設 計，然后 根據(jù)排水控制的要求，進行自動控制方面的設計。本系統(tǒng)采用 SIEMENS 的 S7300 系列 PLC， 并結合各種傳感器（主要為水位傳感器、負壓傳感器、壓力傳感器、流量傳感器等），完成系統(tǒng)設計中要實現(xiàn)的控制功能。 S7300通過 CP340通訊模塊，采用 RS232C通信標準與就地 PC 建立聯(lián)系。 礦井生產(chǎn)過程中排水的重要性 在煤礦地下開采的過程中，由于地層中含水的涌出，雨水和江河 中水的滲透，水砂充填和水力采煤礦井的井下供水，將要有大量的水晝夜不停地匯集于井下。如果不能及時地將這些積水排送到井上，井下的生產(chǎn)就可能受到阻礙，井下的安全就會得不到保障，嚴重者會造成重大事故。 根據(jù)統(tǒng)計，每開采 1 噸煤就要排出 27噸礦井水，有時甚至要 排出 3040 噸礦井水。離心式水泵排水系統(tǒng)主要由離心式水泵、電 動機、起動設備、儀表、管路及管路附 件等組成 。但是現(xiàn)在的排水系統(tǒng)中，為了提高排水效率，減小水泵腐蝕，一般不用底閥，而用射流泵或真空泵為水泵和吸水管注水。其缺點是密封面容易擦傷，檢修較為困難，高度尺寸較大，在安裝位置受到限制時，安裝不便，結構較復雜，價格較高。在向水泵和吸水管中灌引水時，要通過放氣栓 (又叫氣嘴 )將 水泵和吸水管中的空氣放掉。 常用的壓力表為普通彈簧管壓力表，根據(jù)其結構特征可分為徑向無邊、徑向帶邊和軸向帶邊三 種。 根據(jù)其結 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 第 3 頁 構特征也可分為徑向無邊、徑向帶邊和軸向帶邊三種。在無底閥的排水系統(tǒng)中，水泵每次起動都要灌水，這一工作由抽真空設備完成，一般使用射流泵或真空泵。這種排水系統(tǒng)的操作以離心式水泵的工作特性為基礎，泵站的起停時間判斷，完全依賴于工人的經(jīng)驗和已有的操作規(guī)程。 停泵過程要進行相反的操作。這種排水系統(tǒng)的工作流程完全由手工完 成，工人按部就班的完成各個執(zhí)行件的操作。人工操作無法避免高強度的勞作。自動控制系統(tǒng)的應用，將使得排水系統(tǒng)可靠性增強，整個工作流程通過軟件的編程來實現(xiàn)，程序確定后，水泵機組將按給定的程序自動 啟停水泵、開合閥門，極大的減小工人的勞動強度。 傳統(tǒng)的繼電器控制方法，用人工進行檢測 (如人工檢測水 倉水位、淤泥厚度、管道、閘閥及配電設備狀況等 )，這 種檢測控制方法效率低，工 人勞動強度大，且由于井下環(huán)境惡劣，故障率較高 。該系統(tǒng)采用先進的集散式控制方式，建立了多級模塊化的結構體系，提出了多參數(shù)的模糊綜合決策方法。 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 第 5 頁 圖 主排水泵自動化監(jiān)控系統(tǒng)圖 排水裝置實現(xiàn)自動化的過程中，必須對 圖所示 參數(shù)進行 檢 測 ， 本 章 將對以下 5 個 監(jiān)控的參數(shù)展開論述 并給出檢 測的方法和可實現(xiàn)性。單換能器的傳感器發(fā)射 和接收超聲波使用同一個換能器，而雙換能器的傳感器發(fā)射和接受各使用一個換能器。 從以上公式中可以看出，只要測得超聲波脈沖從發(fā)射到接收的時間間隔，便可以求得待測的液位。并由聲波的發(fā)射和接收之間的時間來計算傳感器到被測物體的距離。具有干擾回波的抑制功能 ， 保證測量數(shù)據(jù)的真實。利用處于一定深度時液體會產(chǎn)生一定的壓強這個基本原理制成的。 液位檢測裝置的選擇 上述兩種液位傳感器是基于不同的工作原理設計和制造出來的，分別適應于不同 的工作場所。也就是說，一旦水位傳感器失靈，后面的排水硬件和響應軟件設置的再好都無法啟動。但是由于超聲波液位傳感器不能用在過于狹小的空間內(nèi)，當條件不具備時，也可以使用兩個投入式傳感器來檢測水位。 非接觸式溫度傳感器理論上不存在接觸式溫度傳感器的測量滯后和應用范圍上的限制，可測高溫、腐蝕、有毒、運動物體及固體、液體表面的溫度，不干擾被測溫度場，但測量精度低，使用不太方便。 PT100 溫度傳感器是一個模擬信號，它在實際應用中有二種形式 :一種是不需要顯示的 ,主要采集到 PLC，這樣在使用的時候只需要一塊 PT100 的集成電路，要注意的是這個集成電路采集的不是電流信號 而 是電阻值， PT100 的集成電路（需要一個 177。 Pt100 溫度傳感器的主要技術參數(shù)如下： 測量范圍： 200℃ ～ +850℃ ； 允許偏差值 △℃ ： A 級 177。 應用范圍 ：氣液兩用型，可用于供水系統(tǒng)，液壓，氣動系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)，加熱系統(tǒng)，空調(diào)系統(tǒng)，自動化工程等。 由應力分布圖可知，膜片彈性元件承受壓力 p 時，其應變變化曲線的特點為：當 x=0時， max maxrt??? ；當 x=R 時， t? =0， r? = max2r?? 。 HS956 系列薄膜壓力變送器由高性能的薄膜壓力傳感器與信號調(diào)理電路組成。% 測量誤 差小 綜合誤差可小于 177。 主要技術指標： 介質(zhì) 液體、氣體或蒸汽 輸出 兩線制 4～ ； 量程 ,1,2, 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 第 12 頁 ,3,4,5,6,8,10,16,20,25,30,40,50,60Mpa 電源 ,無負載時可工作在 ， 最大電源電壓 36 ； 負載范圍 允許最小負載為零，最大負載 RL=50（ US12） Ω。因此水泵出口流量的檢測有非常重要的意義。 采用如圖 36示的安裝方式可以保證準確測量每一個水泵在工作過程中的流量。因此出于造價、硬件系統(tǒng)的復雜等方面 的考慮，優(yōu)先選擇圖 37 所示的方式設 置 流量計。電磁流量轉(zhuǎn)換器是為電磁流量傳感器提供電源，并將其測量的流量信號整定成為標準的420mA 電流等其他形 式的信號。 當被測導電液體流過管道時，切割磁力線，于是在和磁場及流動方向垂直的方向 上產(chǎn)生感應電動勢，其數(shù)值與液體的流速成正比。但直流電勢將使被測液體電解， 使電極極化。 而對被測量介質(zhì)的流量測量采用交流電 (頻率為 5OHz)勵磁的交流磁場，即 max sin( )B B t?? （式 35） 感應電動勢為 m ax si n( )E B t Dv?? （式 36） 所以體積流量為 m a x3 .1 4 1 54 sin ( )DQ V EBt??? （式 37） 為了避免測量管路引起磁分流，故需要用非導磁材料做成。 三、 電 磁流 量 計的特點 ①測量管路內(nèi)沒有任何突出和可移動的部件，因此可用于有懸浮顆粒的漿液等流量的測量，且壓力損失極??； ②感應電勢與被測液體溫度、壓力、粘度等無關，因此其使用范圍廣泛 。電磁流量計可以達到以下要求 : ① 420mA 信號輸出型 ； ② 抗干擾性強、精度高、穩(wěn)定性可靠、整體防爆 ； ③ 測量范圍寬，流速 ； 實際上，以常村煤礦 S3水泵房為例，其理論上管路中液體的流速范圍是 :。這些閾值只有在現(xiàn)場根據(jù)每臺水泵不同的流量特性設定出相應的閾值。% （典型值） 重復性 177。 1井 井 井 井 井井 井井 井 井 井P L C 井 井 井井 井井 井 井 井 井P R O F I B U S D P4 8 5井 井 井 井 井 井 井井 井 井 井 井 井 井井 井 井 井 井 井 井井 井 井 井 井井 井 井 井井 井 井 井圖 系統(tǒng)總體結構 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 第 17 頁 PLC 的 礦井主 排水控制系統(tǒng)設計 系統(tǒng)由 PLC（ 可編程邏輯控制器 ）、觸摸屏、檢測部分（模擬量和開關量采集）和執(zhí)行部分等組成，其硬件結構如圖 42 所示。如果因為工藝上少許變化，需要改變電氣控制系統(tǒng)時，原先整個電氣控制系統(tǒng)將被全部 拆除，而重新進行布線、焊接、固定等工作，耗費大量人力、物力、和時間。 2)可靠性高、抗干擾能力強 可靠性是工業(yè)控制器件的重要指標。 目前， PLC 大多采用梯形圖語言編程方式，它既繼承了繼電器控制線路 的清晰直觀感，又考慮到電氣技術人員的讀圖習慣和應用實際，電氣技術人員易于編程，程序修改靈活方便。 4)接線簡單 PLC 只需將輸入設備 (如按鈕、開關等 )與輸入端子聯(lián)接，將輸出設 備 (如接觸器、電磁閥等 )與輸出端子聯(lián)接?？煽?制一臺單機、一條生產(chǎn)線，也可控制一個機群 、多條生產(chǎn)線。由于 PLC 是專為工業(yè)控 制而設計的專用計算機，其結構緊湊、堅固耐用，以及有很強的可靠性和抗干擾能力，易于嵌入機械設備內(nèi)部。 PLC 系統(tǒng)一般由以下基本功能構成 .多種控制功能 .數(shù)據(jù)采集、存儲與處理功 .通信聯(lián)網(wǎng)功能 .輸入 /輸出接口調(diào)理功能 .人機界面功能 .編程、調(diào)試功能 1)控制功能 邏輯控制 :PLC 具有與、或、非、異或和觸發(fā)器等邏輯運算功能， 可以代替繼電器進行開關量控制。 2)數(shù)據(jù)采集、存儲與處理功能 數(shù)學運算功能包括 : .基本算術 :加、減、乘、除。 模擬數(shù)據(jù)處理 :PID、積分和濾波。 通信接口或通信處理器按標準的硬件接口或?qū)Ｓ械耐ㄐ艆f(xié)議完成程 序和數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)移。 實現(xiàn)人機界面功能的手段 :從基層的操作者屏幕文字顯示，到單機 的 CRT 顯示與鍵盤操作和用通信處理器、專用處理器、個人計算機、工 業(yè)計算機的分散和集中操作與監(jiān)視系統(tǒng)。 與其它計算機系統(tǒng)一樣， PLC 的 C