【正文】 算及啟動(dòng)方案選擇 ，短路、過(guò)載保護(hù)設(shè)計(jì)計(jì)算。為了使系統(tǒng)達(dá)到在最佳節(jié)能方式下工作，必須使涌水量等于排水量。另外， 煤炭開(kāi)采過(guò)程中，由于地層結(jié)構(gòu)被破壞，巖層斷裂，使采區(qū)與儲(chǔ)水層連通，發(fā)生突水事故，涌水量會(huì)突然增加。井下自動(dòng)排水系統(tǒng)的任務(wù)就是把流入井下煤礦巷道中的礦井積水排送至地表。 系統(tǒng)功能 煤礦的所處的自然環(huán)境一般都比較復(fù)雜 而且是在地下工作，不同的煤礦存在著不同的差異。 PLC 的出現(xiàn)改變了這一局面。 手動(dòng)選擇主要用于調(diào)試，及特殊情況的啟動(dòng)形式。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(guò) PLC 處理從而控制水泵及電動(dòng)閥門(mén)的啟停。 保護(hù) 功能 由于系統(tǒng)是在井下工作，而控制人員是在井上工作，不可能時(shí)時(shí)都下井去檢查水泵的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，一旦電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障會(huì)比較危險(xiǎn)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)過(guò)載時(shí)會(huì)自動(dòng)跳閘。 水泵備用功能 由于煤礦的所處的自然環(huán)境比較差，因此對(duì)水泵的質(zhì)量及工作時(shí)間都有很高的要求。當(dāng)有水泵發(fā)生故障時(shí)，采用備用水泵排水，同時(shí)檢修故障水泵。 防倒灌功能 為了防止開(kāi)啟水泵是管路中的水倒灌，設(shè)計(jì)還采用電動(dòng)閥來(lái)防止管路中的水倒流。 礦井排水系統(tǒng)選擇的選擇與計(jì)算 排水方案的確定 煤礦排水系統(tǒng)的可靠性是建整個(gè)煤礦工作人員及煤礦安全的重要保障系統(tǒng)。當(dāng)使用多臺(tái)水泵時(shí)，即使所選用的水泵型號(hào)相同，但由于實(shí)際加工生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生誤差，性能指數(shù)不盡相同，會(huì)使實(shí)際運(yùn)行中負(fù)荷發(fā)生變化，且有時(shí)非共用管路段的阻力損失不能忽略，這些都會(huì)影響其排水系統(tǒng)的效率。 這樣考慮也是無(wú)論什么情況都有一臺(tái)泵在工作運(yùn)行。但金屬管道又分好多種， 應(yīng)用較多的金屬管分為鋼管和球墨鑄鐵管。鋼管中還有一類(lèi)為不銹鋼管，但造價(jià)較高，未曾推廣使用。現(xiàn)在鋼管均采用鍍鋅鋼管，鍍鋅管分冷鍍管和熱 鍍管。 . 排水管路計(jì)算 （ 1）管徑確定 本系統(tǒng)共用 4臺(tái)水泵 ， 按 3用 1備設(shè)置 ,根據(jù)流量公式 : udqg 42?? 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 11 頁(yè) 可確定計(jì)算管徑公式為 : uqd g?4? 其中當(dāng) DN25~DN40， u=~ m/s， DN50~70， u ≤， DN80 及以上的管徑， u ≤。 查文獻(xiàn) [4]表 1671 知 mmd 150? 時(shí)，管道各處局部阻力系數(shù)如表 。 3? ，查文獻(xiàn) [4]表 1311，選取DA1_125*11 型臥式單級(jí)離心泵。 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 13 頁(yè) 單泵基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 機(jī)組（水泵和電動(dòng)機(jī)）安裝在共同的基礎(chǔ)上。 查手冊(cè)，得出 IS8050315 型臥式單級(jí)離心泵安裝尺寸如下 圖 ： 圖 離心泵規(guī)格安裝尺寸圖 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 14 頁(yè) 水泵基礎(chǔ)圖如圖 所示。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(zhǎng)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。 ④水管外壁與配電設(shè)備應(yīng)保持一定的安全操作距離 C。 ⑥對(duì)于非水平接縫的水泵，在檢修時(shí)，往往要將泵軸和葉輪沿軸線方向取出。泵房布置應(yīng)符合下列規(guī)定： ① 泵房大門(mén)口要求通暢，既能容納最大的設(shè)備（水泵或電機(jī)），又有操作余地。 ③泵房長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)機(jī)組臺(tái)數(shù)、布置形式、機(jī)組間距，邊機(jī)組段長(zhǎng)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?jī)?nèi)部交通的要求。 ⑧泵房的耐火等級(jí)不應(yīng)低于二級(jí)。 口訣中的阿拉伯?dāng)?shù)字與倍數(shù)的排列關(guān)系如下： 對(duì)于 、 、 10 2mm 的導(dǎo)線可將其截面積數(shù)乘以 5 倍。 對(duì)于 1 150、 185 2mm 的導(dǎo)線可將其截面積數(shù)乘以 2 倍 首先要計(jì)算電機(jī)的線電流，對(duì)于單相電路而言，電機(jī)功率的計(jì)算公式是： p=iucosφ； 對(duì)于三相平衡電路而言，三相電機(jī)功率的計(jì)算公式是： p=。 導(dǎo)線截面積和載流量的計(jì)算有口訣如下： 導(dǎo)線安全載流量 10 下五， 100 上二，1 25 四， 3 50 所以主回路線徑選擇為 300mm2，允許通過(guò)電流為 3+2 3+2=，選擇線徑為 185 2mm 的銅線。 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(hào)為60015?Dw 框架式自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)，適用于 HzAc 60~50 ，額定工作電壓為 VuN 380? ，額定電流 AIN 100? ，過(guò)電流 脫扣范圍 200600A。 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(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和控制。 ④ 熱繼電器： 熱繼電器主要用于電機(jī)的過(guò)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)額定電流貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 22 頁(yè) 的 倍，水泵驅(qū)動(dòng)電機(jī)的額定電流 AIN ? ，熱繼電器整定值在 之間。 圖 電路主回路圖 電動(dòng)閥電路設(shè)計(jì) 電動(dòng)閥的設(shè)計(jì)是為了防止啟停水 泵時(shí)發(fā)生水錘現(xiàn)象。 為了防止這種現(xiàn)象發(fā)生，啟動(dòng)排水系統(tǒng)時(shí)要先開(kāi)啟水泵電動(dòng)機(jī)，當(dāng)水泵運(yùn)轉(zhuǎn)起貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 23 頁(yè) 來(lái)以后，管路中的壓力逐漸升高，打開(kāi)電動(dòng)閥會(huì)平衡管路中水的自身的重力，對(duì)整個(gè)官網(wǎng)沖擊較小。閥門(mén)型式為蝶閥，驅(qū)動(dòng)方式為電動(dòng)，聯(lián)接型式為法蘭聯(lián)接，工作壓力為 。 (3) 電纜：電動(dòng)閥驅(qū)動(dòng)電機(jī)分支回路采用 2mm 銅芯線，載流量約為 。工藝流程的特點(diǎn)和應(yīng)用要求是設(shè)計(jì)選型的主要依據(jù)。最后在實(shí)際訂貨時(shí)，還需根據(jù)制造廠商 PLC 的產(chǎn)品特點(diǎn)，對(duì)輸入輸出點(diǎn)數(shù)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。再增加 15%的可擴(kuò)展余量，I/O 總點(diǎn)數(shù)為 64 點(diǎn)。 存儲(chǔ)器內(nèi)存容量的估算沒(méi)有固定的計(jì)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(gè)字），另外再按此數(shù)的 25%考慮余量。設(shè)計(jì)選型時(shí)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。 PLC 主要用于順序邏輯控制，因此，大多數(shù)場(chǎng)合常采用單回路或多回路控制器解決模擬量的控制，有時(shí)也采用專(zhuān)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(chǔ)器容量。 PLC 系統(tǒng)的通信接口應(yīng)包括串行和并行通信接口（ RS2232C/422A/423/485）、RIO 通信口、工業(yè)以太網(wǎng)、常用 DCS 接口等；大中型 PLC 通信總線（含接口設(shè)備和電纜）應(yīng) 1： 1冗余配置，通信總線應(yīng)符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，通信距離應(yīng)滿足裝置實(shí)際要求。 ④ 編程功能 離線編程方式： PLC 和編程器公用一個(gè) CPU，編程器在編程模式時(shí)， CPU 只為編程器提供服務(wù)，不對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制。這種方式成本較高，但系統(tǒng)調(diào)試和操作方便，在大中型 PLC 中常 采用。硬件診斷通過(guò)硬件的邏輯判斷確定硬件的故障位置，軟件診斷分內(nèi)診斷和外診斷。從實(shí)時(shí)性要求來(lái)看，處理速度應(yīng)越快越好，如果信號(hào)持續(xù)時(shí)間小于掃描時(shí)間，則 PLC 將掃描不到該信號(hào)，造成信號(hào)數(shù)據(jù)的丟失。 （ 4）、機(jī)型的選擇 PLC 種類(lèi)繁多，主要生產(chǎn)廠商有 西門(mén)子、三菱、施耐德、 AB、臺(tái)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。 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)。自動(dòng)供水系統(tǒng)的控制為簡(jiǎn)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。國(guó)際規(guī)格： N、貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 29 頁(yè) CE。國(guó)際規(guī)格： N、 L、CE。 表 I/O 輸入輸出接口分配表 根據(jù) I/O 分配表畫(huà)出 PLC 接線圖如圖 所示： 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 31 頁(yè) 圖 PLC 外部接線 圖 (1) 斷路器： PLC 分支回路斷路器 QF67 ：選用塑料外殼式空氣開(kāi)關(guān)，型號(hào)DZ510，適用于 HzAc 60~50 ，額定工作電壓為 VuN 220? ，額定電流 AIN 10? ，過(guò)電流脫扣范圍 。供水系統(tǒng)的水質(zhì)為清水，不會(huì)有漂浮物，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~。變壓器的選型參數(shù)有容量、原電壓和變壓后后電壓。通過(guò)檢測(cè)水位的信號(hào)，決定水泵的開(kāi)啟（關(guān)閉）。當(dāng)電動(dòng)機(jī)過(guò)載時(shí)，熱繼電器會(huì)自動(dòng)彈開(kāi)，并將信號(hào)輸入到 PLC，通過(guò)處理發(fā)出報(bào)警信號(hào)，點(diǎn)亮控制臺(tái)的報(bào)警燈。以此類(lèi)推第二臺(tái)水泵、第三臺(tái)水泵。工作時(shí)，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(lái)定位選擇信息輸入。符合要求。 水泵就位安裝 先 將水泵 放置在基礎(chǔ)上， 然后 用墊鐵將水泵找正找平。 (3)減振墊的型號(hào)規(guī)格、安裝位置應(yīng) 當(dāng) 符合設(shè)計(jì)要求。 大型水泵的水泵與電機(jī)分離需在現(xiàn)場(chǎng)組裝時(shí)，注意 以下事項(xiàng) ： (1)在混凝土基礎(chǔ)上按照設(shè)計(jì)圖紙制作型鋼支架，并用地腳螺栓固定在基礎(chǔ)上，進(jìn)行粗水平。更換 軸承 潤(rùn)滑油。可 采用角尺或水平尺測(cè)量。調(diào)整水泵與電機(jī)同心度時(shí)，應(yīng)松開(kāi)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(lái)調(diào)整角位移和徑向位 移。因此，電器系統(tǒng)的安裝應(yīng)注意一下幾項(xiàng)： （ 1）在進(jìn)行安裝操作前，認(rèn)真閱讀安裝說(shuō)明書(shū)。 （ 5）在接線時(shí)禁止短路。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 。 ②系統(tǒng) 控制回路中的繼電器觸 點(diǎn)端子引線，與其他控制回路端子的連線要分開(kāi)走線，以免觸點(diǎn)閉合或斷開(kāi)時(shí)造成干擾信號(hào)。對(duì)管道進(jìn)行試壓，要進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)： (1)對(duì)管道進(jìn)行 嚴(yán)密性試驗(yàn) ， 其目 的是檢查的嚴(yán)密性，管件、管材在加工制作、運(yùn)輸、保管、安裝過(guò)程中是否損壞，管道有無(wú)堵塞，試驗(yàn)壓力應(yīng)按管網(wǎng)試壓規(guī)定進(jìn)行試壓 。 聯(lián)動(dòng) 試車(chē) 試車(chē)只有工程按文件的內(nèi)容和施工驗(yàn)收完成后，并且單機(jī)試車(chē)已經(jīng)全部合格的條件下才能進(jìn)行聯(lián)動(dòng)試車(chē)，在試車(chē)時(shí)，必須按照試車(chē)方案及手冊(cè)精心指揮和操作，貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 40 頁(yè) 與試車(chē)無(wú)關(guān)的人員不得進(jìn)入試車(chē)區(qū)，并對(duì)試車(chē)認(rèn)真做好記錄。否則就要檢查系統(tǒng)的通信線路，同時(shí)對(duì)系統(tǒng)設(shè)備和軟件程序也要進(jìn)行檢查。 首先， 了解了國(guó)內(nèi)外對(duì)與煤礦自動(dòng)排水控制系統(tǒng)的了解，了解他們的差異分析他們之間存在的問(wèn)題。 另外，經(jīng)過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)我還熟悉了 Word 文檔等辦公室軟件的應(yīng)用，用它們來(lái)編輯我的畢業(yè)設(shè)計(jì)論文部分，既方便又優(yōu)化了我的畢業(yè)設(shè)計(jì)。 以上便是我的畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié)，在此，我要特別感謝我的指導(dǎo)教師 錢(qián)宏琦 老師，在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中是 他 給了我莫大的指導(dǎo)和幫助 。 此次畢業(yè)設(shè)計(jì)歷時(shí)三個(gè)月，是我大學(xué)學(xué)習(xí)中遇到過(guò)的時(shí)段最長(zhǎng)、涉及內(nèi)容最廣、工作量最大的 一次設(shè)計(jì)。 學(xué)習(xí)往往都在不斷的重復(fù) ，當(dāng)每次遇到不懂得問(wèn)題時(shí)，我都會(huì)第一時(shí)間記在本子上面，然后等答疑的時(shí)候問(wèn)老師，老師對(duì)于我提出來(lái)的問(wèn)題都一一解答，從來(lái)都不會(huì)因?yàn)槲业膯?wèn)題稍過(guò)簡(jiǎn)單加以責(zé)備，而是一再的告誡我做設(shè)計(jì)該注意的地方， 從課題的 選擇到項(xiàng)目的最終完成，老師都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持 ，他們真正起到了“傳道授業(yè)解惑疑”的作用，讓人油然而生的敬佩。 在 畢業(yè)設(shè)計(jì) 即將完成之際，我的心情無(wú)法平靜，從開(kāi)始進(jìn)入課題到 畢業(yè)設(shè)計(jì) 的順利完成，有多少可敬的師長(zhǎng)、同學(xué)、朋友給了我無(wú)言的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯的謝意 ! 最后我還要感謝 機(jī)械工程 學(xué)院 和我的母校 貴州大學(xué) 四年來(lái)對(duì)我的栽培 。 多少個(gè)日日夜夜，老師不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時(shí)還在思想、生活上給我以無(wú)微不至的關(guān)懷