【正文】 ..... 2 畢業(yè)設(shè)計(jì)目的和意義 .................................... 4 指導(dǎo)思想 .............................................. 4 本設(shè)計(jì)要完成的主要任務(wù) ................................. 4 第二章 排水系統(tǒng)設(shè)計(jì) ..................................... 5 排水方案的確定 ........................................ 5 管材的選擇及排水系統(tǒng)水力計(jì)算 ........................... 6 管材的選擇 .................................................. 6 排水系統(tǒng)的水力計(jì)算 .......................................... 7 水泵選型 .............................................. 9 選泵的依據(jù) .................................................. 9 選泵原則 .................................................... 9 水泵選型 ................................................... 11 水泵安裝基礎(chǔ)設(shè)計(jì) ..................................... 11 水泵房設(shè)置及排水設(shè)備的布置 ............................ 13 水泵 房設(shè)置 ................................................. 13 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） II 排水設(shè)備的布置 ............................................. 13 第三章 主電路設(shè)計(jì) ....................................... 15 電氣負(fù)載計(jì)算及啟動(dòng)方案選擇 ............................ 15 電流計(jì)算 ................................................... 15 啟動(dòng)方案選擇 ............................................... 15 電氣元件選型 ......................................... 16 主回路設(shè)計(jì) ........................................... 17 第四章 控制回路設(shè)計(jì) ..................................... 18 PLC 控制回路元件選型及其接線設(shè)計(jì) ...................... 18 控制部分電氣元件選型 ....................................... 18 PLC 接線設(shè)計(jì)及 I/O 分配表 .................................... 18 可編程序控制器（ PLC）選型設(shè)計(jì) ......................... 21 PLC 觸點(diǎn)數(shù)統(tǒng)計(jì) 統(tǒng) ............................................ 21 存儲(chǔ)器容量的估算 ........................................... 22 控制功能的選擇 ............................................. 22 機(jī)型的選擇 ................................................. 24 水位控制計(jì)的設(shè)計(jì) ..................................... 26 PLC 編程 .............................................. 26 觸摸屏設(shè)計(jì) ........................................... 26 第五章 結(jié)論 ............................................ 31 參 考 文 獻(xiàn) ............................................. 32 致 謝 ............................................... 33 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） III 附錄 A 畢業(yè)設(shè)計(jì)圖紙 ...................................... 34 附錄 B PLC梯形圖程序 ................................... 35 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 1 頁(yè) 火鋪煤礦西 2 區(qū) 600 水平自動(dòng)排水控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘 要 煤炭是我國(guó)主要的能源之一 ， 也是應(yīng)用最廣的能源，在化工與火力發(fā)電方面有著重要的地位， 在煤礦類型中，有露天煤礦，也有深井煤礦。 露天煤礦較深井煤礦更方便開(kāi)采，也更安全。改革開(kāi)放 30 多年以來(lái)，我們國(guó)家在科學(xué)技術(shù)、信息技術(shù)方面都取得了迅猛 的 發(fā)展，各行各業(yè)也發(fā)生了翻天覆地的變化， 煤礦 給排水也同樣取得了革命性的發(fā)展。 自動(dòng)排水系統(tǒng)就克服了這些缺點(diǎn)，能夠節(jié)省大量的人力。通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，相信在以后的學(xué)習(xí)工作中我能將所學(xué)的理論知識(shí)與生產(chǎn)實(shí)踐進(jìn)一步相結(jié)合。 在煤礦自動(dòng)排水控制系統(tǒng)設(shè) 計(jì)中我們要本著結(jié)合行業(yè)、深入企業(yè)、貫穿工作 崗位的實(shí)際需要，不能紙上談兵，要符合煤礦的生產(chǎn)技術(shù)要求，根據(jù)國(guó)內(nèi)目前的煤礦排水系統(tǒng)的現(xiàn)狀，擬定符合實(shí)際的設(shè)計(jì)方案。方案的選擇是設(shè)計(jì)的第一步，在方案選擇時(shí)，由于是在井下，除了要保證整個(gè)系統(tǒng)中排水設(shè)備占用的空間足夠小，還要有足夠的空間方便進(jìn)行維修。因此，排水系統(tǒng)的可靠性高低一定程度上決定了整個(gè)煤礦生產(chǎn)過(guò)程中工作人員的生命安全。備用水泵的能力應(yīng)不小于工作水泵能力的 70%。水泵在并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，即使使用的是同一廠家同一型號(hào)的水泵，也不能完全認(rèn)為單臺(tái)泵性能完全相同，實(shí)際運(yùn)行中負(fù)荷有變化，且管路中的阻力損失不能忽略，這些影響到水泵的運(yùn)行特性。排水過(guò)程中大多數(shù)時(shí)間使用的是工作水管，只有當(dāng)其出現(xiàn)堵塞等故障時(shí)就得利用備用水泵和備用水管，以保證在檢修時(shí)不影響排水系統(tǒng)排水能力。 這些管材中，鑄鐵管承受工作壓力一般為 ~ ，且耐腐蝕，價(jià)格較便宜，因?yàn)椴馁|(zhì)硬而脆。 PVC 和 ABS 材料質(zhì)量輕，密度為鋼鐵的 7/1 左右。 ⑴管徑確定 排水系統(tǒng)一般按 3 臺(tái)設(shè)置水泵，（為 1用 1備 1檢修），集中為 1 條管道供水，根據(jù)流量公式，即可確定管徑 根據(jù)： udqg 42?? 21 有：uqd g?4? 22 已知 Q=30m/h，所以 gq =根據(jù) DN25～ DN40， u=～ ， DN50～ 70， u ≤， DN80 及以上的管徑， u ≤這里取 u=，所以有： uqd g?4? = ?? = 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 9 頁(yè) 圓整后取 d=,即 d=100mm符合要求。吸入側(cè)的最低液面，排出側(cè)的最高液面等一些數(shù)據(jù)和管道規(guī)格及其長(zhǎng)度、材料、管件規(guī)格、數(shù)量等都要加以考慮，以便進(jìn)行水泵揚(yáng)程計(jì)算和汽蝕余量的校核。 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 11 頁(yè) 水泵選型 本設(shè)計(jì)中使用了三臺(tái)水泵， 分別為一用一備一檢修 ， 三臺(tái)水泵共用一套 排水管路。其參數(shù)為：流量 hmQ /60~30 3? ，揚(yáng)程 mH 123~128? 。于是得到水泵安裝鋼筋混凝土基礎(chǔ)圖 .再根據(jù)水泵型號(hào)和電機(jī)型號(hào)查閱 《給水工程》得出配筋表，于是可畫出 水泵安裝鋼筋混凝土 圖（如圖21） 及水泵安裝鋼筋混凝土基礎(chǔ) 配筋圖（如圖 ）。 (6)、水泵外形凸出部分與墻壁的凈距 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 。根據(jù)上述要求，在保證水泵房水泵工作可靠性的前提下，力求運(yùn)行安全和管理方便， 綜上兩點(diǎn)可畫出泵房布置圖 (如圖)。顯然，啟動(dòng)電流下降明顯，對(duì)電網(wǎng)的沖擊程度大為減少。 然而因?yàn)槊旱V排水系統(tǒng)的工作環(huán)境惡劣，并且環(huán)境潮濕，雖然鋁導(dǎo)線不易生銹， 電阻小，質(zhì)軟不易折斷，造價(jià)便宜，但是鋁導(dǎo)線的耐高溫能力低，長(zhǎng)時(shí)間在高溫條件下使用就會(huì)燒壞，因而會(huì)縮短使用壽命。主要由電磁鐵和觸點(diǎn)兩部分組成，它是利用電磁鐵的吸引力而動(dòng)作的。 水泵電機(jī)的接觸器 KM19， 由于電機(jī)啟動(dòng)電流較大，為 左右，選用 CJ 系列額定電流為 100A 的交流接觸器，技術(shù)參數(shù)如下：控制電機(jī)最大功率 50KW，額定電壓VuN 380? ，額定電流 AIN 100? 。通常用的熱繼電器有 JR20， JR15 和引進(jìn)的 JRS 等系列。為了保證在電機(jī)長(zhǎng)時(shí)間過(guò)載運(yùn)行而發(fā)生意外，還要設(shè)置熱繼電器等。干簧式水位信號(hào)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，應(yīng)用廣泛。 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 20 頁(yè) 圖 PLC接線圖 根據(jù) PLC 接線圖得到 I/O 分配表，如 表 . 表 I/O分配 表 輸入觸點(diǎn) 輸出觸點(diǎn) 1 號(hào)水泵啟動(dòng)按鈕 SB12 0000 1號(hào)水泵電源接觸器 1KM1 0500 2 號(hào)水泵啟動(dòng)按鈕 SB22 0001 1號(hào)水泵星形接觸器 1KM2 0501 3 號(hào)水泵啟動(dòng)按鈕 SB32 0002 1 號(hào)水泵三角形接觸器1KM3 0502 1 號(hào)水泵停止按鈕 0003 2號(hào)水泵電源接觸器 2KM1 0503 2 號(hào)水泵停止按鈕 0004 2號(hào)水泵星形接觸器 2KM2 0504 3 號(hào)水泵停止按鈕 SB 0005 2 號(hào)水泵三角形接觸器2KM3 0505 手動(dòng) 自動(dòng)選擇開(kāi)關(guān) 手動(dòng) / 0006 3號(hào)水泵電源接觸器 3KM1 0506 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 21 頁(yè) 0007 水位上限接點(diǎn) SU 0008 3號(hào)水泵星形接觸器 3KM2 0507 水位下限接點(diǎn) SD 0009 3 號(hào)水泵三角形接觸器3KM3 0508 1 號(hào)水泵壓力繼電器 0010 水倉(cāng)水位上限指示 0600 2 號(hào)水泵壓力繼電器 0011 水倉(cāng)水位下限指示 0601 3 號(hào)水泵壓力繼電器 0012 1號(hào)水泵運(yùn)行指示 0602 1 號(hào)水泵熱保護(hù)觸點(diǎn) FR1 0013 2號(hào)水泵運(yùn)行指示 0603 2 號(hào)水泵熱保護(hù)觸點(diǎn) FR2 0014 3號(hào)水 泵運(yùn)行指示 0604 3 號(hào)水泵熱保護(hù)觸點(diǎn) FR3 0015 1號(hào)水泵故障指示 0605 1 號(hào)水泵運(yùn)行選擇 0100 2號(hào)水泵故障指示 0606 2 號(hào)水泵運(yùn)行選擇 0101 3號(hào)水泵故障指示 0607 3 號(hào)水泵運(yùn)行選擇 0102 可編程序控制器（ PLC）選型設(shè)計(jì) 工藝流程的特點(diǎn)及應(yīng)用要求是設(shè)計(jì)選型的重要依據(jù)。為了設(shè)計(jì)選型時(shí)能對(duì)程序容量有 一定估算，通常采用存儲(chǔ)器容量的估算來(lái)替代。 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。為減輕 CPU通信任務(wù)，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)組成的實(shí)際需要，應(yīng)選擇具有不同通信功能的（如點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、現(xiàn)場(chǎng)總線、工業(yè)以太網(wǎng)）通信處理器。 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 24 頁(yè) 診斷功能 PLC 的診斷功能包括硬件和軟件的診斷。掃描周期（處理器掃描周期）應(yīng)滿足：小型 PLC 的掃描時(shí)間不大于 ；大中型 PLC 的掃描時(shí)間不大于 。輸出模塊還有直流輸出、交流輸出和模擬量輸出等，根據(jù)應(yīng)用要求，選用繼電器輸出模塊，輸入模塊選擇低壓直流輸入模塊。當(dāng)點(diǎn)數(shù)增加到某一數(shù)值后，相應(yīng)的存儲(chǔ)器容量、機(jī)架、母板等也要相應(yīng)增加，因此，點(diǎn)數(shù)的增加對(duì) CPU 選用、存儲(chǔ)器容量、控制功能范圍等選擇都有 影響。 P 系列機(jī)為普及型的加強(qiáng)版，增加了許多功能。 控制器不適用于對(duì)黃銅、不銹鋼等材料有較強(qiáng)腐蝕作用以及含有導(dǎo)磁雜質(zhì)的介質(zhì)。 三 臺(tái)機(jī)組可以任意選