【正文】 用老師的一句話概括就是這次畢業(yè)設(shè)計相當(dāng)如是把以前的小課程設(shè)計綜合在一起的過程，只要把握住每個小課設(shè)的精華、環(huán)環(huán)緊扣、增強(qiáng)邏輯，那么這次的任務(wù)也就不難了。 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 41 頁 第五章 結(jié)論 經(jīng)過了 16周的努力，我終于完成了四年本科階段最后一項工作，這能夠順利完成這項艱巨的任務(wù)，除了自身的努力之外，還要衷心感謝這期間認(rèn)真指導(dǎo)我的老師和熱心幫 助我的同學(xué) 。③ 螺桿是否擰緊，電線是否有松動 。一切就緒即可就位。 水泵安裝后同一組墊鐵應(yīng)點(diǎn)焊在一起，以免受力時 發(fā)生 松動。： 當(dāng)選擇手動模式時，按下一號泵啟動一號泵星型啟動，延時一段時間后電動閥門打開，當(dāng)電動機(jī)達(dá)到一定轉(zhuǎn)速時，轉(zhuǎn)換 為三角型接法，水泵正常工作。 (2)水位信號器：水位信號器用于檢測水池和水塔的水位，當(dāng)水位到達(dá)上下限時發(fā)出相應(yīng)的信號，提供給控制器。普及型價格低廉、功能簡單。 五種標(biāo)準(zhǔn)化編程語言：順序功能圖（ SFC）、梯形圖（ LD）、功能模塊圖（ FBD）三種圖形化語言和語句表（ IL）、結(jié)構(gòu)文本（ ST）兩種文本語言。大多數(shù)應(yīng)用場合，只需要邏輯運(yùn)算和計時貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 26 頁 計數(shù)功能，有些應(yīng)用需要數(shù)據(jù)傳送和比較，當(dāng)用于模擬量檢測和控制時，才使用代數(shù)運(yùn)算，數(shù)值轉(zhuǎn)換和 PID 運(yùn)算等。 PLC 及有關(guān)設(shè)備是集成的、標(biāo)準(zhǔn)的，按照易于工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴(kuò)展其功能的原則選型所選用PLC 應(yīng)是在相關(guān)工業(yè)領(lǐng)域有成熟可靠的系統(tǒng)， PLC 的系統(tǒng)硬件、軟件配置及功能應(yīng)用裝置規(guī)模和控制要求相適應(yīng)。當(dāng)水泵關(guān)閉時，由于水泵出口的壓力驟然減小，管路中的水就會出現(xiàn)自由落體現(xiàn)象，但由于逆止閥的存在，使管路中水的重量突然集中在逆止閥上，產(chǎn)生巨大的能量。 (2)元件選型。 ④泵房寬度應(yīng)根據(jù)機(jī)組及輔助設(shè)備、電氣設(shè)備布置要求，進(jìn)、出水流道（或管道）的尺寸，工作通道寬度，進(jìn)、出水側(cè)必需 的設(shè)備吊運(yùn)要求等因素，結(jié)合起吊設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)跨度確定。為了保證泵站的工作可靠，運(yùn)行安全和管理方便，在布置機(jī)組時，應(yīng)遵照以下規(guī)定： ① 相鄰機(jī)組的基礎(chǔ)之間應(yīng)有一定寬度放入過道，以便工作人員通行，電動機(jī)容量不大于 55KW,凈距應(yīng)不小于 ，電動機(jī)容量大于 55KW時，凈距不小于 ，電動機(jī)容量小于 20KW時，過道寬度可適當(dāng)減小，但 在任何情況下，設(shè)備的突出部件貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 16 頁 之間或突出部件與墻之間應(yīng)不小于 ，如電動機(jī)容量大于 55KW時，則不得小于。 表 局部阻力系數(shù) 受阻力的局部 局部阻力系數(shù) 異徑管濾水網(wǎng) 水泵入口處 閘閥 升降式上回閥 ?90 彎頭 截止閥 平均兩臺水泵有 1 個入口， 1 只濾 水網(wǎng)， 1 個升降式上回閥， 2 個閘閥， 2 個異貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 12 頁 徑管， 9 個 ?90 彎頭 ，則其局部阻力系數(shù)之和： ?????????? ? ∴ mgh 22 ?????? ? ??? (3)排水管道的沿程水頭損失 Hi = H I 揚(yáng)程 HhHH c ???? 式中： cH 為實(shí)際揚(yáng)程， mHc 200? ； h 為總水頭損失； H? 為富余揚(yáng)程，一般為 10~30m，取 mH 20?? 。其中鋼管有焊接鋼管和無縫鋼管。開啟排水系統(tǒng)時先開啟水泵，然后打開電動閥門，來防止水倒灌。因此自動保護(hù)功能顯得尤為重要。隨著透水量的多少、開采強(qiáng)度的變化，要求控制系統(tǒng)的開發(fā)必須有更高的工作效率、穩(wěn)定性及普遍適用性來確保整個煤礦的安全。主回路的設(shè)計，電路的各種保護(hù)功能應(yīng)該齊全，電動機(jī)選型合理，功率太小無法排水，太大則不節(jié)能，功率損失大。 本課題在國內(nèi)外的發(fā)展概況及存在的問題 現(xiàn)狀： 在國內(nèi) 有很多小型煤礦仍然采用比較落后 的手動啟動及停止的煤礦排水設(shè)備，這不僅浪費(fèi)大量的人力物力，而且不便于了解煤礦的具體水 位情況，這對煤礦及煤礦設(shè)備都帶來了巨大的安全隱患。由于井下運(yùn)行環(huán)境惡劣，應(yīng)用的普及性卻很低。目前國內(nèi)煤礦井下排水系統(tǒng)仍多采用繼電器控制，水位的監(jiān)測，水泵的開停及選擇切換均由人工完成。不能自動控制多泵的組合利用方式，這也造成了資源的浪費(fèi)。 （ 4）電器控制部分的設(shè)計，包括觸摸屏選型及設(shè)計，控制回路設(shè)計，邏輯動作圖設(shè)計，可編程控制器選型設(shè)計，軟件程序設(shè)計，保護(hù)回路設(shè)計和電器元件選型。因此，排水系統(tǒng)主要應(yīng)有以下一些功能： (1)水泵備用功能 (2)保護(hù)功能 (3)系統(tǒng)的自動控制功能 (4)防倒灌功能 (5)電氣元件的防 爆 功能 系統(tǒng)的自動控制功能 由于煤礦所處的環(huán)境都比較復(fù)雜，因此對控制部分的要求特別高。 涌水中成分比較復(fù)雜，當(dāng)沙石泥土進(jìn)入水泵時會增加水泵 的負(fù)載，嚴(yán)重時可能燒壞電動機(jī)。關(guān)閉排水系統(tǒng)時應(yīng)先關(guān)閉閥門，再停止水泵的運(yùn)轉(zhuǎn)。焊接鋼管分為螺旋縫焊和直焊鋼管，其中直焊鋼管較為常見。 ∴ mHhHH c 2 0 0 ???????? Hi= 100= 總水頭損失 =沿層阻力損失 +局部阻力損失： mhhh i ????? ? 選擇水泵 由于 采用單泵單管道運(yùn)行， 則水泵揚(yáng)程 H： HhHH c ???? 式中： cH 為實(shí)際揚(yáng)程， mHc 200? ； h 為總水頭損失； H? 為富余揚(yáng)程，一般為10~30m，取 mH 20?? 。 ②泵站內(nèi)主要通道寬度應(yīng)不小于 。 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 17 頁 ⑤安裝檢修間宜設(shè)置在泵房內(nèi)對外交通運(yùn)輸方便的一端或進(jìn)水側(cè)，其尺寸應(yīng)根據(jù)機(jī)組安裝、檢修要求確定， ⑥泵房對外至少應(yīng)有兩個出口，其中一個應(yīng)能滿足運(yùn)輸最大部件或設(shè)備的要求。 斷路器： 斷路器是具有過載、短路和欠電壓保護(hù)的保護(hù)電器 ，斷路器有油浸式斷路器、真空 式斷路器和空氣式斷路器三大類，在低壓電路中空氣式斷路器目前是應(yīng)用最多的。這股巨大的能量甚至能損壞設(shè)備，對整個排水系統(tǒng)造成損壞。熟悉可編程序控制器、功能圖標(biāo)及有關(guān)的編程語言有利于縮短編程 時間，因此，工程設(shè)計選型和估算時，應(yīng)詳細(xì)分析工藝過程的特點(diǎn)、控制要求，明確控制任務(wù)和范圍確定所需的操作和動作，然后根據(jù)控制要求，估算輸入輸出點(diǎn)數(shù)、所需存儲器容量、確定 PLC 的功能、外部設(shè)備特性等，最后選擇有較高性價比的 PLC 和設(shè)計相應(yīng)的控制系統(tǒng)。要顯示數(shù)據(jù)時需要譯碼和編碼等運(yùn)算。選用的編程語言應(yīng)遵守其標(biāo)準(zhǔn)（ IEC6113123），同時，還應(yīng)支持多種語言編程形式，如 C， Basic 等，以滿足特殊控制場合的控制要求。 P系列機(jī)為普及型的加強(qiáng)版，增加了許多功能。干簧式水位信號器結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，應(yīng)用廣泛。若熱繼電器彈開，則報警。 (1)臥式水泵隔振安裝 臥式水泵機(jī)組的隔振措施是在鋼筋混凝土基座或 者 型鋼基座下安裝橡膠減振器(墊 )或彈簧減震器。 檢測與調(diào)整 用水平儀和線墜在對水泵進(jìn)出口法蘭和底座加工面上進(jìn)行測量與調(diào)整，對水泵進(jìn)行精安裝，整體安裝的水泵，臥式泵體水平度不應(yīng)大于 ，立式泵體垂直度不應(yīng)大于 。 ④ 端子接線的裸露貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 39 頁 部分是否與別的端子帶電部分相碰，是否觸及了 電器的金屬的 外殼?，F(xiàn)就我的畢業(yè)設(shè)計作總結(jié)如下： 我所做的畢業(yè)設(shè)計是 盤縣煤礦東 區(qū)主水倉自動排水控制系統(tǒng) 。我此次的任務(wù)是做一個項目的招標(biāo)文件。 此次畢業(yè)設(shè)計歷時三個月，是我大學(xué)學(xué)習(xí)中遇到過的時段最長、涉及內(nèi)容最廣、工作量最大的 一次設(shè)計。否則就要檢查系統(tǒng)的通信線路，同時對系統(tǒng)設(shè)備和軟件程序也要進(jìn)行檢查。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 ?？?采用角尺或水平尺測量。 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。當(dāng)電動機(jī)過載時，熱繼電器會自動彈開，并將信號輸入到 PLC，通過處理發(fā)出報警信號，點(diǎn)亮控制臺的報警燈。 表 I/O 輸入輸出接口分配表 根據(jù) I/O 分配表畫出 PLC 接線圖如圖 所示： 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 31 頁 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關(guān)，型號DZ510，適用于 HzAc 60~50 ，額定工作電壓為 VuN 220? ，額定電流 AIN 10? ，過電流脫扣范圍 。 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)。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。設(shè)計選型時應(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。工藝流程的特點(diǎn)和應(yīng)用要求是設(shè)計選型的主要依據(jù)。 圖 電路主回路圖 電動閥電路設(shè)計 電動閥的設(shè)計是為了防止啟停水 泵時發(fā)生水錘現(xiàn)象。 導(dǎo)線截面積和載流量的計算有口訣如下： 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，允許通過電流為 3+2 3+2=，選擇線徑為 185 2mm 的銅線。 ③泵房長度應(yīng)根據(jù)機(jī)組臺數(shù)、布置形式、機(jī)組間距，邊機(jī)組段長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)和泵房內(nèi)部交通的要求。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。 查文獻(xiàn) [4]表 1671 知 mmd 150? 時，管道各處局部阻力系數(shù)如表 。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。 防倒灌功能 為了防止開啟水泵是管路中的水倒灌，設(shè)計還采用電動閥來防止管路中的水倒流。 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，不可能時時都下井去檢查水泵的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，一旦電動機(jī)發(fā)生故障會比較危險。 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。 （ 3）主回路的設(shè)計，包括電動機(jī)選型計算及啟動方案選擇 ，短路、過載保護(hù)設(shè)計計算。另外對培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考問題和解決問題的能力 ,為今后工作做好技術(shù)儲備 ,都具有十分重要意義。但在煤礦行業(yè)。這種系統(tǒng)裝備落后、操作復(fù)雜 、運(yùn)行不可靠、工人勞動強(qiáng)度大及工人職業(yè)素質(zhì) ， 嚴(yán)重影響井下系統(tǒng)的管理水平和經(jīng)濟(jì)效益的提高。所以煤礦安全 科學(xué) 環(huán)保地進(jìn)行生產(chǎn)已經(jīng)成為目前亟待解決的問題。 電器部分的設(shè)計是這次設(shè)計的核心部分，要注意電器的正確選型，有三個變化量：水位高低，涌水量和排水量。傳統(tǒng)的繼電器控制存在著很多問題，如：接線復(fù)雜，抗干擾能力差，壽命短等。因此過載保護(hù)極為重要，主要采用空氣開關(guān)和熱繼電器進(jìn)行保護(hù)。 電氣元件防爆功能 防爆功能的考慮是為了適應(yīng)礦井下特殊的環(huán)境，礦井下如發(fā)生瓦斯泄漏危機(jī)情況電氣元件的防爆功能至少能防止這個運(yùn)行可靠性，不會擔(dān)心元器件對生產(chǎn)運(yùn)行安全的危險性因素。無縫鋼管分為冷軋管和熱軋管，冷軋管最大 mmDN 200? ，熱軋管最大 mmDN 600? 。 ∴ mHhHH c 2 0 0 ???????? 根據(jù)所需揚(yáng)程 mH 200? ，流量為 hmQ /39。 ③水管與水管之間的凈距 B值應(yīng)大于 ,保證工作人員能較為方便地通過。 ⑦泵房內(nèi)，四周均應(yīng)設(shè)將滲水匯入集水廊道或集水井的排水溝?？諝馐綌嗦菲鹘Y(jié)構(gòu)型式可分為框架式和塑料式外殼，框架式分?jǐn)嗄芰^高，常用于主電路或大容量電路中，塑料式結(jié)構(gòu)緊湊，便于獨(dú)立安裝。所以電動閥的設(shè)計是必須的。 （ 1）估算 輸入輸出（ I/O）點(diǎn)數(shù) I/O 點(diǎn)數(shù)估算時應(yīng)當(dāng)考慮適當(dāng)?shù)挠嗔浚ǔＯ雀鶕?jù)統(tǒng)計的輸入輸出點(diǎn)數(shù)，再增貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 25 頁 加 10%～ 20%的可擴(kuò)展余量后，作為輸入輸出點(diǎn)數(shù)估算數(shù)據(jù)。 ② 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。