【文章內(nèi)容簡介】 于 ，電動機容量小于 20KW時，過道寬度可適當減小，但 在任何情況下，設備的突出部件貴州大學本科畢業(yè)論文（設計） 第 16 頁 之間或突出部件與墻之間應不小于 ，如電動機容量大于 55KW時，則不得小于。 ②泵站內(nèi)主要通道寬度應不小于 。 ③水管與水管之間的凈距 B值應大于 ,保證工作人員能較為方便地通過。 ④水管外壁與配電設備應保持一定的安全操作距離 C。當為低壓配電設備時 C值不小于 ，高壓配電設備 C值不小于 2m。 ⑤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 。如水泵外形不凸出基礎， D值則表示基礎與墻壁的距離。 ⑥對于非水平接縫的水泵，在檢修時，往往要將泵軸和葉輪沿軸線方向取出。因此，在設計泵房時，要考慮在這個方向上有一定的余地，即水泵離開墻壁或者其他機組的距離應大于泵軸長度加上 ，為了從電動機中取出轉(zhuǎn)子，應同樣地留出適當?shù)木嚯x。 ⑦裝有大型機組的泵站內(nèi)，應當留出適當?shù)拿娣e作為檢修機組只用，其尺 應保持檢修機組的周圍有 ～ 。 （ 2） 泵房設計 泵房布置應根據(jù)泵站的總體布置要求和站址地質(zhì)條件，設備型號和參數(shù)，進、出水流道（或管道），電源進線方向，對外交通以及有利于泵房施工、機組安裝與檢修和 工程管理等，經(jīng)技術經(jīng)濟比較確定。泵房布置應符合下列規(guī)定： ① 泵房大門口要求通暢，既能容納最大的設備（水泵或電機），又有操作余地。其內(nèi)部場地寬度一般用水管外壁和墻壁的凈距 A表示。其等于最大設備的寬度加 lm ，但不得小于 2m 。 ②滿足機電設備布置、安裝、運行和檢修的要求。 ③泵房長度應根據(jù)機組臺數(shù)、布置形式、機組間距，邊機組段長度和安裝檢修間的布置等因素確定，并應滿足機組吊運和泵房內(nèi)部交通的要求。 ④泵房寬度應根據(jù)機組及輔助設備、電氣設備布置要求，進、出水流道（或管道）的尺寸，工作通道寬度，進、出水側(cè)必需 的設備吊運要求等因素，結合起吊設備的標準跨度確定。 貴州大學本科畢業(yè)論文（設計） 第 17 頁 ⑤安裝檢修間宜設置在泵房內(nèi)對外交通運輸方便的一端或進水側(cè)，其尺寸應根據(jù)機組安裝、檢修要求確定， ⑥泵房對外至少應有兩個出口，其中一個應能滿足運輸最大部件或設備的要求。 ⑦泵房內(nèi)，四周均應設將滲水匯入集水廊道或集水井的排水溝。 ⑧泵房的耐火等級不應低于二級。泵房內(nèi)應設消防設施，并應符合現(xiàn)行國家標準《煤礦設計規(guī)范》和國家現(xiàn)行標準《給排水安裝規(guī)范》的規(guī)定。 (3) 水泵機組安裝圖設計 由以上 水泵機組的布置設計和 泵房設計得如下 水泵機組安裝圖： 圖 水泵安裝機組圖 貴州大學本科畢業(yè)論文（設計） 第 18 頁 由于采用單泵但管道運輸系統(tǒng)，一用、一備、一檢修的設計思路。因此我們在泵房中的三臺泵的安裝布置才用如下圖的布置方式，以及相對應的軸側(cè)圖： 圖 水泵安裝房布置圖 貴州大學本科畢業(yè)論文（設計） 第 19 頁 圖 水泵房布置 軸側(cè) 圖 貴州大學本科畢業(yè)論文（設計） 第 20 頁 第 三 章 電氣與電路設計 電流的計算 第三章中根據(jù)水泵型號得到與水泵型號相匹配的電動機，其電動機型號為Y315s2， 電動機性能參數(shù)如下： 同步轉(zhuǎn)速： n=2950r/min 功率： P=110KW (1)線徑選擇。 口訣中的阿拉伯數(shù)字與倍數(shù)的排列關系如下： 對于 、 、 10 2mm 的導線可將其截面積數(shù)乘以 5 倍。 對于 1 25 2mm 的導線可將其截面積數(shù)乘以 4 倍。 對于 3 50 2mm 的導線可將其截面積數(shù)乘以 3 倍。 對于 70、 95 2mm 的導線可將其截面積數(shù)乘以 倍。 對于 1 150、 185 2mm 的導線可將其截面積數(shù)乘以 2 倍 首先要計算電機的線電流，對于單相電路而言，電機功率的計算公式是： p=iucosφ； 對于三相平衡電路而言，三相電機功率的計算公式是： p=。由三相電機功率公式可推出線電流公式： i=p/ 式中： p 為電機功率 u為線電壓，一般是 380v cosφ是電機功率因素，一般取 110kw 電機的線電流： i=p/=110000/*380*=110000/= 由于電機的啟動電流很大，是工作電流的 4 到 7 倍，所以還要考慮電機的啟動電流，但啟動電流的時間不是很長，一般在選擇導線時只按 到 的系數(shù)考慮。你這取貴州大學本科畢業(yè)論文（設計） 第 21 頁 ，那么電流就是 ,選擇 50 2mm 的銅線 也可以滿足正常工作 。 同理， 1kw 電機的線電流： i=p/=1000/*380*=1000/=2a 考慮啟動電流后，線電流為 2a，選擇 2mm 的 銅線 比較合適。 導線截面積和載流量的計算有口訣如下： 導線安全載流量 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。 (2)元件選型。 斷路器： 斷路器是具有過載、短路和欠電壓保護的保護電器 ，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用最多的?？諝馐綌嗦菲鹘Y構型式可分為框架式和塑料式外殼，框架式分斷能力較高，常用于主電路或大容量電路中，塑料式結構緊湊，便于獨立安裝。 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，型號為60015?Dw 框架式自動空氣開關，適用于 HzAc 60~50 ，額定工作電壓為 VuN 380? ，額定電流 AIN 100? ，過電流 脫扣范圍 200600A。 異步電機分支回路分電路斷路器 QF14 ：根據(jù)電機額定電流 AIN ? ；額定電壓 VuN 380? ，選用塑料外殼式空氣開關，型號 DZ10100，適用于 HzAc 60~50 ，額定工作電壓為 VuN 380? ，額定電流 AIN 100? ，過電流脫扣范圍 60100A。 ③ 接觸器；接觸器是一種適用于遠距離頻繁通斷電路的控制電器，主要控制對象 為電動機。接觸器主要技術參數(shù)除額定電流、電壓之外還有使用類別、機械壽命、操作壽命和電壽命。 CJ10 系列交流接觸器是一般任務型接觸器，主要適用于交流電動機的啟動和控制。繞線式異步電機分支回路分電路接觸器 KM112， 選用 10010?CJ型交流接觸器，技術參數(shù)如下：控制電機最大功率 50KW，額定電壓 VuN 380? ，額定電流 AIN 100? 。主觸頭數(shù)目為 3，輔助觸頭數(shù)目為 2 常分 2 常合。電壽命 60 萬次，機械壽命 300 萬次。 ④ 熱繼電器： 熱繼電器主要用于電機的過載保護，一般情況按照電機額定電流選用熱繼電器，依據(jù)電機的實際負載情況，選取熱繼電器整定值為電機額定電流貴州大學本科畢業(yè)論文（設計） 第 22 頁 的 倍，水泵驅(qū)動電機的額定電流 AIN ? ，熱繼電器整定值在 之間。因此選用 3/15016?JR ，熱元件額定電流為 85A?？潭戎锌烧{(diào)范圍為 53~85A。 主電路的電路圖如圖 所示。 圖 電路主回路圖 電動閥電路設計 電動閥的設計是為了防止啟停水 泵時發(fā)生水錘現(xiàn)象。當水泵關閉時，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。這股巨大的能量甚至能損壞設備，對整個排水系統(tǒng)造成損壞。所以電動閥的設計是必須的。 為了防止這種現(xiàn)象發(fā)生，啟動排水系統(tǒng)時要先開啟水泵電動機，當水泵運轉(zhuǎn)起貴州大學本科畢業(yè)論文（設計） 第 23 頁 來以后，管路中的壓力逐漸升高，打開電動閥會平衡管路中水的自身的重力，對整個官網(wǎng)沖擊較小。停止排水系統(tǒng)時，要先關閉電動閥，使管路中水的壓力逐漸減小，再關閉水泵電動機，減小對官網(wǎng)的沖擊。這樣能大大增加 排水系統(tǒng)的壽命，也保證了煤礦的安全。 電器元件選型如下： (1)電動閥 ： 查閱 [4]，選用型號為 的電動閥。閥門型式為蝶閥，驅(qū)動方式為電動，聯(lián)接型式為法蘭聯(lián)接，工作壓力為 。 (2) 交流接觸器：電動閥驅(qū)動電機分支回路接觸器 1320 選用 510?CJ 型交流接觸器，技術參數(shù)如下：控制電機最大功率 ，額定電壓 VuN 380? ，額定電流AIN 5? 。主觸頭數(shù)目為 3，輔助觸頭數(shù)目為 1 常分 。電壽命 60 萬次，機械壽命 300萬次。 (3) 電纜：電動閥驅(qū)動電機分支回路采用 2mm 銅芯線，載流量約為 。 (4) 斷路器 ： 電動閥驅(qū)動電機分支回路斷路器 QF5 ：四臺電機型號為 Y8012額定工作電壓為 VuN 380? ，額定電流 AIN ? ，選用塑料外殼式空氣開關，型號，適用于 HzAc 60~50 ，額定工作電壓為 380V，額定電流 2A，過電流脫扣范 圍 。 電路圖設計如圖 所示。 貴州大學本科畢業(yè)論文（設計） 第 24 頁 圖 電動閥回路圖 PLC 選型與設計 PLC 選型 在 PLC 系統(tǒng)設計時，首先應確定控制方案，下一步工作就是 PLC 工程設計選型。工藝流程的特點和應用要求是設計選型的主要依據(jù)。 PLC 及有關設備是集成的、標準的，按照易于工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴展其功能的原則選型所選用PLC 應是在相關工業(yè)領域有成熟可靠的系統(tǒng)， PLC 的系統(tǒng)硬件、軟件配置及功能應用裝置規(guī)模和控制要求相適應。熟悉可編程序控制器、功能圖標及有關的編程語言有利于縮短編程 時間，因此，工程設計選型和估算時，應詳細分析工藝過程的特點、控制要求，明確控制任務和范圍確定所需的操作和動作，然后根據(jù)控制要求，估算輸入輸出點數(shù)、所需存儲器容量、確定 PLC 的功能、外部設備特性等，最后選擇有較高性價比的 PLC 和設計相應的控制系統(tǒng)。 （ 1）估算 輸入輸出（ I/O）點數(shù) I/O 點數(shù)估算時應當考慮適當?shù)挠嗔浚ǔＯ雀鶕?jù)統(tǒng)計的輸入輸出點數(shù)，再增貴州大學本科畢業(yè)論文（設計） 第 25 頁 加 10%～ 20%的可擴展余量后，作為輸入輸出點數(shù)估算數(shù)據(jù)。最后在實際訂貨時，還需根據(jù)制造廠商 PLC 的產(chǎn)品特點，對輸入輸出點數(shù)進行適當調(diào)整。 在本設計中 ， PLC 輸入端應設置 4臺機組的 4個備用選擇按鈕、 4 個啟動按鈕、4 個停止按鈕、 4 個熱繼電器輸入、上下水位觸點 2 個， 2個手動控制和自動控制選擇按鈕、 8個電動閥門的行程開關，輸入點合計 ,28 點。輸出端應設置主回路的 12個交流接觸器、電動閥回路的 8 個交流接觸器、 4個故障指示燈、 4 個備用指示燈、輸出點合計 28 點。輸入輸出（ I/O）點數(shù)為 28+28=56 點。再增加 15%的可擴展余量，I/O 總點數(shù)為 64 點。 （ 2）存儲器容量的估算 存儲器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲單元大小，程序容量是存儲器中用戶應 用項目使用的存儲單元的大小，所以程序容量小于存儲器容量。設計階段，由于用戶應用程序還未編制，因此，程序容量在設計階段是未知的，需在程序調(diào)試之后才知道。為了設計選型時能對程序容量有一定估算，通常采用存儲器容量的估算來替代。 存儲器內(nèi)存容量的估算沒有固定的計算公式，許多文獻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 點數(shù)的 10～ 15 倍，加上模擬 I/O 點數(shù)的 100 倍，以此數(shù)為內(nèi)存的總字數(shù)（ 16 位為一個字），另外再按此數(shù)