【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 4 器 爆產(chǎn) 水倉(cāng)閘門 采用兩組電動(dòng)閥門實(shí)現(xiàn) 2 其他閥門 抽真空閥門有 10 個(gè)需改造為電動(dòng)，號(hào)為DN25100；另外管網(wǎng)還有 2 個(gè)閥門需改造為電動(dòng)，型號(hào)為 DN200100 目前無(wú)防 爆產(chǎn) 水倉(cāng)閘門 采用兩組電動(dòng)閥門實(shí)現(xiàn) 2 井下中央水泵控制系統(tǒng)基本要求 中央泵房自動(dòng)化系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)思路是實(shí)現(xiàn)排水系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)度，能根據(jù)水倉(cāng)的水位等參數(shù)自動(dòng)調(diào)配水泵，同時(shí)完成水泵狀態(tài)的監(jiān)測(cè)和監(jiān)控，并能實(shí)現(xiàn)水泵的峰谷運(yùn)行策略，到達(dá)無(wú)人值守、節(jié)能降耗的效果。根據(jù)首山水泵的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括： 為每臺(tái)水泵的出水和管網(wǎng)閥門增加一控制箱，實(shí)現(xiàn)閥門的電動(dòng)運(yùn)行 為每 臺(tái)水泵增加一就地控制箱，采用遠(yuǎn)程 I/O，實(shí)現(xiàn)壓力、溫度、流量等的采集，并實(shí)現(xiàn)水泵啟停、電動(dòng)閥門開(kāi)閉等操作，同時(shí)具備手動(dòng)操作按鈕。 增加一套集控 PLC 系統(tǒng)，采集液位、高低壓控制及各就地控制箱的信息，實(shí)現(xiàn)排水系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)度，實(shí)現(xiàn)各類自動(dòng)操作和保護(hù)，同時(shí)具備遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。 改造部分閥門，包括四個(gè)放水閥、 10 個(gè)射流閥、 2 個(gè)管網(wǎng)閥門 增加部分傳感器，包括液位計(jì)、流量計(jì)、真空壓力變送器、水壓變送器、溫度傳感及變送器等。 增加兩套防水門的液壓控制系統(tǒng) 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 離心泵基本構(gòu)造 離心泵的基本構(gòu)造是由六部分組 成的，分別是：葉輪，泵體，泵軸，軸承，密封環(huán)，填料函。 如下圖所示： 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō) 明 書 （ 論 文 ） 5 水 泵 結(jié)構(gòu)示意圖 1） 葉輪是離心泵的核心部分，它轉(zhuǎn)速高輸出力大，葉輪上的葉片又起到主要作用，葉輪在裝配前要通過(guò)靜平衡實(shí)驗(yàn)。葉輪上的內(nèi)外表面要求光滑，以減少水流的摩擦損失。 2） 泵體也稱泵殼，它是 水泵 的主體。起到支撐固定作用，并與安裝軸承的托架相連接。 3） 泵軸的作用是借聯(lián)軸器和電 動(dòng)機(jī)相連接，將電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)距傳給葉輪，所以它是傳遞機(jī)械能的主要部件。 4） 軸承是套在泵軸上支撐泵軸的構(gòu)件，有滾動(dòng)軸承和滑動(dòng)軸承兩種。滾動(dòng)軸承使用牛油作為潤(rùn)滑劑加油要適當(dāng)一般為 2/3～ 3/4 的體積太多會(huì)發(fā)熱，太少又有響聲并發(fā)熱！滑動(dòng)軸承離心泵結(jié)構(gòu)使用的是透明油作潤(rùn)滑劑的 ,加油到油位線。太多油要沿泵軸滲出并且漂，太少軸承又要過(guò)熱燒壞造成事故！在水泵運(yùn)行過(guò)程中軸承的溫度最高在 85度一般運(yùn)行在 60 度左右，如果高了就要查找原因（是否有雜質(zhì)，油質(zhì)是否發(fā)黑，是否進(jìn)水）并及時(shí)處理！ 5） 密封環(huán)又稱減漏環(huán)。葉輪進(jìn)口與泵殼間的間 隙過(guò)大會(huì)造成泵內(nèi)高壓區(qū)的水經(jīng)此間隙流向低壓區(qū)，影響泵的出水量，效率降低！間隙過(guò)小會(huì)造成葉輪與泵殼摩擦產(chǎn)生磨損。為了增加回流阻力減少內(nèi)漏，延緩葉輪和泵殼的所使用壽命，在泵殼內(nèi)緣和葉輪外援結(jié)合處裝有密封環(huán)，密封的間隙保持在 ～ 之間為宜。 6） 填料函主要由填料，水封環(huán)，填料筒，填料壓蓋，水封管組成。填料函的作用主要是為了封閉泵殼與泵軸之間的空隙，不讓泵內(nèi)的水流不流到外面來(lái)也不讓外面的空 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō) 明 書 （ 論 文 ） 6 氣進(jìn)入到泵內(nèi)。始終保持水泵內(nèi)的真空！當(dāng)泵軸與填料摩擦產(chǎn)生熱量就要靠水封管住水到水封圈內(nèi)使填料冷卻！保持水泵的正 常運(yùn)行。所以在水泵的運(yùn)行巡回檢查過(guò)程中對(duì)填料函的檢查是特別要注意！在運(yùn)行 600 個(gè)小時(shí)左右就要對(duì)填料進(jìn)行更換。 離心泵的分類 1） 按工作葉輪數(shù)目來(lái)分類 單級(jí)泵：即在泵軸上只有一個(gè)葉輪。多級(jí)泵：即在泵軸上有兩個(gè)或兩個(gè)以上的葉輪，這時(shí)泵的總揚(yáng)程為 n 個(gè)葉輪產(chǎn)生的揚(yáng)程之和。 2） 按工作壓力來(lái)分類低壓泵：壓力低于 100 米水柱； 中壓泵：壓力在 100~650 米水柱之間； 高壓泵：壓力高于 650 米水柱。 3） 按泵軸位置來(lái)分類 臥式泵：泵軸位于水平位置。 立式泵：泵軸位于垂直位置。 4） 按葉輪出來(lái)的水引向壓出室的 方式分類 蝸殼泵：水從葉輪出來(lái)后，直接進(jìn)入具有螺旋線形狀的泵殼。 導(dǎo)葉泵：水從葉輪出來(lái)后，進(jìn)入它外面設(shè)置的導(dǎo)葉，之后進(jìn)入下一級(jí)或流入出口管。平時(shí)我們說(shuō)某臺(tái)水泵屬于多級(jí)泵，是指葉輪多少來(lái)講的。根據(jù)其它結(jié)構(gòu)特征，它又有可能是臥式泵、高壓泵等 離心泵的工作原理 在離心泵啟動(dòng)前，泵殼內(nèi)灌滿被輸送的液體；啟動(dòng)后，啟動(dòng)后，葉輪由軸帶動(dòng)高速轉(zhuǎn)動(dòng)，葉片間的液體也必須隨著轉(zhuǎn)動(dòng)。在離心力的作用下，液體從葉輪中心被拋向外緣并獲得能量，以高速離開(kāi)葉輪外緣進(jìn)入蝸形泵殼。在蝸殼中，液體由于流道的逐漸擴(kuò)大而減速，又將部分動(dòng)能轉(zhuǎn) 變?yōu)殪o壓能，最后以較高的壓力流入排出管道，送至需要場(chǎng)所。液體由葉輪中心流向外緣時(shí)，在葉輪中心形成了一定的真空，由于貯槽液面上方的壓力大于泵入口處的壓力，液體便被連續(xù)壓入葉輪中。可見(jiàn)，只要葉輪不斷地轉(zhuǎn)動(dòng)，液體便會(huì)不斷地被吸入和排出。 系 統(tǒng)組成 PLC、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、檢測(cè)機(jī)構(gòu)；上層的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器以及客戶端組成。 PLC 是通過(guò)工業(yè)以態(tài)網(wǎng)和西門子公司的 OPC 軟件與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器連接的，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和客戶端是由工業(yè)以態(tài)網(wǎng)連接的。具體的結(jié)構(gòu)如圖： 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō) 明 書 （ 論 文 ） 7 工 業(yè) 以 太 網(wǎng) （ 光 纖 ）M P I地 面 集 控 系 統(tǒng)主 控 P L C水 泵 控 制分 站 1 水 泵 控 制 分 站 N 個(gè)水 泵 控 制分 站 N 溫 度 巡檢 儀 1溫 度 巡檢 儀 NR S 4 8 5高 壓 綜保 1高 壓 綜保 NR S 4 8 5 系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖 統(tǒng)底層的 PLC 帶有工業(yè)以態(tài)網(wǎng)模塊，在以態(tài)網(wǎng)模塊和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器之間有光電轉(zhuǎn)換器，光電轉(zhuǎn)換器將 PLC 發(fā)出的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)在光纜中傳輸。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器 1 和 2 互為熱備用，即在任一服務(wù)器出現(xiàn)故障時(shí)，系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行，能夠保證不影響生產(chǎn)。由于無(wú)人職守系統(tǒng)不只有水泵控制系統(tǒng)，還有包括主扇風(fēng)機(jī)等一些控制系統(tǒng)，所有在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和客戶端之間加 DLINK HUB，用來(lái)擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)接口?？蛻舳四軌?qū)崟r(shí)地監(jiān)測(cè)水泵的運(yùn)行參數(shù)以及控制水泵的起停。 3. PLC 終端 PLC 是該系統(tǒng)的終端核心，本系統(tǒng) 采用 S7300PLC。 終端硬件配置 該系統(tǒng)的 PLC 硬件是 1 個(gè)主站和 5 和從站構(gòu)成的 PROFIBUSDP 網(wǎng)絡(luò)，主站包括電源模塊、 CPU 模塊、數(shù) 字量 I/O 模塊、 A/D 模塊、通訊模塊和工業(yè)以態(tài)網(wǎng)模塊。其組態(tài)結(jié)構(gòu)如 圖 2。 采用上述的 PROFIBUSDP 網(wǎng)絡(luò)集散控制可以避免繁瑣的硬件電路連接，即可以節(jié)省成本有可以節(jié)省人力資源，而且還提高了系統(tǒng)的可靠性，精確性。 軟件設(shè)計(jì) PLC 軟件配置有系統(tǒng)程序和用戶程序。系統(tǒng)程序配置在 CPU 模塊里，出廠時(shí)就已經(jīng)集成在硬件里，無(wú)需用戶自己編寫。用戶程序是在用戶 在編程器里編寫好之后下載到 PLC的存儲(chǔ)模塊，程序采用塊式結(jié)構(gòu)形式。以下是該系統(tǒng)部分用戶程序。 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō) 明 書 （ 論 文 ） 8 模擬量檢測(cè)部分（傳感器）： 1)倉(cāng)水位傳感變送器 2)量傳感變送器 3)力傳感變送器 4)空度傳感變送器 5)量傳感變送器 6)度傳感變送器 檢測(cè)部分組成圖 說(shuō)名：以上所用的各種傳感變送器輸出的信號(hào)均為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。 如上圖所示： 模擬量擴(kuò)展模塊接線圖及模塊設(shè)置 EM235 是最常用的模擬量擴(kuò)展模塊，它實(shí)現(xiàn)了 4 路模擬量輸入和 1 路模擬量輸出功能。下面以 EM235 為例講解模擬量擴(kuò)展模塊接線圖，如圖 P r o f i b u s _ D P 總 線E T 2 0 0壓 力 變 送 器參 數(shù) 顯 示負(fù) 壓 變 送 器流 量 變 送 器溫 度 變 送 器操 作 按 鈕閥 門 狀 態(tài)狀 態(tài) 顯 示電 動(dòng) 閥控 制 箱電 磁 閥 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō) 明 書 （ 論 文 ） 9 圖 圖 1 演示了模擬量擴(kuò)展模塊的接線方法，對(duì)于電壓信號(hào)，按正、負(fù)極直接接入 X＋和 X－；對(duì)于電流信號(hào)，將 RX 和 X＋短接后接入電流輸入信號(hào)的 “ ＋ ” 端；未連接傳感器的通道要將 X＋和 X－短接。 對(duì)于某一模塊，只能將輸入端同時(shí)設(shè)置為一種量程和格式，即相同的輸入量程和分辨率。 EM235 的常用技術(shù)參數(shù) 如下表 模擬量輸入特性 模擬量輸入點(diǎn)數(shù) 4 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō) 明 書 （ 論 文 ） 10 輸入范圍 電壓（單極性） 0～ 10V 0～5V 0～ 1V 0～ 500mV 0～100mV 0～ 50mV 電壓（雙極性） 177。10V 177。5V 177。 177。1V 177。500mV 177。250mV 177。100mV 177。50mV 177。25mV 電流 0～ 20mA 數(shù)據(jù)字格式 雙極性 全量程范圍32020～ +32020 單極性 全量程范圍 0～ 32020 分辨率 12 位 A/D 轉(zhuǎn)換器 模擬量輸出特性 模擬量輸出點(diǎn)數(shù) 1 信號(hào)范圍 電壓輸出 177。10V 電流輸出 0～ 20mA 數(shù)據(jù)字格式 電壓 32020～ +32020 電流 0～ 32020 分辨率電流 電壓 12 位 電流 11 位 表 下表說(shuō)明如何用 DIP 開(kāi)關(guān)設(shè)置 EM235 擴(kuò)展模塊，開(kāi) 關(guān) 1 到 6 可選擇輸入模擬量的單/雙極性、增益和衰減。 EM235 開(kāi)關(guān) 單 /雙極性選擇 增益選擇 衰減選擇 SW1 SW2 SW3 SW4 SW5 SW6 ON 單極性 OFF 雙極性 OFF OFF X1 OFF ON X10 ON OFF X100 ON ON 無(wú)效 ON OFF OFF OFF ON OFF OFF OFF ON 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō) 明 書 （ 論 文 ） 11 表 由表 ， DIP開(kāi)關(guān) SW6決定模擬量輸入的單雙極性，當(dāng) SW6為 ON時(shí)， 模擬量輸入為單極性輸入， SW6 為 OFF 時(shí)，模擬量輸入為雙極性輸入。 SW4 和 SW5 決定輸入模擬量的增益選擇，而 SW1， SW2， SW3 共同決定了模擬量的衰減選擇。 根據(jù)上表 6 個(gè) DIP 開(kāi)關(guān)的功能進(jìn)行排列組合，所有的輸入設(shè)置如下表 表 6 個(gè) DIP 開(kāi)關(guān)決定了所有的輸入設(shè)置。也就是說(shuō)開(kāi)關(guān)的設(shè)置應(yīng)用于整個(gè)模塊，開(kāi)關(guān)設(shè)置