安全监测监控系统

安全监测监控系统课程设计课设题目：蓄水池变频恒流量抽水自动控制系统设计学院：班级：安全工程1201组员：设计目的与要求设计目的对于多数矿井来说，较大的矿井水被排放到地面后比较难以办理，自然排放简单造成环境污染和资源浪费，而假如二次办理，成本极高。所以考虑采纳二次利用的方式能有效的解决矿井水排放问题。本设计利用从井下抽放到地面蓄水池的矿井水进行制浆，制成的泥浆将会用于井下灭火和充填。这样做可以变废为宝，减少对环境的污染，有效的解决矿井水排放办理问题，同时也解决了制泥浆所需水的问题，降低了制浆的成本。所以，这类设计会提升经济效益，同时大大减少对环境的污染。设计要求此设计的对象是某煤矿地面蓄水池，经过设计一个自动控制系统，将此中的水抽出到拟定的制浆设备用于制浆，实现井下废水的再利用。该矿井下抽取到地面蓄水池的水杂质较少，矿领导设计制浆用水量为50方/小时，可以采纳电动调理阀进行控制，拟定一个自动控制系统来实现该功能。设计采纳水泵将蓄水池的水抽出到指定设备的系统，详尽要求如下:（一）、能检测抽出的水流量；（二）、能控制水流量为我们的指定值；（三）、形成一个自动恒流控制系统。系统结构设计控制方案依据设计目的和设计要求，本设计采纳变频恒流量抽水方式，最根本的目的是将蓄水池中的水抽送至制浆设备中。本次设计的设备包含以下设备：流量传感器，是用来检测管路中的流量值，得出有效的实质流量值，才能有效的进行调整。变频执行器：是控制水泵转速的仪器，依据供水控制器供给的信号来控制水泵的运行频率以达到对水泵的转速控制。．控制器：经过传感器检测出来的流量值，比较实质需要的流量值进行比较以后控制水泵的流量，并可以传输信号给变频执行器控制水泵的转速。水泵机组：用来将矿井蓄水池内的水抽出的设备，包含管道等。调理器：采纳新式变频调速抽水设备，该设备将PID调理器以及简单可编程控制器的功能都综合进变频器内，形成了带有各种应用的新式变频器。因为PID运算在变频器内部，这就省去了对可编程控制器存贮容量的要乞降对PID算法的编程，并且PID参数的在线调试特别简单，这不但降低了生产成本，并且大大提升了生产效率。因为变频器内部自带的PID调理器采纳了优化算法，所以使水压的调理十分光滑，稳固。同时，为了保证水压反响信号值的正确、不失值，可对该信号设置滤波时间常数，同时还可对反响信号进行换算，使系统的调试特别简单、方便。其余设备：包含连接各设备的电路，管路等。系统结构本系统属于蓄水池变频恒流量抽水自动控制系统，主要在本来的蓄水池中增添先进控制设备和辅助设备，二次利用矿井废水，将矿井废水抽入后进行注浆，实现废水的再利用。该系统详尽有这几部分：抽水泵，传感器，执行器，控制器，还有其余若干配套设备。因为本设计要求是恒流量型的，所以传感器使用电磁流量计；执行器选择变频器，带有PID调理器，变频器是供水系统的核心，经过改变电机的频率实现电机的无极调速、无颠簸稳压的成效和各项功能。；控制器选择一台PLC控制器。上述几种设备工作时之间的互相关系的工作系统结构原理图如图2-1：PID调理器控传执制感行器器器水泵机组矿井蓄水池原理：水泵机组从蓄水池中抽水，传感器将水泵机组内的流量传输给PID调理器，PID调理器经过控制执行器和控制器队水泵机组内的流量依据实质需要量进行控制。设备选型传感器传感器采纳电磁流量计，电磁流量计是依据法拉第电磁感觉定律进行流量丈量的流量计。电磁流量计的长处是压损极小，可测流量范围大。最大流量与最小流量的比值一般为20：1以上，合用的工业管径范围宽，最大可达3m，输出信号和被测流量成线性，精准度较高，可丈量电导率≥5μs/cm的酸、碱、盐溶液、水、污水、腐化性液体以及泥浆、矿浆、纸浆等的流体流量。但它不可以丈量气体、蒸汽以及纯净水的流量。长处：1）电磁流量计可用来丈量工业导电液体或浆液。2）无压力损失。3）丈量范围大，电磁流量变送器的口径从ｍｍ到ｍ。4）电磁流量计丈量被测流体工作状态下的体积流量，丈量原理中不涉及流体的温度、压力、密度和粘度的影响。弊端：1）电磁流量计的应用有必定限制性，它只好丈量导电介质的液体流量，不可以丈量非导电介质的流量，比方气体和水办理较好的供热用水。别的在高温条件下其衬里需考虑。2）电磁流量计是经过丈量导电液体的速度确立工作状态下的体积流量。依据计量要求，对于液态介质，应丈量质量流量，丈量介质流量应涉及到流体的密度，不一样流体介质拥有不一样的密度，并且随温度变化。假如电磁流量计变换器不考虑流体密度，仅给出常温状态下的体积流量是不适合的。3）电磁流量计用来丈量带有污垢的粘性液体时，粘性物或积淀物附着在丈量管内壁或电极上，使变送器输出电势变化，带来丈量偏差，电极上污垢物达到必定厚度，可能以致仪表没法丈量。采纳北京中西远大科技有限公司的智能型电磁流量计，流量适合设计要求的50方每小时。如实物图如图3-1：图3-1详尽技术参数以下JKY/LDDN50智能型电磁流量计(液体)DN50?库号：M326872●流动方向正，反，净流量，量程比：150：1重复性偏差：丈量值的±%●精度等级：管道式：级，级●被测介质温度：一般橡胶衬里：-20~+60℃高温橡胶衬里：-20~+90℃聚四氟乙烯衬里：-30~+100℃高温型乙烯衬里：-30~+180℃●额定工作压力：管道式：DN10—DN65：≤,DN80—DN150：≤,DN200—DN1200：≤●流量丈量范围：流量丈量范围对流速度范围是—15m/sJKY/LDDN50智能型电磁流量计(液体)DN50?库号：M326872?电导率范围：被测流体电导率≥5μs/cm大多数以水为成份的介质，其导电率在200-800μs/cm范围内，均可采纳电磁流量；●输出电流及负载电阻：4~20mA全隔断负载电阻＜750欧姆脉冲频率0-1KHZ光电隔断OCT外接电源≤35V导通时集电极最大电流为25mA●电极资料：含钼不锈刚、钛（Ti）、钽（Ta）、哈氏合金（H）、铂（Pt）或其余特别电极资料●防范等级：潜水型：IP68，其余型IP65●供电电源：85~265V，45~63HZ●直管段长度：管道式：上游≥5DN，下游≥2DN●连接方式：流量计与配管之间均采纳法兰连接，法兰连接尺寸应吻合GB9119-88的规定。●防暴标记：mdllBT4●环境温度：-25℃~+60℃●相对温度：5%~95%●耗费总功率：小于20W执行器电动调理阀是由电动执行机构和调理阀连接组合后经过机械连接装置、调试安装构成电动调理阀。电动调理阀是工业自动化过程控制中的重要执行单元仪表。电动调理阀最适合安装为工作活塞上端在水平管线下部。电动调理阀一般包含驱动器，接受驱动器信号来控制阀门进行调理，也可依据控制需要，构成智能化网络控制系统，优化控制实现远程监控。电动调理阀的电气部分安装应依据有关电气设备施工要求进行。跟着工业领域的自动化程度愈来愈高，电动调理阀被愈来愈多的应用在各种工业生产领域中。经过接竣工业自动化控制系统的信号（如：4~20mA）来驱动阀门改变阀芯和阀座之间的截面积大小控制管道介质的流量、温度、压力等工艺参数。实现自动化调理功能。新式电动调理阀执行器内含饲服功能，接受一致的4-20mA或1-5V·DC的标准信号，将电流信号转变为相对应的直线位移，自动地控制调理阀开度，达到对管道内流体的压力、流量、温度、液位等工艺参数的连续调理。产品结构合理、制造工艺独到精湛、质量靠谱、产品广泛应用于石化、天然气、冶金、电力、制药、建筑、污水办理和环保等行业，并且远销中东、东南亚、欧美等多个国家及地区、深受用户广泛赞美和信任.设计采纳上海嘉德阀门制造有限公司的电动调理阀，型号为：ZRHF电动三通调理阀。如实物图如图3-2：如图3-2详尽技术参数以下阀体型式：三通锻造球型阀体阀芯型式：三通型双座阀芯公称通径：DN20~300NPS3/4〞~12〞公称压力：PN16~100CLASS150LB~600LB连接方式：法兰：FF、RF、MF、RTJ?焊接：SW、BW法兰距：吻合IEC60534?阀盖形式：标准型（-5℃~230℃）、散热片型（-45℃~大于230℃场合）、低温加长型（-196℃~-45℃）、涟漪管密封型填料：V型聚四氟乙烯填料、柔性石墨填料等?密封垫：金属夹石墨密封垫执行机构：电动：3810L系列智能型执行机构、PSL系列智能型执行机构表面涂漆：绿色丙稀酸聚胺酯磁漆控制器通用控制器西门子通用控制器RWD68/CN?商家开通担保交西门子?RWD68/CN?通用控制器广州朗特威自动化机械有限公司?属性值工作电压AC24V频率50/60Hz耗电量3VA定位信号2-position,DC010V控制回路数1模拟输出数1模拟输出DC0...10V,±1mA模拟输出信号DC0...10V模拟输出电流Max.1A数字输入数1数字输入Potential-freeinputsignal数字输入，应用程序Nightsetback数字输入，联系盘问DC15mA,DC15V通用输入数2通用输入信号LG-Ni1000,DC0...10V,Pt1000继电器输出数1继电器输出Changeovercontact,potential-free继电器输出，开关电压AC24230V,DC530V继电器输出，开关电流AC3(4)A,DC4A防范等级IP20外形尺寸（宽x高x深）130x114x57mm配套设备配套选型：电缆，水位丈量器，自动开关，过滤网要选有防范燃烧的电缆，防范电路的短路以致灾祸，水位丈量，当水池中缺乏水时发出信号，及时向里供水，自动开关，当制浆站出现危险状况时，要及时进行泊车作业，但真不会因为水没法控制以致灾祸水泵水泵选型：水泵的要求，技术细节ITT水泵SHS卧式端吸泵技术要求：1）.SHS系列是由AISI316L不锈钢资料冲压制成的单级离心泵组成。2）.SHS的主要技术参数，以及进水和出水口尺寸均吻合EN733和UNI7467标准。3）.法兰尺寸吻合UNI2236和DIN2532标准。(4).可选尺寸：DN32到DN805）.水泵旋转方向为：面对水泵的进水端时反时针运行。6）.水泵结构为后部分开式设计。应用范围：1流量：可达240m3/h，2级电机。可达130m3/h，4级电机。2扬程：可达110米，2级电机。可达23米。4级电机。3介质温度：标准的：-20℃+110℃。可依据需求特别制作。4最大工作压力：12巴（PN12）电机：三相异步，鼠龙式转子，闭式结构，外面通风。性能吻合CEI2-3标准电压：50HZ可达3KW,220-240/380-415V--4KW以上，380-415/660V保护4.绝缘等级：F级（155℃）5.最大环境温度：40℃SHS：有安装架和连接装置，刚性联轴器由键连接装在延伸的电机轴上，电机为标准的B5-B35电机。结构特色：泵体采纳AISI316不锈钢制造。PN16法吻合UNI2223和DIN2533标准。闭式叶轮由AISI316不锈钢制成，尺寸为32,40,50,65-160/75，65-160/110A,采纳激光焊接技术。尺寸为65-200,65-250和80时，采纳锻造不锈钢。机械密封吻合DIN24960标准，充排水堵头由316L不锈钢制成。可供给的附件：AISI316不锈钢或镀锌铁制成的螺纹配对法兰。法兰带有与压力传感器连接的螺孔。锥型法兰联轴器。电路及管路设计电路设计依据设计系统原理图连接实物图，如图4-1图4-1管路设计依据已经选型的设备，本设计的管路结构图如图4-3图4-3当管路中流量降落时，电动调理阀输出流量变至大流量，恢复对水量的闭环调理，使流量重新达到设定值.当管路中的流量增大时，电动调理阀输出流量变至小流量，恢复对水量的调理，是流量重新达到设定值。实现恒流量自动控制抽水。结论此次课程设计，使我们更加熟练地掌握了有关安全检测监控系统方面的知识，同时也认识到我们在这方面知识的不足，在设计过程中固然遇到了许好多多的问题，但经过一次次的思虑，一遍遍的检查终于找出了问题的根源所在，让我们对这方面的知识又有一个新的认识。在课程设计过程中，我们不停发现错误，不停改正，不停意会，不停获得。许好多多问题经过我们及同学的努力都水到渠成，固