安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)

1、安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)1設(shè)計(jì)目的與要求1.1設(shè)計(jì)目的對(duì)于多數(shù)礦井來(lái)說(shuō)，較大的礦井水被排放到地面后比較難以處理，自然排放容易造成 環(huán)境污染，二次處理成本極高，采用二次利用的方式能有效的解決礦井水排放問(wèn)題。把礦 井中的水抽放到地面的蓄水池，通過(guò)相關(guān)的處理后再次利用。由于蓄水池水位變化的原因， 有時(shí)候就發(fā)生了蓄水池缺水事故而影響井下正常生產(chǎn)，有時(shí)候也發(fā)生滿水溢流浪費(fèi)的現(xiàn) 象。不論是什么情況對(duì)企業(yè)都是無(wú)益的。就其缺水或滿水的原因，主要有兩方面：一個(gè)是 供水操作人員責(zé)任心不強(qiáng)，對(duì)蓄水池水位的監(jiān)視不到位，當(dāng)蓄水池水位變化較大時(shí)，不能 及時(shí)調(diào)節(jié)進(jìn)水閥門(mén)的開(kāi)度確保水池正常供水；另一個(gè)是蓄水池進(jìn)水管出口安裝的

2、浮球閥不 完好，水滿時(shí)不能關(guān)嚴(yán)，從而造成溢流浪費(fèi)。礦井蓄水池水位采用自動(dòng)控制裝置后，保證 了井下用水的可靠性，提高了管理水平，避免了溢流浪費(fèi)。1.2設(shè)計(jì)要求各生產(chǎn)礦井用水都是由地面蓄水池靠自然壓力向井下各用水地點(diǎn)供應(yīng)的。在蓄水池向井下供水的同時(shí)，外界水源也向蓄水池內(nèi)注水。一般情況下，外界的供水壓力是恒定不變 的，由于井下生產(chǎn)用水量的大小隨時(shí)變化，從而蓄水池的水位也隨時(shí)變化。即外界供水閥 門(mén)開(kāi)度不變時(shí)，水池水位隨井下用水量的增加而降低，隨用水量的減少而升高。本文設(shè)計(jì) 在蓄水池進(jìn)水管路上與原進(jìn)水閥門(mén)并聯(lián)安裝一座電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，在蓄水池內(nèi)安裝一套投入式 液位變送器通過(guò)WT-600控制表控制電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開(kāi)

3、啟度，調(diào)節(jié)蓄水池的進(jìn)水量，保證井下 生產(chǎn)用水量與蓄水池進(jìn)水量相平衡，即井下生產(chǎn)用水量增大時(shí)，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥自動(dòng)開(kāi)大；當(dāng)井下生產(chǎn)用水量減小時(shí)，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥自動(dòng)關(guān)小，從而達(dá)到水位恒定的目的。由于抽取到地面蓄水池的水雜質(zhì)較多，所以在水泵供水管路上設(shè)置丫型過(guò)濾器，可以有效地過(guò)濾循環(huán)水池循環(huán)水中的雜質(zhì)，減少噴嘴的堵塞，保證系統(tǒng)的正常工作從真正意義上實(shí)現(xiàn)煤礦水的再次 利用，避免環(huán)境污染和不必要的水資源浪費(fèi)。2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1控制方案在蓄水池進(jìn)水管路上與原進(jìn)水控制閥門(mén)并聯(lián)安裝一座 ZAZP-16型電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，規(guī)格與 原進(jìn)水管閥門(mén)相同，這種調(diào)節(jié)閥的功能是能接收 420mA的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，流量特性為直線 型。當(dāng)外界輸入

4、的電信號(hào)在420mA之間變化時(shí)，閥門(mén)的開(kāi)度也隨之變化。在蓄水池內(nèi)安 裝一套投入式液位變送器，它的水位量程為蓄水池最大容水高度。安裝位置與蓄水池出水 管口在一個(gè)水平上，液位變送器的表頭安裝在蓄水池水位之上不能與水相接觸，它與安裝 在控制柜上的WT-600控制表及WT-100顯示表相連接?？刂乒癜惭b在便于觀看的室內(nèi),距蓄 水池不能超過(guò)500m,在控制柜上安裝一套WT-600控制表,它與投入式液位變送器的表頭連 接，同時(shí)與電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的控制線連接，在控制柜上安裝一套WT-100顯示表它與投入式液位變 送器的表頭連接,WT-100顯示表能以光拄或數(shù)字兩種形式，直觀地顯示出蓄水池的模擬水 位，同時(shí)具備報(bào)警

5、功能。2.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖2-2-1所示，首先在 WT-600型控制表上設(shè)定水位目標(biāo)值，在供水過(guò) 程中，當(dāng)液位變送器采集的水位信號(hào)傳給 WT-600型控制表時(shí)，WT-600型控制表就將采 集的水位信號(hào)與設(shè)定的目標(biāo)值相比較，如果采集的水位信號(hào)高于設(shè)定的目標(biāo)值，則WT-600 型控制表就輸出一個(gè)4-20mA的信號(hào)給電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，控制電動(dòng)調(diào)節(jié)閥開(kāi)度減小，使水池進(jìn) 水量減少；反之如果采集的水位信號(hào)低于設(shè)定的目標(biāo)值，則WT-600型控制表就輸出一個(gè)4-20mA的信號(hào)給電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，控制電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度增大，使水池進(jìn)水量增大，如此經(jīng) 過(guò)反復(fù)自動(dòng)調(diào)節(jié)，從而控制蓄水池水位穩(wěn)定在設(shè)定的位置上。當(dāng)液位變送器采

6、集的水位信 號(hào)傳給WT-100型顯示表時(shí)，它就以光柱或數(shù)字兩種形式，直觀地顯示出蓄水池的模擬水 位。當(dāng)外界水源停水而電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度達(dá)到最大時(shí)，蓄水池水位可能繼續(xù)下降，當(dāng)下降 到設(shè)定的極限低水位時(shí)，控制柜上的 WT-100型顯示表就發(fā)出低水位報(bào)警，提示操作人員 應(yīng)急操作。當(dāng)井下不用水而電動(dòng)調(diào)節(jié)閥關(guān)閉時(shí)，蓄水池水位有可能繼續(xù)上升，當(dāng)上升到設(shè) 定的極限高水位時(shí)，控制柜上的 WT-100型顯示表就發(fā)出高水位報(bào)警，提示操作人員應(yīng)急 操作。圖 2-2-13設(shè)備選型3.1傳感器電磁流量計(jì)（Eletromagnetic Flowmeters，簡(jiǎn)稱EMF）是20世紀(jì)5060年代隨著電子技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展起來(lái)

7、的新型流量測(cè)量?jī)x表。電磁流量計(jì)是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng) 定律制造的用來(lái)測(cè)量管內(nèi)導(dǎo)電介質(zhì)體積流量的感應(yīng)式儀表。電磁流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是壓損極 小，可測(cè)流量范圍大。最大流量與最小流量的比值一般為20 : 1以上，適用的工業(yè)管徑范圍寬，最大可達(dá)3m，輸出信號(hào)和被測(cè)流量成線性，精確度較高，可測(cè)量電導(dǎo)率 的酸、堿、鹽溶液、水、污水、腐蝕性液體以及泥漿、礦漿、紙漿等的流體流量。但它不 能測(cè)量氣體、蒸汽以及純凈水的流量。Word資料根據(jù)井下抽取到地面蓄水池的水雜質(zhì)較多，礦領(lǐng)導(dǎo)設(shè)計(jì)制漿用水量為30方/小時(shí)，所LU系列智能磁電式流量計(jì)。技以本設(shè)計(jì)中電磁流量計(jì)選用北京合世自動(dòng)化科技有限公司 術(shù)參數(shù)如下：準(zhǔn)確度等級(jí)：土 1.

8、5%工作電壓：DC3V ± 0.4V工作電流：V 80卩A測(cè)量范圍：雷諾數(shù) Re為50007000000脈沖信號(hào)輸出：有源輸出：（三線制）外輸電路工作電壓：DC5V24V信號(hào)幅度：高電平4V23V，低電平0V無(wú)源輸出：（二線制開(kāi)關(guān)信號(hào)）導(dǎo)通電阻：w 100 Q關(guān)閉阻抗：2M Q模擬信號(hào)輸出：外輸出電路工作電壓：DC15V24V輸出電流：4mA20mA3.2執(zhí)行器電動(dòng)調(diào)節(jié)閥是工業(yè)自動(dòng)化過(guò)程控制中的重要執(zhí)行單元儀表。有方工閥門(mén)其是一種新型材料，隨著工業(yè)領(lǐng)域的自動(dòng)化程度越來(lái)越高，正被越來(lái)越多的應(yīng)用在各種工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中。與傳統(tǒng)的氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)：電動(dòng)調(diào)節(jié)閥節(jié)能（只在工作時(shí)才消耗電

9、能） 環(huán)保（無(wú)碳排放），安裝快捷方便（無(wú)需復(fù)雜的氣動(dòng)管路和氣泵工作站）。閥門(mén)按其所配執(zhí)Word資料Word資料行機(jī)構(gòu)使用的動(dòng)力，按其功能和特性分為線性特性，等百分比特性及拋物線特性三種。根據(jù)礦井的要求本設(shè)計(jì)選用揚(yáng)州恒電閥門(mén)控制設(shè)備有限公司ZAZP-16型電動(dòng)調(diào)節(jié)閥,其相應(yīng)的技術(shù)參數(shù)如下:閥體材質(zhì)：鑄鐵、鑄鋼、鑄不銹鋼等壓力等級(jí)：1.6Mpa 4.0Mpa 6.4Mpa聯(lián)接形式：法蘭聯(lián)接 按JB79-59溫度范圍：常溫-20230 C散熱片型-60450 C作用形式：電開(kāi)或電關(guān)流量特性：等百分比、線性泄露量：?jiǎn)巫y：0.01% X額定Kv雙座閥、套筒閥：0.5% X額定Kv3.3控制器根據(jù)抽水流

10、量的要求和執(zhí)行器的型號(hào)條件，本設(shè)計(jì)選用山東飛創(chuàng)儀表有限公司W(wǎng)T-600型控制表。其主要特點(diǎn)是，獨(dú)特的全開(kāi)放式用戶自設(shè)定界面，支持多機(jī)網(wǎng)絡(luò)通訊， 通訊協(xié)議可以自由設(shè)定，輸入信號(hào)類型設(shè)定和報(bào)警設(shè)定，輸出方式設(shè)定等。其技術(shù)參數(shù)如 下：輸入信號(hào)：模擬量：電阻一一標(biāo)準(zhǔn)熱電阻一一Pt100 Cu50等遠(yuǎn)傳壓力電阻，電偶一標(biāo)準(zhǔn)熱電偶一一B、S、K、E、J、T、WRe 等，電流一一010mA、420mA、020mA等輸入阻抗W250範(fàn)壓05V、15V等輸入阻抗250 Q測(cè)量范圍：-19999999字測(cè)量精度：0.2 % FS ±1字或0.5 % FS ±1字分辨率：1、0.1、0.01 或

11、 0.001 字溫度補(bǔ)償：050顯示方式：-19999999 測(cè)量值顯示、-19999999 設(shè)定值顯示、0100 % 測(cè)量 值光柱顯示、發(fā)光二極管工作狀態(tài)顯示光柱精度：光柱顯示精度為1 %控制方式：位式ON/OFF 帶回差輸出信號(hào)：模擬量輸出：DC010mA負(fù)載能力w 750 Q）DC420mA （負(fù)載能力< 500 Q）DC05V （負(fù)載能力w250、DC15V （負(fù)載能力w250，開(kāi)關(guān)量輸出，繼電器控制輸出一一繼電器 ON/OFF帶回差。3.4配套設(shè)備相關(guān)配套設(shè)備如下：天津索思儀表測(cè)控系統(tǒng)技術(shù)有限公司 WT-100S-2P1: WT100S智能雙回路、雙光柱顯 示儀表，其適用于溫度

12、、壓力、流量、液位、風(fēng)量等工業(yè)過(guò)程參數(shù)的測(cè)量與顯示，并且可 以選擇對(duì)過(guò)程參數(shù)進(jìn)行報(bào)警或位式控制。西安信達(dá)測(cè)控科技有限公司 XPT135型液位變送器，該液位變送器是一種全密封潛入 式擴(kuò)散硅液位測(cè)量?jī)x表。該儀表內(nèi)部電子元件和關(guān)鍵部件均選用國(guó)際高品質(zhì)和軍品級(jí)產(chǎn) 品，該系列產(chǎn)品具有精度高、可靠性高、長(zhǎng)期穩(wěn)定性好，故障率低等特點(diǎn)，其采用獨(dú)特的 密封結(jié)構(gòu)和專用通氣電纜，使變送器能長(zhǎng)期可靠的在水下及其他液體中使用，性能價(jià)格比 較高，安裝使用非常方便。XPT135型液位變送器為一體式結(jié)構(gòu)，可長(zhǎng)期直接投入水中使 用，零位和量程不能調(diào)校。上海滬工閥門(mén)廠（集團(tuán)）有限公司 JD745X型PN10PN25多功能水泵控制

13、閥，該 閥門(mén)消除水錘效果好，將緩開(kāi)、速閉、緩閉消除水錘的技術(shù)原理一體化，防止開(kāi)泵水錘和 停泵水錘的產(chǎn)生，操作方便。只需操作水泵電機(jī)啟閉按鈕，閥門(mén)即按照水泵操作規(guī)程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開(kāi)閉，節(jié)能效果好。閥體采用了全通道流線型直流式設(shè)計(jì)，壓力損失小，流量大，且 體積小，重量輕。上海滬工閥門(mén)廠（集團(tuán)）有限公司 GL11H-16內(nèi)螺紋聯(lián)接丫型過(guò)濾器，該過(guò)濾器閥體 材料為灰鑄鐵，連接拆卸方便，排污性能可靠，經(jīng)濟(jì)適用，通常安裝在減壓閥、泄壓閥、 定水位閥等水力控制閥或其它設(shè)備的進(jìn)口端，用來(lái)清除介質(zhì)中顆粒性雜質(zhì)，免受因管道內(nèi) 雜質(zhì)、鐵銹、焊屑等帶來(lái)的堵塞和損壞，從而避免了維修費(fèi)用和生產(chǎn)損失，保護(hù)閥門(mén)等設(shè) 備的正常使用。

14、采用不銹鋼雙層網(wǎng)結(jié)構(gòu)，堅(jiān)固耐用，具有結(jié)構(gòu)先進(jìn)、流阻小、排污方便、 納污量大等等特點(diǎn)。當(dāng)需要清洗時(shí)，只要將可拆卸的濾筒取出，去除濾出的雜質(zhì)后，重新 裝入即可，使用維護(hù)極為方便。3.5水泵泰州市華澤水泵廠WQ40-12-2.2型污水泵具有機(jī)構(gòu)緊湊，重量輕,排污水效果好等特 點(diǎn)。廣泛使用于城市、農(nóng)村、工廠、工程等排放污水和清水。技術(shù)參數(shù)如下：出水公稱通徑100mm，流量40方/小時(shí)，揚(yáng)程12m，電機(jī)功率2.2kw，出水口徑102mm，額定電流4.7A，轉(zhuǎn)速2860r/m，污物通過(guò)能力35mm，重量37kg。4電路及管路設(shè)計(jì)4.1電路設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖4-1-24.2管路設(shè)計(jì)動(dòng)化程度高，該控制裝置無(wú)需人工調(diào)節(jié)進(jìn)出水閥門(mén)，就能保證水位恒定，從而減輕了操作 人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，過(guò)去配備的操作人員可以取消從而節(jié)省了人力。可靠性高，由于各種顯 示儀表可遠(yuǎn)距離安裝在室內(nèi)，這樣對(duì)觀看調(diào)節(jié)水池水位提供了很大的方便。另外在控制柜 內(nèi)設(shè)定的最高水位和最低水位的報(bào)警裝置，可及時(shí)地向有關(guān)人員提示蓄水池非正常的供水 狀況，提高了管理水平。節(jié)約用水，由于安裝了自動(dòng)控制裝置，避免了貯水池滿水溢流現(xiàn) 象，從而節(jié)約了大量的水資源。能遠(yuǎn)程手動(dòng)操作，當(dāng)自動(dòng)控制裝置有故障時(shí)，還可遠(yuǎn)程手 動(dòng)操作電動(dòng)調(diào)節(jié)閥門(mén)的開(kāi)啟度，也可觀察到閥位，這就大大降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。結(jié)論通過(guò)本次監(jiān)測(cè)監(jiān)控的課程設(shè)計(jì)，我進(jìn)一步了解了自動(dòng)化控制的相關(guān)知識(shí)，進(jìn)一步