安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)課程設(shè)計(2)

1、安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)課程設(shè)計1設(shè)計目的與要求1.1設(shè)計目的對于多數(shù)礦井來說，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題。把礦 井中的水抽放到地面的蓄水池，通過相關(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)，有時候也發(fā)生滿水溢流浪費的現(xiàn) 象。不論是什么情況對企業(yè)都是無益的。就其缺水或滿水的原因，主要有兩方面：一個是 供水操作人員責(zé)任心不強，對蓄水池水位的監(jiān)視不到位，當(dāng)蓄水池水位變化較大時，不能 及時調(diào)節(jié)進水閥門的開度確保水池正常供水；另一個是蓄水池進水管出口安裝的

2、浮球閥不 完好，水滿時不能關(guān)嚴，從而造成溢流浪費。礦井蓄水池水位采用自動控制裝置后，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。1.2設(shè)計要求各生產(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供應(yīng)的。在蓄水池向 井下供水的同時，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)用水量的大小隨時變化，從而蓄水池的水位也隨時變化。即外界供水閥 門開度不變時，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 在蓄水池進水管路上與原進水閥門并聯(lián)安裝一座電動調(diào)節(jié)閥，在蓄水池內(nèi)安裝一套投入式液位變送器通過WT-6O0空制表控制電動調(diào)節(jié)閥的開

3、啟度，調(diào)節(jié)蓄水池的進水量，保證井下 生產(chǎn)用水量與蓄水池進水量相平衡，即井下生產(chǎn)用水量增大時，電動調(diào)節(jié)閥自動開大；當(dāng)井下生產(chǎn)用水量減小時，電動調(diào)節(jié)閥自動關(guān)小，從而達到水位恒定的目的。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Y型過濾器，可以有效地過濾循環(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。2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計2.1控制方案在蓄水池進水管路上與原進水控制閥門并聯(lián)安裝一座ZAZP-16型電動調(diào)節(jié)閥，規(guī)格與原進水管閥門相同，這種調(diào)節(jié)閥的功能是能接收420mA的標(biāo)準信號，流量特性為直線型。 當(dāng)外界輸入的電信

4、號在420mA之可變化時，閥門的開度也隨之變化。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-6O0空制表及WT-10（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500m,在控制柜上安裝一套 WT-600空制表,它與投入式液位變送器的表頭連接,同時與電動調(diào)節(jié)閥的控制線連接，在控制柜上安裝一套WT-10（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 具備報警功能。

5、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，在供水過程中，當(dāng)液位變送器采集的水位信號傳給 WT-600型控制表時，WT-600型控制表就將采集的水位信號與設(shè)定的目標(biāo)值相比較，如果采集的水位信號高于設(shè)定的目標(biāo)值，則WT-600型控制表就輸出一個4-20mA的信號給電動調(diào)節(jié)閥，控制電動調(diào)節(jié)閥開度減小，使水池進水量減少；反之如果采集的水位信號低于設(shè)定的目標(biāo)值，則WT-600型控制表就輸出一個 4-20mA的信號給電動調(diào)節(jié)閥，控制電動調(diào)節(jié)閥的開度增大，使水池進水量增大，如此經(jīng) 過反復(fù)自動調(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)液位變送器采集的水位信 號

6、傳給WT-100型顯示表時，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調(diào)節(jié)閥的開度達到最大時，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，控制柜上的 WT-10 0型顯示表就發(fā)出低水位報警，提示操作人員 應(yīng)急操作。當(dāng)井下不用水而電動調(diào)節(jié)閥關(guān)閉時，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，控制柜上的 WT-100型顯示表就發(fā)出高水位報警，提示操作人員應(yīng)急 操作。3設(shè)備選型3.1傳感器圖 2-2-1電磁流量計（Eletromagnetic Flowmeters,簡稱EMF）是20世紀5060年代隨著電子技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展起來的新型流量測

7、量儀表。電磁流量計是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律制造的用來測量管內(nèi)導(dǎo)電介質(zhì)體積流量的感應(yīng)式儀表。電磁流量計的優(yōu)點是壓損極小，可測流量范圍大。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3m輸出信號和被測流量成線性，精確度較高，可測量電導(dǎo)率5卩s/cm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。但它不能測量氣體、蒸汽以及純凈水的流量。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)計制漿用水量為30方/小時，所以本設(shè)計中電磁流量計選用北京合世自動化科技有限公司LU系列智能磁電式流量計。技術(shù)參數(shù)如下:準確度等級：± 1.5%工作電壓：

8、DC3± 0.4V工作電流：V 80卩A測量范圍：雷諾數(shù)Re為50007000000脈沖信號輸出:有源輸出：（三線制）2 二a*外輸電路工作電壓：DC524V信號幅度高電平 4V23V,低電平0V無源輸出（二線制開關(guān)信號）導(dǎo)通電阻< 100Q關(guān)閉阻抗> 2MQ-模擬信號輸出:外輸出電路工作電壓：DC1524V輸出電流：4mA- 20mA3.2執(zhí)行器電動調(diào)節(jié)閥是工業(yè)自動化過程控制中的重要執(zhí)行單元儀表。有方工閥門其是一種新型材料，隨著工業(yè)領(lǐng)域的自動化程度越來越高，正被越來越多的應(yīng)用在各種工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域 中。與傳統(tǒng)的氣動調(diào)節(jié)閥相比具有明顯的優(yōu)點：電動調(diào)節(jié)閥節(jié)能（只在工作時才消耗電

9、能）， 環(huán)保（無碳排放），安裝快捷方便（無需復(fù)雜的氣動管路和氣泵工作站）。閥門按其所配執(zhí) 行機構(gòu)使用的動力，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)計選用揚州恒電閥門控制設(shè)備有限公司ZAZP-16型電動調(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:1.6 Mpa 4.0 Mpa 6.4 Mpa聯(lián)接形式:法蘭聯(lián)接按JB79-59溫度范圍:常溫-20230r 散熱片型-60450r作用形式:電開或電關(guān)流量特性:等百分比、線性泄露量：單座閥：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)抽水流量的要求和執(zhí)行器的

10、型號條件，本設(shè)計選用山東飛創(chuàng)儀表有限公司 WT-600型控制表。其主要特點是，獨特的全開放式用戶自設(shè)定界面，支持多機網(wǎng)絡(luò)通訊，通訊協(xié) 議可以自由設(shè)定，輸入信號類型設(shè)定和報警設(shè)定，輸出方式設(shè)定等。其技術(shù)參數(shù)如下:輸入信號：模擬量：電阻一一標(biāo)準熱電阻一一 Pt100Cu50等遠傳壓力電阻，電偶標(biāo)準熱電偶一一B、S、K、E、J、T、WR等，電流一一010mA 420mA 020mA等輸入阻抗W 250Q、電壓05V、15V等輸入阻抗250Q測量范圍：-19999999字測量精度：0.2 % FS ±1字或0.5 % FS±1字分辨率：1、0.1、0.01 或 0.001 字溫度補

11、償：050顯示方式：-19999999測量值顯示、-19999999 設(shè)定值顯示、0100% 測 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：模擬量輸出：DC（10mA負載能力w 750Q）、 DC4-20mA （負載能力<500Q） DC5V （負載能力W 250Q）、DC5V （負載能力w 250Q）,開關(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:天津索思儀表測控系統(tǒng)技術(shù)有限公司 WT-100S-2 P1 WT100S智能雙回路、雙光柱顯示儀表，其適用于溫度、壓力、流量、液位、風(fēng)

12、量等工業(yè)過程參數(shù)的測量與顯示，并且可以 選擇對過程參數(shù)進行報警或位式控制。西安信達測控科技有限公司 XP T135型液位變送器，該液位變送器是一種全密封潛入式擴散硅液位測量儀表。該儀表內(nèi)部電子元件和關(guān)鍵部件均選用國際高品質(zhì)和軍品級產(chǎn) 品，該系列產(chǎn)品具有精度高、可靠性高、長期穩(wěn)定性好，故障率低等特點，其采用獨特的 密封結(jié)構(gòu)和專用通氣電纜，使變送器能長期可靠的在水下及其他液體中使用，性能價格比 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。上海滬工閥門廠（集團）有限公司 JD745X型P N10PN25多功能水泵控制閥，該閥門消除水錘效

13、果好，將緩開、速閉、緩閉消除水錘的技術(shù)原理一體化，防止開泵水錘和停 泵水錘的產(chǎn)生，操作方便。只需操作水泵電機啟閉按鈕，閥門即按照水泵操作規(guī)程實現(xiàn)自 動開閉，節(jié)能效果好。閥體采用了全通道流線型直流式設(shè)計，壓力損失小，流量大，且體 積小，重量輕。上海滬工閥門廠（集團）有限公司 GL11H-16內(nèi)螺紋聯(lián)接丫型過濾器，該過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)備的進口端，用來清除介質(zhì)中顆粒性雜質(zhì)，免受因管道內(nèi)雜質(zhì)、鐵銹、焊屑等帶來的堵塞和損壞，從而避免了維修費用和生產(chǎn)損失，保護閥門等設(shè) 備的正常使用。采用不銹鋼雙層網(wǎng)結(jié)構(gòu)，堅

14、固耐用，具有結(jié)構(gòu)先進、流阻小、排污方便、 納污量大等等特點。當(dāng)需要清洗時，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型污水泵具有機構(gòu)緊湊,重量輕,排污水效果好等特點。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，揚程12m電機功率2.2kw，出水口徑102mm 額定電流4.7A，轉(zhuǎn)速2860r/m，污物通過能力 35mm重量37kg。4電路及管路設(shè)計4.1電路設(shè)計I "I實物連線圖4-1-1結(jié)構(gòu)圖4-1-24.2管路設(shè)計動化程度高，該控制裝置無需人工調(diào)節(jié)進出水閥門，就能保證水位恒定，從而減輕了操作人員的勞動強度，過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 示儀表可遠距離安裝在室內(nèi)，這樣對觀看調(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警裝置，可及時地向有關(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。能遠程手動操作，當(dāng)自動控制裝置有故障時，還可遠程手 動操作電動調(diào)節(jié)閥門的開啟度，也可觀察到閥位，這就大大降低了工人的勞動強度。通過本次監(jiān)測監(jiān)控的課程設(shè)計，我進一步了解了自動化控制的相關(guān)知識，進一