安全監(jiān)測監(jiān)控課程設計.doc

《安全監(jiān)測監(jiān)控課程設計.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《安全監(jiān)測監(jiān)控課程設計.doc（8頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 目 錄全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)課程設計31 設計目的與要求31.1設計目的31.2 設計要求32 系統(tǒng)結構設計32.1 控制方案32.2 系統(tǒng)結構43 設備選型43.1傳感器43.2 執(zhí)行器53.3 控制器63.4 配套設備63.5 水泵74 電路及管路設計74.1 電路設計74.2 管路設計8結 論9 全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)課程設計 1 設計目的與要求1.1設計目的對于多數(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。所以本次課程設計利用從井下抽放到地面蓄水池的礦井水進行制漿，制成的泥漿將會用于井下滅火和充填。這樣

2、做有很重大的意義，不僅間接地保護了環(huán)境，而且還很好地實現(xiàn)了資源的有效利用。1.2 設計要求 本次設計采用水泵將蓄水池的水抽出到指定設備的系統(tǒng)，在完成規(guī)定的功能的基礎上關于系統(tǒng)的要求是：a. 能檢測抽出的水流量，b. 能控制水流量為我們的指定值，c.能形成一個自動恒流控制系統(tǒng)。關于設計方案中選用的傳感器、控制器、執(zhí)行器等設備的要求是安全有效，具有很高的靈敏度等性能。2 系統(tǒng)結構設計2.1 控制方案關于這次設計自動抽水控制系統(tǒng)，總體遵循經(jīng)濟有效實用的原則，在經(jīng)濟的基礎上更多的考慮設備的實用性。首先是選擇好系統(tǒng)所需要的各種設備儀器，預計采購的設備有渦街流量計，電動調(diào)節(jié)閥，PID自整定儀器，液位傳感器

3、和繼電器等，通過液位傳感器對水位高度進行監(jiān)控，利用渦街流量計對管道中流過的流體的流速和流量進行檢測，利用電動調(diào)節(jié)閥的閥門開關改變流過管道的流體的流量，利用繼電器進行控制電路的組裝等等。選購好這些儀器設備以后，接下來的就是控制電路的設計，控制電路就是使負載能獲得所需要的各個不同的電壓和電流值，一般來說，控制電路中電壓或電流的變化，都可用滑線式可變電阻來實現(xiàn)。控制電路有制流和分壓兩種最基本接法，一般在安排控制電路時，并不一定要求設計出一個最佳方案。只要根據(jù)現(xiàn)有的設備設計出既安全而又省電且能滿足實驗要求的電路就可以了。設計方法一般也不必做復雜的計算，可以邊實驗邊改進。設計好控制電路以后，剩下的就是將

4、這些儀器設備按照設計好的控制電路進行連接組合，根據(jù)各個儀器設備的接線圖，將它們有序的相互連接好，這樣最終就構成一個能夠自動控制抽水的具有反饋調(diào)節(jié)的系統(tǒng)。2.2 系統(tǒng)結構 關于這次設計的自動抽水控制系統(tǒng)，設計采用了由渦街流量計，電動調(diào)節(jié)閥和PID自整定控制儀，液位傳感器和小型繼電器等在內(nèi)的眾多儀器，進行了相應的控制電路的設計，可以自由的根據(jù)相應的要求進行流速、流量的調(diào)整，實現(xiàn)了將儲水池的水抽取到指定設備的目的。在系統(tǒng)中，通過液位傳感器對液面高度的檢測，進行反饋式的自動調(diào)節(jié)作用，渦街流量計對流速和流量的顯示，根據(jù)所需要的數(shù)據(jù)，使用PID自整儀和電動調(diào)節(jié)閥進行控制調(diào)整，嚴格控制管道內(nèi)通過的流量，達到

5、所要求的標準。3 設備選型3.1傳感器 本次設計采用的傳感器選型為渦街流量計。渦街流量計是在流體中安放一個非流線型旋渦發(fā)生體，使流體在發(fā)生體兩側交替地分離，釋放出兩串規(guī)則地交錯排列的旋渦，且在一定范圍內(nèi)旋渦分離頻率與流量成正比的流量計。渦街流量計特點是壓力損失小,量程范圍大,精度高,在測量工況體積流量時幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數(shù)的影響。無可動機械零件，因此可靠性高,維護量小。儀表參數(shù)能長期穩(wěn)定。渦街流量計采用壓電應力式傳感器,可靠性高,可在-20+250的工作溫度范圍內(nèi)工作。有模擬標準信號,也有數(shù)字脈沖信號輸出,容易與計算機等數(shù)字系統(tǒng)配套使用,是一種比較先進、理想的流量儀表。 電

6、池供電渦街流量計，型號為LUGB,由青島世融馨專業(yè)生產(chǎn)廠家直接生產(chǎn)，測量范圍： 0.02-600000m3/h，精度等級： 1.0，公稱通徑： 10-2000mm，適用介質(zhì)： 氣體 液體，工作壓力： 0-23MPa，工作溫度： 420。選型依據(jù)為在實現(xiàn)要求的基礎上，外加考慮經(jīng)濟實用性。 3.2 執(zhí)行器本次設計采用的執(zhí)行器為電動調(diào)節(jié)閥。電動調(diào)節(jié)閥是接收工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的信號來驅(qū)動閥門改變閥芯和閥座之間的截面積大小，控制管道介質(zhì)的流量、溫度、壓力等工藝參數(shù)，實現(xiàn)自動化調(diào)節(jié)功能。它的優(yōu)點是優(yōu)點：節(jié)電動調(diào)節(jié)閥能，只在工作時才消耗電能；環(huán)保，無碳排放；安裝快捷方便，無需復雜的氣動管路和氣泵工作站。它的

7、缺點是電機運行產(chǎn)生的內(nèi)熱會導致熱保護，使調(diào)節(jié)閥停止工作；由于運動部件多，相對容易產(chǎn)生故障，尤其在調(diào)節(jié)頻繁的工況，容易產(chǎn)生電機熱保護、減速齒輪損壞、模塊可控硅燒毀等故障。電動流量調(diào)節(jié)閥，型號ZDLP，由上海沃中閥門直接生產(chǎn)，由361L系列電子式電動執(zhí)行機構和單座調(diào)節(jié)閥組成。電動執(zhí)行機構內(nèi)有伺系統(tǒng)，無須另配伺服放大器，有輸入訊號及電源即可控制運轉(zhuǎn)，連線簡單，調(diào)節(jié)閥閥芯采用頂導向，適用與對泄露量要求嚴格，閥前后壓差低及有一定粘度和含有纖維介質(zhì)的場合。選型依據(jù)為在實現(xiàn)要求的基礎上，外加考慮經(jīng)濟實用性。沃中閥門 3.3 控制器本次設計采用的控制器是PID自整定控制儀表。PID自整定控制儀表集數(shù)字儀表與模

8、擬儀表于一體，可對溫度、壓力、液位、速度等測量信號進行數(shù)字量顯示控制，使測量值的顯示更為清晰直觀。它的主要特點是可分別帶有一路PID控制輸出及一路變送輸出，可適用各種測量控制場合；手/自動無擾動切換手自狀態(tài)下可修改參數(shù)；具有多種調(diào)節(jié)輸出方式（PWM輸出、可控規(guī)觸發(fā)輸出、固態(tài)繼電器輸出及電壓/電流輸出。PID自整定控制儀,型號PN，由江蘇金湖金迪儀表有限公司生產(chǎn)，P-N系列PID自整定控制儀表適用于需要進行高精度測量控制的系統(tǒng)。P-N系列PID自整定控制儀集數(shù)字儀表與模擬儀表于一體，可對溫度、壓力、液位、速度等測量信號進行數(shù)字量顯示控制，使測量值的顯示更為清晰直觀。選型依據(jù)為在實現(xiàn)要求的基礎上，

9、外加考慮經(jīng)濟實用性。 3.4 配套設備本次設計所需的配套設備有小型繼電器和液位傳感器，液位傳感器，型號JYB，由北京昆侖海岸傳感技術有限公司生產(chǎn)制造，具有反向保護、限流保護電路，在安裝時正負極接反不會損壞變送器，異常時送器會自動限流在 35MA 以內(nèi)固態(tài)結構，無可動部件，高可靠性，使用壽命長等優(yōu)點。小型繼電器， 型號JX4A，由上海約瑟電器有限公司生產(chǎn)制造，繼電器是具有隔離功能的自動開關元件，廣泛應用于遙控、遙測、通訊、自動控制、機電一體化及電力電子設備中，是最重要的控制元件之一。3.5 水泵本次設計選用的水泵是羅瓦拉水泵，因為本次設計需要使用的水泵可以適用于有少量雜質(zhì)的水體，而且使用的流量必

10、須大于50方小時。羅瓦拉水泵的型號為LOWARA，由南京世好機電科技有限公司制造生產(chǎn)，水泵材質(zhì)為不銹鋼，驅(qū)動方式為電動，性能為耐腐蝕，流量為0-200（m3/h），揚程為1-300（m），汽蝕余量為15（m），吸入口徑為32-100（mm），排出口徑為32-100（mm）。選型依據(jù)為在實現(xiàn)要求的基礎上，外加考慮經(jīng)濟實用性。4 電路及管路設計4.1 電路設計 壓力傳感器RT的阻值隨著壓力的升高而降低。當儲水池內(nèi)水壓超過設定壓力的上限值時，C點電壓將高于B點電壓，N2輸出高電平，使觸發(fā)器的輸出端D點變?yōu)楦唠娖?，V飽和導通，K吸合，其常開觸頭接通，通過交流接觸器將水泵的工作電源接通，水泵開始運轉(zhuǎn)，使

11、儲水池的誰開始向指定設備流動。隨著水壓的下降，RT的阻值逐漸增大，使C點電壓逐步降低。當水壓低于設定壓力的下限值 時，C點電壓將低于A點電壓，Nl輸出高電平，使D點變?yōu)榈碗娖剑琕截止，K釋放，水泵停止運轉(zhuǎn)。在水泵起動運轉(zhuǎn)時，VL點亮;在水泵停止工作時，VL熄滅。4.2 管路設計 流量計在測量的時候會因各種外在因素出現(xiàn)誤差，誤差按其來源可分為設備誤差，環(huán)境誤差，人員誤差和方法誤差，所以在進行系統(tǒng)設計的時候，要認真對流量計進行修正調(diào)整。振動流量計測量失準的一大勁敵，因此在使用時應注意避免機械振動，尤其是管道的橫向振動這種影響在流量計結構設計上是無法抑制和消除的。由于渦街信號對流場影響同樣敏感，故直管段長度不能保證穩(wěn)定渦街所必要的流動條件時，需要采用U型的管路段保證流量計精度，使測量得到的示數(shù)更加接近于真實值。 結 論這次的課程設計可以說是為畢業(yè)設計做的一個預演，真的做起來困難重重，深刻體會到做一個抽水系統(tǒng)，里面需要的很多知識我們沒有接觸過，去圖書館找書的時候發(fā)現(xiàn)，我們學的僅僅是皮毛，還有很多東西需要我們?nèi)グl(fā)掘，就算是借一本書看完它，我們還是會發(fā)現(xiàn)還有很多知識沒有吃透，這需要我們不斷的實踐，不斷地自學習，不斷地發(fā)現(xiàn)問題去思考問題。通過這次課程設計活動，在增加自己知識面的基礎上，增強了自己的創(chuàng)造能力，希望在以后這樣的機會中自己會做的更好。