矿井排水系统电气拖动与控制.ppt

太原理工大学毕业设计---矿井排水系统电气拖动与控制,指导老师马春燕制作陈明祥,课题来源,随着煤炭行业高产高效的发展，矿井安全问题己成为制约煤炭生产的关键因素。井下涌水是危及矿井安全的重要因素。井下水泵房排水系统担负着整个矿井积水排除的任务，其安全可靠性直接影响矿井生产的效率和安全。随着我国煤炭行业的发展，井下排水系统自动化己成为急待解决的问题。本课题从我国煤矿生产实际出发，针对现有排水系统存在的弊病，结合现代工业技术和控制理论，研究开发适于煤矿井下使用的自动排水系统。利用工业专用可编程控制器PLC和超声波液位检测装置，组成自动监控系统，根据水仓水位变化情况，实现水位实时在线检测与显示、水泵自动启动与停止、多台水泵实行“轮班工作制”，提高水泵使用寿命，根据涌水量大小和用电“避峰就谷”原则，自动控制投入运行的水泵台数，与矿井监控系统联网，便于集中控制。,设计任务,1.掌握矿井水泵的工作原理和控制方法；2．设计一种应用PLC作为控制器的水泵自动排水系统；3．掌握所用传感器的工作原理及使用方法；4．设计主排水泵自动监控系统；5．用PLC语言编制控制系统软件。,水泵房布局,1.水仓;2.水泵;3.闸阀;4.逆止阀;5.射流泵控制阀;6.静压水管;7.电机启动开关;8.电动机;9.射流泵,本设计与现行排水系统的比较,目前，我国大多煤矿企业的井下水泵房使用的仍然是传统的人工操作排水系统，这种排水系统的工作流程完全由手工完成，工人按部就班的完成各个执行件的操作。另外，对水位、涌水量大小等现场数据的判断依赖于工人的经验。作业过程比较复杂，要求工人具有很强的责任心，否则可能出现误操作，甚至发生大的事故。另外还有人工劳动强度大的缺点。因此设计了煤矿安全生产的井下自动排水系统。主要研究内容包括1.从现有井下排水系统现状出发，研究切实可行自动化排水方案，解决并下排水现状存在的问题。2.开发电气控制系统，选择可靠的控制器及附属电气元件，适应井下环境，符合矿用设备的安全标准;并能充分利用井下条件，使控制简便可行。3.设计井下排水监控系统软硬件，适应于井下自动排水系统，提高排水效率和安全可靠性。,离心式水泵工作原理介绍,当水泵在未进行工作之前，其泵壳和吸水管中必须充满水，此时叶轮周围的水是静止的口当水泵电机带动叶轮高速旋转时，使水获得了很大的离心力。当到达水泵出水口下方时便产生离心现象而冲出管口。,射流泵介绍,,,1.喷嘴2.吸入室3..混合管4.扩散管,电机变频调速原理,异步电动机的变频调速是通过改变定子供电频率来改变同步转速而实现调速的。异步电机的转差率定义为异步电机的同步速度为异步电机的转速为其中n1为异步电机的同步转速；n为异步电机转子转速；f是异步电机的定子电源频率；p为异步电机的极对数。,,井下水泵房集中控制系统功能,1.工作方式有自动、手动、检修三种工作方式；2.通讯功能；3.自动轮换工作；4.峰谷电价时段控制；5.运行参数实时监测及故障报警。,水泵站双位逻辑控制,水泵房水井液面设置高低水位a和b，水泵依水井的水位高低来自动地开停水位高于a时，水泵启动排水；水位低于b时，水泵停止。,双位控制电路原理,,泵站监控系统图,排水系统自动控制系统示意图,,超声波液位计工作原理,水泵控制柜主回路电气原理图,用于控制阀门的开闭,双回路电源二次回路电气原理图,避峰填谷用电原则的实现,单台水泵启动程序流程图,排水自动控制系统流程图,致谢,请各位老师点评谢谢老师,