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安全监测监控系统课程设计
报告（论文）题目： 水泵将蓄水池中水抽到指定设备的系统设计
专 业 安全工程 班 级 1001班 姓 名 刘龙飞 学 号 1003070125 指导老师 吴建斌
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目 录
1 设计目的与要求 ....................................................................................... 3 1.1 设计目的 .................................................................................................. 3 1.2设计要求 ................................................................................................... 3
2 系统控制结构 ......................................................................................... 3 2.1 控制方案 .................................................................................................... 3 2.2 系统结构 .................................................................................................... 4
3 设备选型 ................................................................................................... 5 3.1传感器 ....................................................................................................... 5 3.2 执行器 ...................................................................................................... 8 3.3 控制器 ...................................................................................................... 9 3.4 配套设备 ................................................................................................ 11 3.5 水泵 ........................................................................................................ 13
4 电路及管路设计 ..................................................................................... 13 4.1 电路设计 ................................................................................................ 13 4.2 管路设计 .................................................................................................. 14
5 结论 ....................................................................................................... 15
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水泵将蓄水池中水抽到指定设备的系统设计
一、 课程设计目的与要求 1.1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处理，自然排放容易造成环境污染，二次处理成本极高，采用二次利用的方式能有效的解决矿井水排放问题。本次课程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。
1.2 设计要求
方案三：井下抽取到地面蓄水池的水杂质较多，矿领导设计制浆用水量为30方/小时，要求采用变频器进行控制，制定一个自动控制系统。
设计一个采用水泵将蓄水池的水抽出到指定设备的系统，要求： 1、 能检测抽出的水流量
2、 能控制水流量为我们的指定值 3、 形成一个自动恒流控制系统
二、 系统结构设计 2.1 控制方案
1.> 统一信号类型
确定传感器（HQLDD电池供电式电磁流量计）的输出方式为电流式模拟信号； 确定控制器（Honeywell 微电脑PID DC1040CR-701000）输入方式为电流式模拟信号，输出方式电压式模拟信号；
确定变频器（矿用隔爆型变频器）的输入方式为电压式模拟信号。 2.> 确定各自的输入输出量
传感器、控制器的输出或输入电流都为：4~20ma；控制器、变频器的输出或输入电流都为：1~5v。
3.> 各个器件的要求
由于设计制浆用水量为30方/小时，并且为自动恒流控制系统。 1. 我们必须知道其HQLDD电池供电式电磁流量计应显示的水流量为30方/小时或者为0.5方/分钟。
2. 应根据管道的直径，计算出水流在管道中的流速： 由公式： Q=A*V
其中Q-水流流量；A-管道横截面积；V-流速。 假设水管直径为50mm.
100】=4.246 m/s V=Q/A=30/【3.14* *3600 2（2*1000） 第4页 3. 传感器应输出的电流模拟信号大小的为： 【（20-4）/(15-0.1)】*4.246=4.56 ma 4+4.56=8.56 ma
控制器应该输出的电压模拟型号的大小为： 【（5-1）/（20-4）】*4.56=1.14 1+1.14=2.14 V
4. 控制器内部标准模拟电流设定为8.56 ma,如果HQLDD电池供电式电磁流量计输出的模拟电流量大于或小于标准值时，控制器通过输出电压式模拟信号2.14V来改变变频器的电压输出，从而控制水泵的出水量。
4.> 确定工作条件
HQLDD电池供电式电磁流量计、Honeywell 微电脑PID DC1040CR-701000、矿用隔爆型变频器和QK型矿用防爆潜水电泵的具体工作条件见其技术参数。（仪器选择）
2.2 系统结构
水泵通过水管将水抽到地面，传感器安装在水管上，当传感器上显示的水
流量大于、等于或小于设定流量时，传感器将电流式模拟信号传给控制器；控制器将设定电压模拟信号输出，变频器接收信号后，改变输出电压的大小；从而通过输出电压的大小，改变水泵的频率，从而改变水泵的出水量。
系统结构图
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特定设备 传感器 控制器 水管 水泵 变频器 矿井抽水系统图
三、设备选型 3.1、 传感器的选择
由于井下抽取到地面蓄水池的水杂质较多，如果选择涡轮流量计或涡街流量计，有可能会影响其测量的精度，并且要常常进行管道淤积处理。由于水中杂质较多，说明其导电能力很强，所以就选择电磁流量计。电磁流量计的型号很多，但我们只需选择满足要求的其中一组。例如
〈一〉、HQLDD电池供电式电磁流量计
HQLDD电池供电式电磁流量计由传感器和转换器两部分构成,它是一种自带电源的流量计,在工作使用中不需要外接任何电源,适合用于野外和工况无电源的地方。它是基于法拉第电磁感应定律工作的，用来测量电导率大于5μS/cm导电液体的体积流量，是一种测量导电介质体积流量的感应式仪表。除可测量一般导电液体的体积流量外，还可用于测量强酸强碱等强腐蚀液体和泥浆、矿浆、纸浆等均匀的液固两相悬浮液体的体积流量。广泛应用于石油、化工、冶金、轻纺、造纸、环保、食品等工业部门及市政管理，水利建设、河流疏浚等领域的流量计量。