中央泵房自动控制系统的设计与维护毕业设计(编辑修改稿)

中央泵房自动控制系统的设计与维护毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

得待测的液位。 超声波液位传感器具有精度高和使用寿命长的特点，但若液体中有气泡或液面发生波动，便会产生较大的误差。 在一般使用条件下，它的测量误差为 % ，检测液位的范围为 210 ～ 410 m。 本设计中采用的是 Yjsonic 系列的超声波液位计，在测量中脉冲超声波由传感器（换能器）发出，声波经物体表面反射后被同一传感器接收，转换成电信号。 并由声波的发射和接收之间的时间来计算传感器到被测物体的距离。 工作特点：采用 SMD 技术，提高仪器的可靠性，自动功率调整，增益控制、温度补偿。 先进的检测技术，丰富的软件功能适应各种复杂环境。 采用新型的波形计算技术，提高仪表的测量精度。 具有干扰回波的抑制功能 ， 保证测量数据的真实。 16 位 D/A 转换，提高电流输出的精度和分 辨率。 传感器采用四氟乙烯材料，可用于各种腐蚀性场合，多种输出方式：可编程继电器输出、高精度 4～ 20mA 电流输出、 RS485 数字通信输出等方式可供选择。 9 图 超声波液位计选型 设计中 选用二线制输出型 液位计 ，其参数如下： 量程： 0～ 1 20m 精度： % 盲区： ～ 温度： 20℃ ～ +55℃ 电源： 24VDC 控制： 无 输出： 4～ 20mA 二线制 防护等级： IP65 显示方式： 4 位 LCD 二、 投入式液位传感器 投入式液位传感器是将传感器的探头投入液体中。 利用处于一定深度时液体会产生一定的压强这个基本原理制成的。 其示意图如图 34 所示。 10 图 34 水位计示意图 图 传感器功能模块图 具体的来说是 :传感头根据水中的压力与空气中的压力差，传感头把水位的高度 变换成压力差，再把压力差转换成微弱的电信号，该微弱的电信号经放大器放大后送 A/D 变换器，单片机采集数字信号经运算处理后， 输出的水位高度用数码管来显示，同 时输出对应的输出信号。 其内部的功能模块图如图 35。 7 8 0 9A / D 转 换 器放 大 电 路检 测 电 桥传 感 探 头+ 6 V 6 V放 大 及 变 换电 流 输 出数 码 管 显 示单片机振 荡 器E P R O M 11 液位检测装置的选择 上述两种液位传感器是基于不同的工作原理设计和制造出来的，分别适应于不同 的工作场所。 当然，有些场所可以使用两种当中的任何一种，也可以同时使用在同一个被检测对象 (水仓 )。 一、 两种液位传感器的比较 投入式液位传感器的特点在于 : ① 制造成本相对于超声波液位传感器较为低廉 : ② 量程比较小 (5 — 10 米 )，但一般能满足测量水仓水位的要求 : ③ 性能受到被检测介质物理性质 (如液体有固体沉积或粘稠 )的影响 ； ④ 测量工作不受空气中的悬浮成分如粉尘、浓烟等的影响 相对而言，超声波液位传感器的特点在于 : ① 超声波传播会受到空气中粉尘的影响 ； ② 超声波水位传感器的测量量程大 ； ③ 超声波水位传感器属于非接触式传感器，性能不受被检测介质的影响 ； ④ 制造成本比较高。 二、 水位检测装 置 的选择 由于煤矿井下的排水系统重要的安全地位，而水位传感器是整个排水系统的嗅觉 器官。 也就是说，一旦水位传感器失灵，后面的排水硬 件和响应软件设置的再好都无法启动。 所以，合理设计水位传感也是很重要的。 在水位检测装置的选择上，至少选择两个水位传感器来提高水位检测装置的可靠 性。 一般选择一个超声波液位传感器与一个投入式液位传感器相结12 合的方法来检测水位。 但是由于超声波液位传感器不能用在过于狭小的空间内，当条件不具备时，也可以使用两个投入式传感器来检测水位。 13 第三章 基于 PLC 的井下自动排水系统总体 设计 控制系统总体结构 系统采用现场层 (远程 IO),控制层 (PLC)和管理层 (工业计算机 )组成的三级控制系统来实现排水系统的自动控制。 工 业计算机利用友好人机界面实现人机对话和远程监控功能， PLC 作为控制器完成逻辑处理和控制任务，远程 IO 实现现场数据的采集和上传。 控制系统总体结构如图所示。 1井 井 井 井 井井 井井 井 井 井P L C 井 井 井井 井井 井 井 井 井P R O F I B U S D P4 8 5井 井 井 井 井 井 井井 井 井 井 井 井 井井 井 井 井 井 井 井井 井 井 井 井井 井 井 井井 井 井 井图 系统总体结构 基于 PLC 的 矿井主 排水控制系统设计 系统由 PLC（ 可编程逻辑控制器 ）、触摸屏、检测部分（模拟量和开关量14 采集）和执行部分等组成，其硬件结构如图 42 所示。 模拟量输入模块数字量输出模块真 空 泵 球 阀到 位 信 号声 光 报 警1 高 压 柜综 保 单 元R S 4 8 5数字量输入模块1 远 程 扩 展 模 块数 字 量 输 入 模 块 数 字 量 输 出 模 块真 空 泵 控 制模 拟 量 输 入 模 块温度巡检仪球阀到位信号闸阀到位信号就地控制命令流量传感器压力传感器负压传感器球阀控制电动闸阀控制水泵高压柜控制R S 4 8 5P R O F I B U S D P触 摸 屏声光报警主CPU模块4 远 程 扩 展 模 块水 位 传 感 器4 高 压 柜综 保 单 元图 42 排水控制系统硬件结构图 PLC 的主要特点 PLC（ Programmable Logic Controller） ，即 可编程逻辑控制器 ， 定义是 ：。