1、本 科毕业论文（设计）论文（设计）题目：煤矿自动排水控制系统设计（流量 90 m3/h，扬程 100m）贵州大学本科毕业论文（设计）贵州大学本科毕业论文（设计）诚信责任书本人郑重声明：本人所呈交的毕业论文（设计） ，是在导师的指导下独立进行研究所完成。毕业论文（设计）中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。特此声明。论文（设计）作者签名： 陈明荣 日 期： 2011 年 6 月 7 日 贵 贵州大学本科毕业论文（设计） 第 I 页目 录摘 要 .IVAbstract .V第一章 前 言 .11.1 排水在煤炭开采中的作用 .11.2 国内外煤矿排水的发展概况及其存在
2、的问题 .11.3 毕业设计目的和意义 .21.4 指导思想 .21.5 本设计要完成的主要任务 .3第二章 排水系统设计 .42.1 排水方案的确定 .42.2 管材的选择及排水系统水力计算 .52.2.1 管材的选择 .52.2.2 排水系统的水力计算 .62.3 水泵选型 .82.3.1 选泵的依据 .82.3.2 选泵原则 .82.3.3 水泵选型 .92.4 水泵安装基础设计 .102.5 水泵安装设计 .112.6 水泵房设置及排水设备的布置 .122.6.1 水泵房设置 .122.6.2 排水设备的布置 .13第三章 主电路设计 .153.1 电气负载计算及启动方案选择 .153
3、.1.1 电流计算 .153.1.2 启动方案选择 .153.2 电气元件选型 .16贵 贵州大学本科毕业论文（设计） 第 II 页3.3 主回路设计 .183.4 电动阀门电路设计 .19第四章 控制回路设计 .214.1 PLC 控制回路元件选型及其接线设计 .214.1.1 控制部分电气元件选型 .214.1.2 PLC 接线设计及 I/O 分配表 .214.2 可编程序控制器（PLC）选型设计 .234.2.1 PLC 触点数统计统 .244.2.2 存储器容量的估算 .244.2.3 控制功能的选择 .244.2.4 机型的选择 .264.3 水位控制计的设计 .294.4 PLC
4、编程 .304.5 触摸屏设计 .31第五章 排水设备的安装与调试 .355.1 水泵的安装 .355.1.1 钢筋混凝土基础的设置 .355.1.2 IS80-50-315 卧式离心水泵安装 .355.1.3 检测、调整及润滑 .355.1.4 水泵机组的试运行 .365.1.5 具体操作要求 .365.2 电气设备的安装 .365.3 管道试压、绝缘测试与试运行 .375.3.1 管道试压 .375.3.2 绝缘测试 .375.3.3 试运行 .375.4 PLC 程序的调试 .375.4.1 信号调试 .375.4.2 系统调试 .38贵 贵州大学本科毕业论文（设计） 第 III 页5.
5、5 触摸屏的调试 .38第六章 结论 .39参 考 文 献 .40致 谢 .41附录 A 毕业设计图纸 .42附录 B PLC 梯形图程序 .42贵 贵州大学本科毕业论文（设计） 第 IV 页煤矿自动排水控制系统设计（流量 90 m3/h，扬程 100m）摘 要我国是以煤炭为主要能源的国家，在煤矿类型中，有露天煤矿，也有深井煤矿。为了开采安全，在开采过程中，尤其是深井煤矿，必须排除大量从煤层中涌出来的水。在分析确定涌水量的情况下，采用什么样的排水系统、排水方案，怎么利用好自动控制的技术，实现煤矿自动排水，减少人员值守时间，确保煤矿生产安全是本设计的主要目的。因此，煤矿排水系统在煤矿安全生产中有
6、着举足轻重的作用，它主要负责排除煤矿矿井中的聚集水，是煤矿安全生产的重要保障。能否及时有效地将井下聚集水排出，关系着矿井煤炭的开采，关系着矿井中施工人员的生命安全。本设计的主要内容为：流量为 90 ，扬程为 100 的煤矿排水系统的设计，及hm/3m其主电路、控制回路以及水位控制系统的设计，调试方案的设计，以及编写设计计算说明书。关键词：煤矿，排水系统，自动控制，设计贵 贵州大学本科毕业论文（设计） 第 V 页Coal automatic drainage control system design(flow for 90 m3 / h, head for the 100m)AbstractO
7、ur country is the main source of energy coal country, in coal mine type, have open coal mine, also has deep coal mines. In order to mining safety, in mining process, especially well, must eliminate a large number of coal seam gushed out from the water in. In the analysis to identify the circumstance
8、s, yield drainage systems, adopt what kind of drainage scheme, how to make good use of automatic control technology to realize the automatic drainage, reduces the personnel coal substation time, ensure safety production in coal mine is the main purpose of this design.Therefore, the mine drainage sys
9、tem in coal mine safety production has a pivotal role, it mainly responsible for exclusion of coal mine water, is gather the important guarantee of safety production in coal mine. Can effectively and timely no-flow periods will gather in underground coal mining in relation to the mine pit, relate to
10、 the life safety of construction personnel.The design of the main content is: flow for 90m3 / h, head of coal mine drainage system for 100m, and the design of main circuit, control circuit and water level control system design, commissioning scheme design, as well as the preparation of design calcul
11、ation specification.Keywords: Coal mine, drainage system, automatic control, design贵州大学本科毕业论文（设计） 第 1 页第一章 前 言1.1 排水在煤炭开采中的作用改革开放 30 多年以来，我们国家在科学技术、信息技术方面都取得了迅猛发展，各行各业也发生了翻天覆地的变化，给排水也同样取得了革命性的发展。众所周知，我们国家是一个以煤炭为主要能源的发展中大国，对能源的需求量很大，确保煤炭产量的稳定对我们来说是相当的重要。然而，煤矿排水是整个煤炭生产过程中一个非常重要的环节，做好煤矿排水工作，就是为煤炭生产过程打下
12、安全的基础。在所开采的煤矿类型中，有露天煤矿，也有深井煤矿，在开采过程中，为了开采的安全，尤其是深井煤矿，必须排除大量从煤层中涌出来的水。在煤矿矿井中由于涌水聚集而存在大量的水，这就严重影响煤炭的正常开采，甚至导致矿井坍塌，所以我们必须利用把这些涌出水汇聚到一个水仓中，利用排水系统将其排出矿井。因此，排水在煤矿开采中有着至关重要的作用。1.2 国内外煤矿排水的发展概况及其存在的问题在国内外煤矿排水系统中，目前大多数采用继电器进行控制。一方面，这种排水系统可靠性差、自动化程度不高、安全系数低；另一方面，由于排水器械功率较大，频繁启动会对电网造成很大的冲击，从而影响了煤矿的正常供电；其次，在水泵等
13、启动时，噪音及震动比较大，这就缩短了排水设备的使用寿命。所以说这种排水方式效率低、工作人员劳动强度大、而且误操作比较多，是一种传统而且落后的排水方法。自动排水系统就克服了这些缺点，能够节省大量的人力。它以系统安全、可靠、先进为原则，既能利用数字技术实现在安全生产指挥调度中心对井下排水系统泵房的所有设备进行网络监视和控制，又能做到泵房无人值守、而设备却安全可靠地运行。在这样的科技与信息时代，煤矿排水系统的控制精度将会越来越高，而工作人员劳动强度也会越来越低。煤炭工业将在大力提高机械化，自动化水平的基础上充分利用计算机及通信等现代信息技术，加速实现煤炭工业的信息化，以达到信息资源共享，贵州大学本科
14、毕业论文（设计） 第 2 页提高煤矿管理水平的目的。所以说，煤矿排水正在逐步向自动化、智能化和信息化迈进。1.3 毕业设计目的和意义毕业设计是大学阶段学习中一个至关重要的实践环节。具体来说，它是一个总结、深化和拓展本科阶段学习的基础知识的重要过程；是对学习、研究以及实践成果的一次全面总结；是对工程实践能力与综合素质的培养效果的一次全面检查；是实现从学校的理论学习到岗位实践工作的过度环节。毕业设计强化了我们对技能和基本知识的掌握和理解，培养了我们收集资料、查阅资料、研究和总结资料的能力，提高了我们比较、分析和论证设计方案的能力，理论分析与设计计算能力，提高了计算机应用绘图的能力以及编写控制程序的
15、能力。通过本次毕业设计，相信在以后的学习工作中我能将所学的理论知识与生产实践进一步相结合。毕业设计也是实现高等教育培养研究型复合性人才的目标，是高等教育必不可少的实践环节，是实践教学的最后一步也是相当重要的一步。通过毕业设计强化我们对基本理论知识和基本实践技能的理解与掌握，培养我们查阅资料、和分析研究资料的能力在。在大学期间，我们主修的是机械设计制造及其自动化，由于在进行煤矿自动排水控制系统的设计中，涉及到多种排水方案的选择。在这个过程中，要运用到许多新的知识，比如说建筑给排水工程的知识，ONRON PLC的编辑、触摸屏的选型和设计等，它培养我们综合运用基础知识的能力，更重要的是培养了我们学习
16、新知识的能力，我们更好地掌握资料的收集和分析、相关标准和规范的选择和运用；掌握给高楼供水工程管网的布置和水力计算、设计方案的选型、图纸的绘制以及设计说明书的编制等全过程。另外对培养我们独立思考问题，发现问题和解决问题的能力，为今后工作做好技术储备，都具有十分重要意义。纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行，对任何一套理论知识的学习，如果不能让其为社会生产而服务，转化为社会生产力，一切都是纸上谈兵，通过这次毕业设计，使我们认识到将理论知识应用到生产实践的重要性。通过这次设计，使我对给水排水工程，尤其是煤矿排水自动控制工程有了更深入的了解和认识贵州大学本科毕业论文（设计） 第 3 页1.4 指导思想为适应
17、高等教育培养运用型与研究型的复合型人才的特点，毕业设计在高等教育的实践教学环节中是非常重要的。在煤矿自动排水控制系统设计中我们要本着结合行业、深入企业、贯穿工作岗位的实际需要，不能纸上谈兵，要符合煤矿的生产技术要求，根据国内目前的煤矿排水系统的现状，拟定符合实际的设计方案。通过设计，以培养我们发现问题和解决实际问题的能力，增强对就业岗位的适应性。在设计过程中，要认真设计，独立完成，遇到不懂的自己查阅资料，或者向指导老师请教。只有在掌握了充分的理论知识才能完成一个良好的设计。在设计时，只有经过每一步准确的计算和核定，保证了参数的准确性，才能保证设备的正确设计和型号的正确选择，进而保证系统工作的可
18、靠性，安全性。本设计以以上为指导思想。1.5 本设计要完成的主要任务在这次毕业设计中，主要完成以下任务。1.排水系统设计，包括排水方案确定，排水管路计算及水泵选型，水泵安装图设计，水泵基础设计。方案的选择是设计的第一步，在方案选择时，由于是在井下，除了要保证整个系统中排水设备占用的空间足够小，还要有足够的空间方便进行维修。要让维修方便，就必须要保证好机组间的距离，太大了占用空间，太小了又不方便工人维修，一般间距设置在 之间。m0.17.2. 主电路设计：电动机选型计算及启动方案选择，短路、过载保护设计计算。主回路的设计，电路的各种保护功能应该齐全，电动机选型合理，功率太小无法排水，太大则不节能，功率损失大。 3. 控制回路设计：可编程序控制器选型设计，触摸屏选型，软件程序设计。电器部分的设计是这次设计的核心部分，要注意电器的正确选型，有三个变化量：水位高低，涌水量和排水量。为了使系统达到在最佳节能方式下工作，必须使涌水量等于排水量。
