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礦井水位過程控制系統(tǒng)實驗裝置
一、產(chǎn)品概述
礦井水位過程控制系統(tǒng)實驗裝置是針對目前各大、中型煤礦井的井涌水量變化導(dǎo)致礦井積水水位變化不定的情況，本企業(yè)研制了礦井水位過程控制系統(tǒng)實驗裝置。由于地下涌水量變化的隨機性和危險性，要求有一定規(guī)模的礦井必須配備有大型的排水解決方案，本實驗臺是將大型的礦井水位自動控制系統(tǒng)進行功能上的再現(xiàn)，模擬現(xiàn)場安全水位自動控制，通過使用本裝置，能讓學(xué)生了解現(xiàn)場控制的各種環(huán)節(jié)。
二、系統(tǒng)特點
1. 帶有水位超高報警電磁閥自動排水的保護功能，以保證帶電設(shè)備的用電安全
2. 使用三路動力系統(tǒng)模擬工業(yè)現(xiàn)場的三臺大功率水泵，可以實現(xiàn)對停排水位、低水位、中水位、高水位以及報警水位等階段的全過程自動模擬
3. 具有完善的報警系統(tǒng)，能逼真的模擬工業(yè)現(xiàn)場的各種情況，如礦井液位、泵轉(zhuǎn)速及電機溫度的檢測信號故障報警，低水位、高水位以及超高水位的聲光同步報警、優(yōu)先級報警，報警復(fù)位和報警禁止復(fù)位等功能
4. 具有對電機溫度和轉(zhuǎn)速實現(xiàn)全程監(jiān)控的功能
5. 具有模擬礦井涌水量大小變化的上位水箱系統(tǒng)，通過改變兩路出水閥開度可以調(diào)節(jié)到控制所需水量大小的流量
6. 具有外部系統(tǒng)手自動切換和PLC系統(tǒng)手自動切換控制功能，三路水泵具有全狀態(tài)（手自動狀態(tài)）全程指示功能
7. 水位自動控制系統(tǒng)具有模擬工業(yè)現(xiàn)場控制先開先停的“倒泵”功能
三、技術(shù)性能
1.輸入電壓：三相四線（或五線）制380V±10% 50Hz
2.工作環(huán)境：環(huán)境溫度范圍為-5℃～＋40℃ 相對濕度＜85%（25℃） 海拔＜4000m
3.具有漏電流和漏電壓保護功能
四、系統(tǒng)組成
本套系統(tǒng)將現(xiàn)場對象系統(tǒng)和控制結(jié)合為一體，在操作對象系統(tǒng)的同時，可以就地查看顯示儀表的相關(guān)信息。
1. 被控對象（不銹鋼框架）：
2. 不銹鋼圓筒型封閉容器：1套，模擬礦井涌水量大小的不銹鋼大容量容器
3. 不銹鋼儲水箱：1套，模擬礦井水位的不銹鋼大容量容器
4. 動力系統(tǒng)：兩路AC380V工頻恒壓泵與一路AC220V變頻調(diào)速泵，完成排水功能
5. 管路和手動閥門：采用Ф16mm和Φ20mm不銹鋼復(fù)合管，手動閥門采用優(yōu)質(zhì)銅球閥
6. 電磁閥：1套，完成超高水位的自動排水功能，保護用電設(shè)備的安全
7. 壓力變送器：1套，主要起到對儲水箱進行液位測量的作用，并通過PLC的信號采集送至計算機監(jiān)控界面進行顯示
8. Pt100溫度傳感器：1套，主要測量變頻調(diào)速電機的溫度，并通過溫度變送器及PLC的信號采集送至計算機監(jiān)控界面進行顯示
9. 轉(zhuǎn)速傳感器：1套，主要對變頻調(diào)速電機的轉(zhuǎn)速進行測量，并通過PLC的信號采集送至計算機監(jiān)控界面進行顯示
10. 控制箱：控制箱電源控制部分包含：三相漏電保護斷路器、漏電壓保護器、三相電源指示燈、三相線電壓表、狀態(tài)顯示燈、各種操作開關(guān)旋鈕、各種報警信號燈和報警蜂鳴器等器件
11. 變頻器：1套，采用三菱變頻器，主要對電機進行變頻調(diào)速
12. S7-200PLC以及PLC的接線排：西門子S7-200PLC采用了CPU224主機（帶14路開關(guān)量輸入/10路繼電器開關(guān)量輸出）和EM235模塊（4路模擬量輸入/1路模擬量輸出）
13. 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)流程圖如下：
五、實驗項目
1.裝置的結(jié)構(gòu)組成和系統(tǒng)認識
2.控制系統(tǒng)的功能介紹
3.水位手動控制系統(tǒng)
4.水位自動控制系統(tǒng)
5.水位定值控制系統(tǒng)
6.實時數(shù)據(jù)庫組態(tài)實驗
7.圖形動畫、報表、曲線、報警組態(tài)
8.設(shè)備通訊組態(tài)
9.腳本程序應(yīng)用組態(tài)
礦井水位過程控制系統(tǒng)實驗裝置是針對目前各大、中型煤礦井的井涌水量變化導(dǎo)致礦井積水水位變化不定的情況，本企業(yè)研制了礦井水位過程控制系統(tǒng)實驗裝置。由于地下涌水量變化的隨機性和危險性，要求有一定規(guī)模的礦井必須配備有大型的排水解決方案，本實驗臺是將大型的礦井水位自動控制系統(tǒng)進行功能上的再現(xiàn)，模擬現(xiàn)場安全水位自動控制，通過使用本裝置，能讓學(xué)生了解現(xiàn)場控制的各種環(huán)節(jié)。
1. 帶有水位超高報警電磁閥自動排水的保護功能，以保證帶電設(shè)備的用電安全
2. 使用三路動力系統(tǒng)模擬工業(yè)現(xiàn)場的三臺大功率水泵，可以實現(xiàn)對停排水位、低水位、中水位、高水位以及報警水位等階段的全過程自動模擬
3. 具有完善的報警系統(tǒng)，能逼真的模擬工業(yè)現(xiàn)場的各種情況，如礦井液位、泵轉(zhuǎn)速及電機溫度的檢測信號故障報警，低水位、高水位以及超高水位的聲光同步報警、優(yōu)先級報警，報警復(fù)位和報警禁止復(fù)位等功能
4. 具有對電機溫度和轉(zhuǎn)速實現(xiàn)全程監(jiān)控的功能
5. 具有模擬礦井涌水量大小變化的上位水箱系統(tǒng)，通過改變兩路出水閥開度可以調(diào)節(jié)到控制所需水量大小的流量
6. 具有外部系統(tǒng)手自動切換和PLC系統(tǒng)手自動切換控制功能，三路水泵具有全狀態(tài)（手自動狀態(tài)）全程指示功能
7. 水位自動控制系統(tǒng)具有模擬工業(yè)現(xiàn)場控制先開先停的“倒泵”功能
三、技術(shù)性能
1.輸入電壓：三相四線（或五線）制380V±10% 50Hz
2.工作環(huán)境：環(huán)境溫度范圍為-5℃～＋40℃ 相對濕度＜85%（25℃） 海拔＜4000m
3.具有漏電流和漏電壓保護功能
四、系統(tǒng)組成
本套系統(tǒng)將現(xiàn)場對象系統(tǒng)和控制結(jié)合為一體，在操作對象系統(tǒng)的同時，可以就地查看顯示儀表的相關(guān)信息。
1. 被控對象（不銹鋼框架）：
2. 不銹鋼圓筒型封閉容器：1套，模擬礦井涌水量大小的不銹鋼大容量容器
3. 不銹鋼儲水箱：1套，模擬礦井水位的不銹鋼大容量容器
4. 動力系統(tǒng)：兩路AC380V工頻恒壓泵與一路AC220V變頻調(diào)速泵，完成排水功能
5. 管路和手動閥門：采用Ф16mm和Φ20mm不銹鋼復(fù)合管，手動閥門采用優(yōu)質(zhì)銅球閥
6. 電磁閥：1套，完成超高水位的自動排水功能，保護用電設(shè)備的安全
7. 壓力變送器：1套，主要起到對儲水箱進行液位測量的作用，并通過PLC的信號采集送至計算機監(jiān)控界面進行顯示
8. Pt100溫度傳感器：1套，主要測量變頻調(diào)速電機的溫度，并通過溫度變送器及PLC的信號采集送至計算機監(jiān)控界面進行顯示
9. 轉(zhuǎn)速傳感器：1套，主要對變頻調(diào)速電機的轉(zhuǎn)速進行測量，并通過PLC的信號采集送至計算機監(jiān)控界面進行顯示
10. 控制箱：控制箱電源控制部分包含：三相漏電保護斷路器、漏電壓保護器、三相電源指示燈、三相線電壓表、狀態(tài)顯示燈、各種操作開關(guān)旋鈕、各種報警信號燈和報警蜂鳴器等器件
11. 變頻器：1套，采用三菱變頻器，主要對電機進行變頻調(diào)速
12. S7-200PLC以及PLC的接線排：西門子S7-200PLC采用了CPU224主機（帶14路開關(guān)量輸入/10路繼電器開關(guān)量輸出）和EM235模塊（4路模擬量輸入/1路模擬量輸出）
13. 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)流程圖如下：
五、實驗項目
1.裝置的結(jié)構(gòu)組成和系統(tǒng)認識
2.控制系統(tǒng)的功能介紹
3.水位手動控制系統(tǒng)
4.水位自動控制系統(tǒng)
5.水位定值控制系統(tǒng)
6.實時數(shù)據(jù)庫組態(tài)實驗
7.圖形動畫、報表、曲線、報警組態(tài)
8.設(shè)備通訊組態(tài)
9.腳本程序應(yīng)用組態(tài)
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