關(guān)于離心泵開題報(bào)告

　　離心式水泵的工作原理是是靠葉輪產(chǎn)生的真空把水從下面吸上來再打到高處，如果泵體內(nèi)沒水的話，真空形不成，那水就吸不上來了，如果液位高于水泵，可以利用自灌的方式把水引入泵體內(nèi)，不然也需要灌水。知道它的原理就好設(shè)計(jì)論文的開題了。

　　論文題目《排水泵房自動控制設(shè)計(jì)》

　　摘要：為了提高傳統(tǒng)水泵房控制方式的不足，實(shí)時(shí)監(jiān)控泵房各設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，設(shè)計(jì)了基于PLC的排水泵房自動排水監(jiān)控系統(tǒng)，分析了系統(tǒng)的構(gòu)成和控制軟件的編制。該系統(tǒng)采用西門子PLC作為控制器，通過檢測部件等系統(tǒng)自動檢測液位和其他參數(shù)，對水泵的運(yùn)行進(jìn)行自動化控制，并將數(shù)據(jù)傳到上位機(jī)中，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程檢測。

　　關(guān)鍵詞: 水泵，PLC，自動控制

　　1研究背景

　　1.1課題來源

　　我國排水泵房控制系統(tǒng)仍由很多依靠傳統(tǒng)的人工操作方式，而傳統(tǒng)的自動控制大多為常規(guī)的繼電器帶動接觸器控制，其控制器通常為電位器之類，是基于電氣原理的純電氣自動控制，屬于模擬控制方式。如一位式的模擬控制方式，這種控制方式精度低，可靠性差，除了一些精度要求不高的場合外，現(xiàn)階段一般很少采用。

　　隨著集成技術(shù)的迅猛發(fā)展，以微處理器為核心的單片機(jī)、PLC、工控機(jī)迅速滲透到工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域，產(chǎn)生了計(jì)算機(jī)自動控制。計(jì)算機(jī)自動控制的控制器是各種類型的計(jì)算機(jī)(包括單片機(jī)、工控機(jī)及PLC等)，其最大的優(yōu)點(diǎn)是控制器能夠存儲并辨識特殊的語言(程序)，根據(jù)程序的控制思想發(fā)出各種指令，控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動作，使被控制量滿足系統(tǒng)的要求。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)就是將落空的排水泵控制系統(tǒng)進(jìn)行改造，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)對水泵實(shí)行自動控制和狀態(tài)檢測。

　　1.2研究目的、意義和任務(wù)

　　從排水泵房控制系統(tǒng)比較落后，完全是人為手動控制的現(xiàn)狀來看，它十分需要增加一套控制系統(tǒng)，從而減輕操作人員工作量，優(yōu)化運(yùn)行，延長系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行壽命。本課題就是設(shè)計(jì)一控制系統(tǒng)來解決以上問題。本系統(tǒng)在設(shè)計(jì)的時(shí)候是以某工程排水泵排水系統(tǒng)為藍(lán)本進(jìn)行設(shè)計(jì)的。但本系統(tǒng)的使用并不局限于某工程排水泵排水系統(tǒng)。

　　本課題主要的任務(wù)是設(shè)計(jì)檢測部分、控制部分和網(wǎng)絡(luò)(控制器和微機(jī)通訊)部分，通過檢測部分檢測主水倉、補(bǔ)水倉液位和各泵的`運(yùn)行參數(shù)，并送至控制器中，通過控制器實(shí)現(xiàn)電動控制或自動控制。并且將數(shù)據(jù)傳到地上控制室的上位機(jī)中，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程檢測。

　　2 文獻(xiàn)綜述

　　目前，許多工廠的排水系統(tǒng)還采用人工控制，水泵的開停及選擇切換均人工完成，完全依賴于工人的工作態(tài)度和責(zé)任心，同時(shí)人工控制也無法準(zhǔn)確預(yù)測水位的增長速度，做不到根據(jù)水位和其他參數(shù)在用電的風(fēng)谷期自動開停水泵，這將嚴(yán)重影響工廠自動化管理水平和經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也容易由于人為因素造成安全隱患。

　　2.1控制系統(tǒng)總體概述

　　本套系統(tǒng)設(shè)計(jì)控制分為三部分：

　　現(xiàn)場手動控制

　　地下控制室電動控制

　　地上主控制室遠(yuǎn)程檢測

　　通過傳感器對主水倉液位的檢測，來自動判斷啟動幾臺水泵進(jìn)行排水(自動檢測控制)，或由人為地選擇啟動幾臺水泵進(jìn)行排水(電動控制或手動控制)。同時(shí)也類似地控制水泵的停止。在水泵運(yùn)行的過程中對水泵的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，如壓力、流量、溫度、轉(zhuǎn)速、負(fù)壓。出現(xiàn)故障時(shí)進(jìn)行報(bào)警，若出現(xiàn)嚴(yán)重故障時(shí)，則立即停止水泵，并報(bào)警。并且把所檢測到的所有數(shù)據(jù)傳到地上主控制室內(nèi)的上位機(jī)中。

　　2.2系統(tǒng)控制要求

　　2.2.1 整體要求：

　　1、實(shí)現(xiàn)以下控制：

　　手動控制、電動控制、自動監(jiān)測控制

　　手動控制時(shí)要能自動切斷電動控制和自動控制;自動控制時(shí)要能自動切斷手動控制和自動控制;自動控制時(shí)要能自動切斷手動控制和電動控制。

　　2、電動控制：根據(jù)所要起動的泵來自動決定閥的開閉，只需人為的來決定起動或停止哪臺泵。

　　3、自動檢測控制：不需人為的介入，根據(jù)主水倉的液位自動實(shí)現(xiàn)泵的啟動、運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)檢測、泵的停止及故障診斷報(bào)警。

　　2.2.2 具體要求：

　　1、現(xiàn)場手動控制/非手動控制轉(zhuǎn)換(非手動控制包括電動控制和自動檢測控制)，電動控制/自動檢測控制轉(zhuǎn)換

　　2、現(xiàn)場手動控制直接經(jīng)過電控部分控制，而電動控制/自動檢測控制則經(jīng)過控制器來控制

　　3、自動檢測控制實(shí)現(xiàn)水泵的自動起動：

　　(1)根據(jù)水位信號，確定要起動水泵的臺數(shù)和哪臺水泵起動;

　　(2)關(guān)閉要起動水泵的排水閥，并確定排水管路及各分配閥的開關(guān)狀態(tài);

　　(3)開啟真空泵;打開真空泵與水泵連接的排氣閥(;水泵開始排氣，并檢測水泵吸入口的負(fù)壓信號;

　　(4)當(dāng)吸入口負(fù)壓信號到達(dá)預(yù)定值時(shí)，起動水泵(降壓啟動，由電控實(shí)現(xiàn));打開排水閥，關(guān)閉真空泵與水泵連接的排氣閥，關(guān)掉真空泵，水泵進(jìn)入正常排水運(yùn)行。

　　在地下控制室內(nèi)要實(shí)時(shí)地顯示所投入運(yùn)行的水泵。

　　4、水泵運(yùn)行時(shí)的參數(shù)監(jiān)控：

　　水泵進(jìn)入正常排水運(yùn)行時(shí)，檢測水泵運(yùn)行的參數(shù)有：

　　(1)、水位信號

　　(2)、水泵的排水壓力信號

　　(3)、水泵吸入口的負(fù)壓信號

　　(4)、水泵的流量信號

　　(5)、水泵的轉(zhuǎn)速信號

　　(6)、水泵軸承的溫度信號

　　在地下控制室內(nèi)要實(shí)時(shí)地顯示所投入運(yùn)行的水泵以上參數(shù)及主水倉液位。并把這些參數(shù)傳到地上控制室的上位機(jī)中。

　　5、自動檢測控制實(shí)現(xiàn)水泵的自動停止：

　　(1)、根據(jù)水位信號，確定停止水泵臺數(shù)和停哪臺水泵;

　　(2)、切斷要停止水泵的電源，關(guān)閉排水閥;

　　(3)、根據(jù)水位信號，當(dāng)水位低于最低水位時(shí)，停止最后一臺水泵，步驟同上。

　　(4)、水泵全部停止后，系統(tǒng)處于自動監(jiān)控狀態(tài)，隨時(shí)準(zhǔn)備起動。

　　6、搶險(xiǎn)排水：

　　(1)當(dāng)水位信號超過警戒水位時(shí)(井底水平高度)，所有水泵全部開動(起動程序同上，逐臺起動，防止起動電流過大);

　　(2)隨著水位信號的逐淅下降，當(dāng)水位信號低于安全警戒線時(shí)，逐步停掉部分水泵(停止程序同上);

　　(3)當(dāng)水位信號低于最低水位時(shí)，停掉所有水泵(停止程序同上)，系統(tǒng)處于自動監(jiān)控狀態(tài)，隨時(shí)準(zhǔn)備起動。

　　7、水泵運(yùn)行的故障診斷及故障報(bào)警

　　(1)、水泵不吸水(真空信號);

　　(2)、流量小(真空信號，壓力信號);

　　(3)、水泵不上水(壓力信號、流量信號);

　　(4)、轉(zhuǎn)速變化大(轉(zhuǎn)速信號、壓力信號、流量信號);

　　(5)、軸承過熱(溫度信號);

　　(6)、內(nèi)部聲音異常，可能原因是流量大，吸入高度過大，吸入處有空氣滲入，所吸入的液體溫度過高。(流量信號、負(fù)壓信號、溫度信號)。

　　出現(xiàn)以上故障，及時(shí)報(bào)警通知操作人員;嚴(yán)重故障時(shí)，報(bào)警并停止出現(xiàn)故障的水泵。

　　3 設(shè)計(jì)方案

　　3.1 手動控制方案的確定

　　1.現(xiàn)場手動控制直接經(jīng)過電控部分來分別控制各個(gè)元件，其所需開關(guān)有：

　　·現(xiàn)場手動控制/非手動控制轉(zhuǎn)換開關(guān)

　　·各水泵起動/停止開關(guān)

　　·各水泵排氣閥、排水閥、分配閥打開/關(guān)閉開關(guān)

　　2.輸出開關(guān)量有：

　　·各閥開啟信號燈

　　3.2 系統(tǒng)電動控制/自動檢測控制方案的確定

　　根據(jù)現(xiàn)場具備的條件及系統(tǒng)的控制要求，得到泵房控制系統(tǒng)的控制I/O點(diǎn)配置及參數(shù)顯示，主要包括：

　　1、輸入開關(guān)量：

　　·電動控制/自動檢測控制模式選擇開關(guān)

　　·顯示各泵參數(shù)按鍵

　　·泵控制按鈕

　　2、輸入模擬量：

　　·輸入溫度

　　·輸入負(fù)壓

　　·輸入壓力

　　·輸入液位

　　·輸入轉(zhuǎn)速

　　·輸入流量

　　3、輸出開關(guān)量：

　　·真空泵、主水泵電機(jī)起停

　　·電磁閥/電動閥開關(guān)

　　·手動模式信號燈

　　·電動模式信號燈

　　·自動模式信號燈

　　·故障報(bào)警燈

　　現(xiàn)場控制由PLC控制網(wǎng)絡(luò)組成，第一臺PLC檢測主水倉、補(bǔ)水倉的液位、控制3臺水泵、并控制第二臺PLC，第二臺PLC控制4、5、6泵;地上控制室由一臺上位機(jī)組成，主要接收井下控制室傳上來的主水倉液位及各臺泵的運(yùn)行參數(shù)。

　　4 進(jìn)度安排

　　2011年8月1日—2011年9月1日 查閱文獻(xiàn)資料并撰寫開題報(bào)告

　　2011年9月2日—2011年9月30日 完成工藝及失效分析研究

　　2011年10月1日—2011年10月31日 撰寫論文

　　2011年11月1日—2011年11月30日 論文定稿，準(zhǔn)備答辯

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