矿井水处理系统设计
目录
引言 1
一、电气自动化在矿井水处理系统的应用 2
二、西门子PLC及变频器的简介 2
（一）西门子PLC的简介及部分参数意义 2
（二）西门子变频器的应用及内部结构图 2
三、矿井水处理系统设计方案 3
（一）矿井水处理系统运行要求 3
（二）矿井水处理系统设计 4
（三）矿井水处理系统各电气柜设备容量设计 8
四、矿井水处理系统电气柜制作 8
（一）矿井水处理系统电气柜接线工艺 8
（二）矿井水处理系统电气柜虚拟调试 14
五、矿井水处理系统电气柜故障与维修 15
（一）电气柜中接触器不吸合故障查故与维修 15
（二）西门子变频器的故障原因与对策 15
总结 17
致谢 18
参考文献 19
附录一 20
附录二 20
引言
近些年，电气自动化技术与其他科学技术相结合，显示出旺盛的生命力，在各个行业各个领域都有电气自动化技术的应用。电气自动化技术在这些行业中的应用极大的提高了生产管理效率，降低了生产管理成本，促进了生产与管理水平的提高。
伴随着城市化进程的加化，采矿区的用水量急剧增加，为了有利的保护人们的生活环境，近些年，国家加大了矿井水处理厂的建设，控制水体污染，实现矿井水的循环利用。为了实现矿井水处理的环保性，为了适应不断增加的矿井水排放量，在很多矿井水处理厂选择了使用电气自动化处理线，电气自动化控制矿井水处理线可以提高矿井水处理厂的处理能力，可以降低处理的运行费用，提高处理效率。因此，让矿井水处理厂实行电动化处理过程，无论是社会效益还是经济效 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
益、生态效益都能取得明显的收益。
矿井水处理系统是矿厂重要设备之一。目前被广泛应用在矿厂的污水处理工程。随着当前科学技术的不断发展和地球坏境的不断恶化，它为节约水资源，资源循环利用起着举足轻重的地位。本文主要探讨了通过电气自动化技术设计矿井水处理系统。
在本次设计中，我将使这套设计用在矿厂的排污过程中，运用所学到的电气自动化知识和当前社会所积累的经验和药物，使用可编程控制系统、变频器以及各种电气设备，控制电机泵的运转顺序以及运转频率，处理挖矿所使用后的污水，变成可循环使用的矿井水，并从污水中提炼出的煤渣进行二次利用，其中还有最干净的水将用来生活用水以及消防用水。最后能通过此设备使水资源完全得到运用。
一、电气自动化在矿井水处理系统的应用
伴随着城市化进程的加化，采矿区的用水量急剧增加，为了有利的保护人们的生活环境，近些年，国家加大了矿井水处理厂的建设，控制水体污染，实现矿井水的循环利用。为了实现矿井水处理的环保性，为了适应不断增加的矿井水排放量，在很多矿井水处理厂选择了使用电气自动化处理线，电气自动化控制矿井水处理线可以提高矿井水处理厂的处理能力，可以降低处理的运行费用，提高处理效率。因此，让矿井水处理厂实行电动化处理过程，无论是社会效益还是经济效益、生态效益都能取得明显的收益。
二、西门子PLC及变频器的简介
（一）西门子PLC的简介及部分参数意义
可编程控制器简称PLC，是专门为工业控制应用而设计的一种通用控制器，是一种以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术、通信技术和传统的继电器控制技术而发展起来的新型工业孔子装置，具有结构简单、编程容易、体积小、使用灵活方便、抗干扰能力强、可靠性高等一系列优点。
以下为西门子PLC的常用参数意义：
I0.0 ：是PLC的输入，一般接开关量，就是这个点是高电平还是低电平，说白了就是I0.0这个点有没有通电。
AIW0：是模拟量输入，编程的时候用到，选用模拟量模块就是这个地址
M0.0：可以看成是一个独立的接触器的常开点或常闭点，它不能直接输出，再连接一个Q0.0 才能控制继电器和其他的控制元件。
Q0.0 ：是PLC输出
（二）西门子变频器的应用及内部结构图
变频器用于交流电动机(异步电机或同步电机)转速的调节，是交流电动机最理想、最有前途的调速方案，除了具有理想的调速性能之外，变频器还具有明显的节能作用，是企业技术改造和产品更新换代的理想调速装置之一。
电机功率与电流和电压的乘积成正比, 那么通过工频直接启动的电机消耗的功率将大大高于变频启动所需要的功率。在一些工况下其配电系统已经达到了最高极限，其直接工频启动电机所产生的电涌就会对同网上的其他用户产生严重的影响, 从而将受到电网运行商的警告, 甚至罚款。假如采用变频器进行电机起停, 就不会产生类似的题目。
变频调速能在零速启动并按照用户的需要进行光滑地加速，而且其加速曲线也可以选择（直线加速、S形加速或者自动加速）。而通过工频启动时对电机或相连的机械部分轴或齿轮都会产生剧烈的振动。这种振动将进一步加剧机械磨损和损耗，降低机械部件和电机的寿命。另外，变频启动还能应用在类似灌装线上，以防止瓶子倒翻或损坏。
图2-1为西门子变频器的内部结构图：
图2-1西门子变频器的内部结构图
三、矿井水处理系统设计方案
（一）矿井水处理系统运行要求
这套设备所设计的电气柜由7个电气组成：“AB1 电源进线柜”、“AB2 消防控制柜”、“AB3 喷淋消防控制柜”、“AB4 生产用变频供水控制柜”、“AB5 污水提升泵控制柜”、“PAC加药控制箱”、“PAM加药控制箱”。所设计的图纸见附录一。系统能够实现以下控制功能：
1．桁车式刮吸泥机(SHBX-20)，1套；包括控制行走电机（1.1kw）两台，两台电机能通过按钮手动或者自动同时启动、停止、互锁，（24小时往返一次）。吸泥泵（3kw）需要4台，用于把污泥排出、另外设计一只现场不锈钢控制箱，用于室外控制桁车式刮吸泥机。
2．调节池至澄清池提升泵（KQW200/250-30/4，30kw）3台，两用一备。要求能自动、手动启停控制本提升泵，调节池内有低液位浮球停泵保护以及高液位报警指示。
3．污泥提升泵至洗煤厂煤泥池（KZJ40-19，11kw）2台，两台分为一用一备，能够手动启停，内设有污泥池低液位停泵，保证工作的时候泵不空转。
4．PAC加药装置1套，内有搅拌机（1.5kw）2台、计量泵（1.1kw）2台；搅拌机能手动控制；自动时与调节池提升泵联动计量泵你能自动启停，自动时与调节池泵联动，设低位保护，保护设备。
活用水，分别由两个阀门控制使用，如图3-6。
图3-6消防用水以及生活用水
为了保证生活污水质量特意增加一个消毒装置来保证水质，如图3-7。
图3-7消毒装置
最后前面装置所排出的污水全排入“污泥浓缩池”和“转排池（无阀反洗来水）”。如图3-8。
图4-6 消防控制柜二次回路
在此柜中，安装了一个XPD系列B型数字式交流电动机软启动器（XPD(B)）。此软启动器是采用电力电子技术、微处理器技术及现代控制理论设计生产的具有当今国际先进水平的新型启动设备。该产品能有效地限制异步电动机启动时的启动电流，可广泛应用于风机、水泵、输送类及压缩机等负载，是传统的星/三角转换、磁控降压启动设备的理想换代产品。
引言 1
一、电气自动化在矿井水处理系统的应用 2
二、西门子PLC及变频器的简介 2
（一）西门子PLC的简介及部分参数意义 2
（二）西门子变频器的应用及内部结构图 2
三、矿井水处理系统设计方案 3
（一）矿井水处理系统运行要求 3
（二）矿井水处理系统设计 4
（三）矿井水处理系统各电气柜设备容量设计 8
四、矿井水处理系统电气柜制作 8
（一）矿井水处理系统电气柜接线工艺 8
（二）矿井水处理系统电气柜虚拟调试 14
五、矿井水处理系统电气柜故障与维修 15
（一）电气柜中接触器不吸合故障查故与维修 15
（二）西门子变频器的故障原因与对策 15
总结 17
致谢 18
参考文献 19
附录一 20
附录二 20
引言
近些年，电气自动化技术与其他科学技术相结合，显示出旺盛的生命力，在各个行业各个领域都有电气自动化技术的应用。电气自动化技术在这些行业中的应用极大的提高了生产管理效率，降低了生产管理成本，促进了生产与管理水平的提高。
伴随着城市化进程的加化，采矿区的用水量急剧增加，为了有利的保护人们的生活环境，近些年，国家加大了矿井水处理厂的建设，控制水体污染，实现矿井水的循环利用。为了实现矿井水处理的环保性，为了适应不断增加的矿井水排放量，在很多矿井水处理厂选择了使用电气自动化处理线，电气自动化控制矿井水处理线可以提高矿井水处理厂的处理能力，可以降低处理的运行费用，提高处理效率。因此，让矿井水处理厂实行电动化处理过程，无论是社会效益还是经济效 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
益、生态效益都能取得明显的收益。
矿井水处理系统是矿厂重要设备之一。目前被广泛应用在矿厂的污水处理工程。随着当前科学技术的不断发展和地球坏境的不断恶化，它为节约水资源，资源循环利用起着举足轻重的地位。本文主要探讨了通过电气自动化技术设计矿井水处理系统。
在本次设计中，我将使这套设计用在矿厂的排污过程中，运用所学到的电气自动化知识和当前社会所积累的经验和药物，使用可编程控制系统、变频器以及各种电气设备，控制电机泵的运转顺序以及运转频率，处理挖矿所使用后的污水，变成可循环使用的矿井水，并从污水中提炼出的煤渣进行二次利用，其中还有最干净的水将用来生活用水以及消防用水。最后能通过此设备使水资源完全得到运用。
一、电气自动化在矿井水处理系统的应用
伴随着城市化进程的加化，采矿区的用水量急剧增加，为了有利的保护人们的生活环境，近些年，国家加大了矿井水处理厂的建设，控制水体污染，实现矿井水的循环利用。为了实现矿井水处理的环保性，为了适应不断增加的矿井水排放量，在很多矿井水处理厂选择了使用电气自动化处理线，电气自动化控制矿井水处理线可以提高矿井水处理厂的处理能力，可以降低处理的运行费用，提高处理效率。因此，让矿井水处理厂实行电动化处理过程，无论是社会效益还是经济效益、生态效益都能取得明显的收益。
二、西门子PLC及变频器的简介
（一）西门子PLC的简介及部分参数意义
可编程控制器简称PLC，是专门为工业控制应用而设计的一种通用控制器，是一种以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术、通信技术和传统的继电器控制技术而发展起来的新型工业孔子装置，具有结构简单、编程容易、体积小、使用灵活方便、抗干扰能力强、可靠性高等一系列优点。
以下为西门子PLC的常用参数意义：
I0.0 ：是PLC的输入，一般接开关量，就是这个点是高电平还是低电平，说白了就是I0.0这个点有没有通电。
AIW0：是模拟量输入，编程的时候用到，选用模拟量模块就是这个地址
M0.0：可以看成是一个独立的接触器的常开点或常闭点，它不能直接输出，再连接一个Q0.0 才能控制继电器和其他的控制元件。
Q0.0 ：是PLC输出
（二）西门子变频器的应用及内部结构图
变频器用于交流电动机(异步电机或同步电机)转速的调节，是交流电动机最理想、最有前途的调速方案，除了具有理想的调速性能之外，变频器还具有明显的节能作用，是企业技术改造和产品更新换代的理想调速装置之一。
电机功率与电流和电压的乘积成正比, 那么通过工频直接启动的电机消耗的功率将大大高于变频启动所需要的功率。在一些工况下其配电系统已经达到了最高极限，其直接工频启动电机所产生的电涌就会对同网上的其他用户产生严重的影响, 从而将受到电网运行商的警告, 甚至罚款。假如采用变频器进行电机起停, 就不会产生类似的题目。
变频调速能在零速启动并按照用户的需要进行光滑地加速，而且其加速曲线也可以选择（直线加速、S形加速或者自动加速）。而通过工频启动时对电机或相连的机械部分轴或齿轮都会产生剧烈的振动。这种振动将进一步加剧机械磨损和损耗，降低机械部件和电机的寿命。另外，变频启动还能应用在类似灌装线上，以防止瓶子倒翻或损坏。
图2-1为西门子变频器的内部结构图：
图2-1西门子变频器的内部结构图
三、矿井水处理系统设计方案
（一）矿井水处理系统运行要求
这套设备所设计的电气柜由7个电气组成：“AB1 电源进线柜”、“AB2 消防控制柜”、“AB3 喷淋消防控制柜”、“AB4 生产用变频供水控制柜”、“AB5 污水提升泵控制柜”、“PAC加药控制箱”、“PAM加药控制箱”。所设计的图纸见附录一。系统能够实现以下控制功能：
1．桁车式刮吸泥机(SHBX-20)，1套；包括控制行走电机（1.1kw）两台，两台电机能通过按钮手动或者自动同时启动、停止、互锁，（24小时往返一次）。吸泥泵（3kw）需要4台，用于把污泥排出、另外设计一只现场不锈钢控制箱，用于室外控制桁车式刮吸泥机。
2．调节池至澄清池提升泵（KQW200/250-30/4，30kw）3台，两用一备。要求能自动、手动启停控制本提升泵，调节池内有低液位浮球停泵保护以及高液位报警指示。
3．污泥提升泵至洗煤厂煤泥池（KZJ40-19，11kw）2台，两台分为一用一备，能够手动启停，内设有污泥池低液位停泵，保证工作的时候泵不空转。
4．PAC加药装置1套，内有搅拌机（1.5kw）2台、计量泵（1.1kw）2台；搅拌机能手动控制；自动时与调节池提升泵联动计量泵你能自动启停，自动时与调节池泵联动，设低位保护，保护设备。
活用水，分别由两个阀门控制使用，如图3-6。
图3-6消防用水以及生活用水
为了保证生活污水质量特意增加一个消毒装置来保证水质，如图3-7。
图3-7消毒装置
最后前面装置所排出的污水全排入“污泥浓缩池”和“转排池（无阀反洗来水）”。如图3-8。
图4-6 消防控制柜二次回路
在此柜中，安装了一个XPD系列B型数字式交流电动机软启动器（XPD(B)）。此软启动器是采用电力电子技术、微处理器技术及现代控制理论设计生产的具有当今国际先进水平的新型启动设备。该产品能有效地限制异步电动机启动时的启动电流，可广泛应用于风机、水泵、输送类及压缩机等负载，是传统的星/三角转换、磁控降压启动设备的理想换代产品。
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