西理工水电厂排水自动化系统设计

目录一、集水井系统的功能...........................................................................................................21.1综述....................................................................................................................................21.2检修排水............................................................................................................................21.3渗漏排水............................................................................................................................2二、系统的组成原理...............................................................................................................22.1各部件在整个发电过程中的工作原理...........................................................................2三、控制目标...........................................................................................................................33.1检修排水目标....................................................................................................................33.2渗漏排水目标....................................................................................................................3四、自动化器件的选型...........................................................................................................34.1PLC基本控制单元............................................................................................................34.2PLC数模转换模块............................................................................................................44.3液位信号器.......................................................................................................................44.4示流信号器.......................................................................................................................44.5水泵...................................................................................................................................44.6阀门...................................................................................................................................44.7断路器...............................................................................................................................44.8接触器...............................................................................................................................4五、设计电气控制原理图.......................................................................................................55.1电气动力回路接线图........................................................................................................55.2控制回路的工作原理........................................................................................................5六、可编程控制器I/O地址分配...........................................................................................66.1、程序说明.........................................................................................................................66.2、PLC外部接线..................................................................................................................6七、PLC梯形图.......................................................................................................................7八、绘制系统的控制流程图...................................................................................................7九、参考文献...........................................................................................................................7一、集水井系统的功能1.1综述集水井系统是水电站的排水系统的最主要组成部分。是水电厂的重要组成部分。集水井排水系统任务是电厂渗漏水、检修水和部分生产用水的排泄系统。集水井一般位于电厂的最底端，确保渗漏水能通过排水沟自由地流道集水井中，电厂检修水则通过管道收集到集水井，待积累到一定数量后用水泵抽至下游。1.2检修排水当机组水下部分或厂房水工建筑物水下部分检修时，必须将低于下游尾水位的压力引水管道（包括引水隧洞和压力钢管）中的积水、蜗壳积水和尾水管的积水抽排干净，同时还要考虑抽排上、下游闸门因密封不严密而产生的漏水等。1.3渗漏排水渗漏排水包括内水工建筑物的渗水、机组主轴密封与顶盖漏水、压力管道伸缩节漏水及各供排水阀和管件的渗漏水、汽水分离器及储气罐的排水、管道冷凝水、低洼坑积水和生活污水等。渗漏水的存在不仅造成厂房内湿度增大，导致各种机电设备运行环境的恶化而影响运行安全，而且还威胁厂房安全。二、系统的组成原理2.1各部件在整个发电过程中的工作原理集水井作为收集检修水和渗漏水的主要设施，需要配备两台抽水泵，一台工作，一台备用；每一台水泵都需考虑轴承润滑水的自动投入与切除，即在泵启动前，先供给清洁的轴承润滑水，在泵启动一段时间后再自动切除；其次，需要有一个液位信号器和示流信号器作为采集数据和反馈的主要工具，当集水井中的水位超过工作泵的起动水位后，液位信号器发出信号，控制系统控制工作水泵起动，当集水井中的水位超过工作泵的起动水位后继续上升到一定高度时，液位信号器发出信号，备用泵起动，当集水井中的水位超过备用泵的起动水位后继续上升到一定高度时，液位信号器发出报警信号，提醒工作人员及时进行处理，在泵的起动过程中，如果示流信号器反馈冷却水没有到位，需停止后续操作；除此之外，在报警水位之上要设有一个通往下游的管道，防止两台泵同时出现故障时，水位上升，水淹厂房的惨剧发生。三、控制目标3.1检修排水目标检修排水的特点是排水量大，设备的位置低，只能采用水泵排水。为了保证机组的检修工期，排水时间应短。另外，还应根据上下游闸门的漏水量，选择足够容量的水泵，避免水泵容量过小，造成排水时间过长甚至抽不干积水的不良后果。检修排水方式应可靠，防止尾水通过排水系统中的某些缺陷倒灌进入厂房，造成水淹厂房的严重后果。3.2渗漏排水目标渗漏排水的特点是排水点多、排水量小且不确定因素多，因此很难用计算方法对水量的大小予以确定，需要设置集水井收集各处的渗漏水。为保证收集全厂所有地方的渗漏水，渗漏集水井一般设于水电站的最低位置处，渗漏水不能靠自流排出，需要配备水泵进行抽排。针对渗漏水量的不确定性，一般是在渗漏排水系统中配备两台或以上互为备用的水泵，根据集水井中的水位自动启停，将渗漏水抽排至下游。四、自动化器件的选型4.1PLC基本控制单元三菱FX2N系列PLC是一种体积小、有数百个内部继电器的微电脑自动控制器，因其具有故障频率低、可靠性高、内部继电器免配线、增加和改变线路控制功能方便、能方便线路故障点的判断与检修功能等特点，目前被广泛应用于各种控制领域，实现逻辑、步进、数字、模拟量等的自动控制。它的广泛应用，全面提高了自动化水平，实现对重要设备的自动控制。为降低人为误操作机率，方便人机联系，故将这一先进控制方式推广应用于排水系统控制中。根据系统的控制要求，选用三菱公司的FX2N-24MR型PLC，水电厂采用PLC控制排水系统，提高了控制的可靠性、经济性和安全性，有利于电站的无人值守和少人值班。4.2PLC数模转换模块4.3液位信号器采用电；防雷击、截频干扰设计、抗干扰能力强；接线反向和过压保护、限流保护。稳定性好、响应速度快将其放在集水井水上，随着水位的变化，传感器输出不同的电流。其原理为当传感器投入到被测液体中某一深度时，被测介质的压力引入到传感器的正压腔，通过线缆导气管将液面上的大气压Po与传感器的负压腔相连，以抵消传感器正面的Po，使传感器测得压力为：ρgｈ，显