瓦斯抽採鑽孔基本參數自動監控裝置製造方法
2023-06-17 17:21:06 2
瓦斯抽採鑽孔基本參數自動監控裝置製造方法
【專利摘要】一種能進行實時、連續、自動監控瓦斯抽採鑽孔基本參數的瓦斯抽採鑽孔基本參數自動監控裝置，屬於瓦斯抽採的安全領域。該裝置以PLCCPU221作為主控器，通過瓦斯濃度檢測儀、氣體壓力檢測儀、流量檢測儀測得抽採鑽孔的基本參數，數據採集裝置對模擬量進行簡單的處理後送入主控器中，上位機通過組態軟體藉助Profibus通信方式和PLCCPU221進行實時地數據交換，通過上位機的顯示屏可觀察每隔5秒鐘抽採鑽孔的基本參數，此裝置節約了大量的人力，物力。提高了鑽孔的抽採率，以及瓦斯利用率，對及時作出瓦斯抽採效果評價有很大幫助。
【專利說明】瓦斯抽採鑽孔基本參數自動監控裝置
【技術領域】
[0001]瓦斯抽採鑽孔基本參數自動監控裝置，屬於瓦斯抽採的安全領域。是一種能夠實時、連續、準確、自動地監控井下瓦斯抽採鑽孔的抽採負壓、瓦斯濃度、流量基本參數的裝置。
【背景技術】
[0002]瓦斯作為一種災難性物質，具有爆炸性、窒息性、突出性等特點，嚴重威脅著礦工的生命安全和煤礦的正常生產；作為一種優質、清潔、高效能源，具有重要的開發、利用價值；作為一科溫室氣體，未處理或直接排到大氣中會造成嚴重的環境汙染和資源浪費。因此，強化瓦斯抽採是減少瓦斯災害，降低環境汙染度，提高資源利用率的重要方法。瓦斯抽採主要通過布置鑽孔、連接抽採管路、安裝抽採泵機形成一套負壓抽採裝置，每個組成部分都決定著裝置的抽採效果。對於抽採鑽孔，抽採負壓、瓦斯濃度、流量等參數是衡量鑽孔抽採效果的最直接指標，而目前由於受地質條件、技術方法等因素制約，抽採鑽孔主要布置在井下工作面，這在實際生產過程中需花費更多的人力、物力、財力到現場測量鑽孔抽採參數，大大降低了工作效率。鑑於此，急需一套裝置能夠在地面實時、連續、自動地監控井下抽採鑽孔的抽採負壓、瓦斯濃度、流量等參數，可以及時評價鑽孔抽採效果，為提高鑽孔抽採率、利用率做出正確的調整。
【發明內容】
[0003]針對上述情況，本發明的目的在於提供一種能對井下抽採鑽孔的抽採負壓、瓦斯濃度、流量等參數進行實時監控的裝置，並且當出現洩氣、漏氣的情況下該裝置能快速採取措施，對提高瓦斯抽採率、利用率有很大幫助。
[0004]本裝置分為井上部分和井下部分，井上部分:由通信端子(28)、PLCCPU221 (29)、報警指示燈(30)、報警鈴(31)、220V交流電源(32)、報警急停開關(40)、啟動按鈕(41)、停止按鈕(42)、EM277通信模塊(43) ,Profibus線纜(46)、上位機(47)組成。由PLCCPU221作為主控器，並且通過通信電纜跟上位機進行通信。井下部分:數據採集裝置由EEPROM(I)、嵌入式控制器(2)、RS-485接口(3)、電源調整器(4)、模數轉換器(7)、多路復用器(8)組成，瓦斯濃度檢測儀(14)，氣體壓力檢測儀(15)，流量檢測儀(16)，中問繼電器(17)，電磁閥線圈(18)，24V開關電源(19)，RS-485信號中繼器(20)。井下部分主要通過安裝在每個抽採鑽孔的管道上瓦斯濃度檢測儀、氣體壓力檢測儀、流量檢測儀進行數據的採集，採集的數據會送到數據採集裝置進行簡單地處理，採集到的數據會通過RS485通信電纜送到PLCCPU221，此時PLCCPU221會把數據進行匯總，最終上位機會顯示出所測量的參數。此裝置可以實現每隔5秒鐘，監測到的數據就會顯現在顯示屏上。並且，當管道出現故障時，PLCCPU221會控制電磁閥動作，關閉閥門。
[0005]此裝置真正做到實時、連續、自動地監控，可以及時評價抽採效果，提高了工作效率。【專利附圖】
【附圖說明】
[0006]上文所述的發明方面以及其他特徵將在下文中結合相關附圖進行說明
[0007]附圖1是瓦斯抽採鑽孔摹本參數自動監控裝置電氣原理圖
[0008]陽圖2是瓦斯抽採鑽孔基本參數自動監控裝置的結構流程圖
【具體實施方式】
[0009]在圖1中，該裝置分為兩部分黑色虛線框標註的為井下部分，其餘為井上部分。裝置開始工作時，PLCCPU221 (29)由220V交流電源(32)供電，其中電源的零線端接到N (36)火線端按到L(35)。按下啟動按鈕(42)，同時要給24V開關電源(19)供電，此時瓦斯濃度檢測儀(14)、氣體壓力檢測儀(15)、流量檢測儀(16)開始工作，檢測到模擬量送到INl (9)、IN2(10)、IN3(11)三個埠，通過多路復用器(8)整合，模擬量數據通過模數轉換器(7)變為數字量數據。此時，嵌入式控制器(2)會對接收到數據進行整理，數據過大時，EEPROM(I)會進行中轉緩存，經過嵌入式控制器(2)整合的數據通過RS-485(3)並且要藉助通信電纜把數據送出去，由於礦井巷道走向很長，要藉助RS-485信號中繼器(20)進行信號加強，信號中繼器Vcc (23)端要送24V正電。信號經過線纜傳輸，送到PLCCPU221通信端子(28)，其中，電纜屏蔽線(24)要連接PLCCPU221外殼。PLCCPU221收到傳輸的數據，其CPU經過最終的數據整理藉助EM277通信模塊(43)送到上位機(47)，上位機顯示屏會立刻顯示出不同時刻採集到數據。並且可實現每隔5秒上位機就會刷新數據。
[0010]當顯示的數據出現異常情況時，PLCCPU221會控制繼電器輸出端Q0.0 (33)動作，報警燈開始工作，同時，PLCCPU221會發出指令使多路復用器IN4(12)輸出電壓信號，這樣中間繼電器(17)線圈得電，和安裝在管道上的電磁閥線圈(18)相連的常開觸點閉合。此時，電磁閥線圈得電，閥門動作管道被封。
[0011]在圖2中，裝置開始工作之前，PLCCPU221 (29)和上位機(47)組態完畢，井下部分要進行調試，保證通信暢通。瓦斯濃度檢測儀(14)、氣體壓力檢測儀(15)、流量檢測儀(16)工作輸出電壓或電流模擬量，嵌入式控制器(2)控制整個數據採集裝置進行數據採集，採集的數據經過RS-485信號中繼器(20)進行信號的放大，最終送到井上PLCCPU221中，此時，PLCCPU221經過數據整理和上位機進行通信，安裝組態軟體的上位機就會顯示每隔5S的數據。如果某一時刻顯示出數據異常，PLCCPU221會控制數據採集裝置讓其輸出端輸出電壓信號，從而使中間繼電器(17)線圈得電，最後電磁閥線圈(18)得電，閥門閉合。
【權利要求】
1.一種瓦斯抽採鑽孔基本參數自動監控裝置，其特徵是:該裝置由井上部分和井下部分組成: 井下部分:數據採集裝置由EEPROM(I)、嵌入式控制器(2)、RS-485接口(3)、電源調整器(4)、模數轉換器(7)、多路復用器(8)組成，瓦斯濃度檢測儀(14)，氣體壓力檢測儀(15)，流量檢測儀(16)，中間繼電器(17)，電磁閥線圈(18)，24V開關電源(19)，RS-485信號中繼器(20)。 井上部分:由通信端子(28)、PLCCPU221 (29)、報警指示燈(30)、報警鈴(31)、220V交流電源(32)、報警急停開關(40)、啟動按鈕(41)、停止按鈕(42)、EM277通信模塊(43)、Profibus線纜(46)、上位機(47)組成。
2.根據權利要求1所述的瓦斯抽採鑽孔基本參數自動監控裝置，其特徵是:PLCCPU221 (29)通過設置好的程序可實現對抽採鑽孔基本參數連續、自動、快速地監控，每過5秒鐘上位機顯示屏所顯示的數據會進行一次刷新。
3.根據權利要求1所述的瓦斯抽採鑽孔基本參數自動監控裝置，其特徵是:裝置出現故障，PLCCPU221 (29)快速報警，提示工作人員注意。同時，PLCCPU221 (29)發出指令使井下中間繼電器(17)線圈得電，中間繼電器(17)常開點閉合，迴路導通，電磁閥線圈(18)得電，筲道閥門閉合。
【文檔編號】G05B19/418GK103823446SQ201410073366
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年3月3日 優先權日:2014年3月3日
【發明者】魯忠良, 付騰, 蘇偉偉, 張書軍, 毋虎城, 魯雲鶴, 郅富標, 王洪麗 申請人:河南理工大學