瓦斯抽采鉆孔基本參數(shù)自動監(jiān)控裝置制造方法
【專利摘要】一種能進行實時、連續(xù)、自動監(jiān)控瓦斯抽采鉆孔基本參數(shù)的瓦斯抽采鉆孔基本參數(shù)自動監(jiān)控裝置，屬于瓦斯抽采的安全領(lǐng)域。該裝置以PLCCPU221作為主控器，通過瓦斯?jié)舛葯z測儀、氣體壓力檢測儀、流量檢測儀測得抽采鉆孔的基本參數(shù)，數(shù)據(jù)采集裝置對模擬量進行簡單的處理后送入主控器中，上位機通過組態(tài)軟件借助Profibus通信方式和PLCCPU221進行實時地數(shù)據(jù)交換，通過上位機的顯示屏可觀察每隔5秒鐘抽采鉆孔的基本參數(shù)，此裝置節(jié)約了大量的人力，物力。提高了鉆孔的抽采率，以及瓦斯利用率，對及時作出瓦斯抽采效果評價有很大幫助。
【專利說明】瓦斯抽采鉆孔基本參數(shù)自動監(jiān)控裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]瓦斯抽采鉆孔基本參數(shù)自動監(jiān)控裝置，屬于瓦斯抽采的安全領(lǐng)域。是一種能夠?qū)崟r、連續(xù)、準確、自動地監(jiān)控井下瓦斯抽采鉆孔的抽采負壓、瓦斯?jié)舛?、流量基本參?shù)的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]瓦斯作為一種災(zāi)難性物質(zhì)，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(chǎn)；作為一種優(yōu)質(zhì)、清潔、高效能源，具有重要的開發(fā)、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(huán)境污染和資源浪費。因此，強化瓦斯抽采是減少瓦斯災(zāi)害，降低環(huán)境污染度，提高資源利用率的重要方法。瓦斯抽采主要通過布置鉆孔、連接抽采管路、安裝抽采泵機形成一套負壓抽采裝置，每個組成部分都決定著裝置的抽采效果。對于抽采鉆孔，抽采負壓、瓦斯?jié)舛?、流量等參?shù)是衡量鉆孔抽采效果的最直接指標，而目前由于受地質(zhì)條件、技術(shù)方法等因素制約，抽采鉆孔主要布置在井下工作面，這在實際生產(chǎn)過程中需花費更多的人力、物力、財力到現(xiàn)場測量鉆孔抽采參數(shù)，大大降低了工作效率。鑒于此，急需一套裝置能夠在地面實時、連續(xù)、自動地監(jiān)控井下抽采鉆孔的抽采負壓、瓦斯?jié)舛?、流量等參?shù)，可以及時評價鉆孔抽采效果，為提高鉆孔抽采率、利用率做出正確的調(diào)整。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對上述情況，本發(fā)明的目的在于提供一種能對井下抽采鉆孔的抽采負壓、瓦斯?jié)舛?、流量等參?shù)進行實時監(jiān)控的裝置，并且當出現(xiàn)泄氣、漏氣的情況下該裝置能快速采取措施，對提高瓦斯抽采率、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(guān)(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，并且通過通信電纜跟上位機進行通信。井下部分:數(shù)據(jù)采集裝置由EEPROM(I)、嵌入式控制器(2)、RS-485接口(3)、電源調(diào)整器(4)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(7)、多路復(fù)用器(8)組成，瓦斯?jié)舛葯z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(guān)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采鉆孔的管道上瓦斯?jié)舛葯z測儀、氣體壓力檢測儀、流量檢測儀進行數(shù)據(jù)的采集，采集的數(shù)據(jù)會送到數(shù)據(jù)采集裝置進行簡單地處理，采集到的數(shù)據(jù)會通過RS485通信電纜送到PLCCPU221，此時PLCCPU221會把數(shù)據(jù)進行匯總，最終上位機會顯示出所測量的參數(shù)。此裝置可以實現(xiàn)每隔5秒鐘，監(jiān)測到的數(shù)據(jù)就會顯現(xiàn)在顯示屏上。并且，當管道出現(xiàn)故障時，PLCCPU221會控制電磁閥動作，關(guān)閉閥門。
[0005]此裝置真正做到實時、連續(xù)、自動地監(jiān)控，可以及時評價抽采效果，提高了工作效率。【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]上文所述的發(fā)明方面以及其他特征將在下文中結(jié)合相關(guān)附圖進行說明
[0007]附圖1是瓦斯抽采鉆孔摹本參數(shù)自動監(jiān)控裝置電氣原理圖
[0008]陽圖2是瓦斯抽采鉆孔基本參數(shù)自動監(jiān)控裝置的結(jié)構(gòu)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注的為井下部分，其余為井上部分。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(guān)電源(19)供電，此時瓦斯?jié)舛葯z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)三個端口，通過多路復(fù)用器(8)整合，模擬量數(shù)據(jù)通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器(7)變?yōu)閿?shù)字量數(shù)據(jù)。此時，嵌入式控制器(2)會對接收到數(shù)據(jù)進行整理，數(shù)據(jù)過大時，EEPROM(I)會進行中轉(zhuǎn)緩存，經(jīng)過嵌入式控制器(2)整合的數(shù)據(jù)通過RS-485(3)并且要借助通信電纜把數(shù)據(jù)送出去，由于礦井巷道走向很長，要借助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(jīng)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?shù)臄?shù)據(jù)，其CPU經(jīng)過最終的數(shù)據(jù)整理借助EM277通信模塊(43)送到上位機(47)，上位機顯示屏?xí)⒖田@示出不同時刻采集到數(shù)據(jù)。并且可實現(xiàn)每隔5秒上位機就會刷新數(shù)據(jù)。
[0010]當顯示的數(shù)據(jù)出現(xiàn)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(fā)出指令使多路復(fù)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(tài)完畢，井下部分要進行調(diào)試，保證通信暢通。瓦斯?jié)舛葯z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(shù)據(jù)采集裝置進行數(shù)據(jù)采集，采集的數(shù)據(jù)經(jīng)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(jīng)過數(shù)據(jù)整理和上位機進行通信，安裝組態(tài)軟件的上位機就會顯示每隔5S的數(shù)據(jù)。如果某一時刻顯示出數(shù)據(jù)異常，PLCCPU221會控制數(shù)據(jù)采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，最后電磁閥線圈(18)得電，閥門閉合。
【權(quán)利要求】
1.一種瓦斯抽采鉆孔基本參數(shù)自動監(jiān)控裝置，其特征是:該裝置由井上部分和井下部分組成: 井下部分:數(shù)據(jù)采集裝置由EEPROM(I)、嵌入式控制器(2)、RS-485接口(3)、電源調(diào)整器(4)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(7)、多路復(fù)用器(8)組成，瓦斯?jié)舛葯z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(guān)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(guān)(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(jù)權(quán)利要求1所述的瓦斯抽采鉆孔基本參數(shù)自動監(jiān)控裝置，其特征是:PLCCPU221 (29)通過設(shè)置好的程序可實現(xiàn)對抽采鉆孔基本參數(shù)連續(xù)、自動、快速地監(jiān)控，每過5秒鐘上位機顯示屏所顯示的數(shù)據(jù)會進行一次刷新。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的瓦斯抽采鉆孔基本參數(shù)自動監(jiān)控裝置，其特征是:裝置出現(xiàn)故障，PLCCPU221 (29)快速報警，提示工作人員注意。同時，PLCCPU221 (29)發(fā)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，回路導(dǎo)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(yōu)先權(quán)日:2014年3月3日
【發(fā)明者】魯忠良, 付騰, 蘇偉偉, 張書軍, 毋虎城, 魯云鶴, 郅富標, 王洪麗 申請人:河南理工大學(xué)