一种瓦斯抽放自动控制及监控系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种瓦斯抽放自动控制及监控系统，其中，所述包括PLC控制器、变频器、电流电压采集模块、瓦斯抽放监控模块、电控蝶阀控制器和传感器，所述电流电压采集模块经变频器连接PLC控制器，瓦斯抽放监控模块经电控蝶阀控制器连接PLC控制器。使用本实用新型后的瓦斯抽放系统运行状况实现了自动控制，运行状态非常平稳，大大降低了操作人员的劳动强度，提高了整机的安全系数，降低了设备的故障率，减少了运行维护费用。
【专利说明】一种瓦斯抽放自动控制及监控系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及矿用机电设备【技术领域】，具体涉及一种瓦斯抽放自动控制及监控系统。
【背景技术】
[0002]目前煤矿瓦斯抽放系统一般为手动运行方式，并且多为开环运行方式，即使改为电动运行方式也多为开环运行。这种普通瓦斯抽放系统存在主要缺陷为:1、不能确保进水阀门的状态，有时会因为水环式真空泵的缺水发生失去密封的情况，导致系统失压，造成整个抽放体统的瘫痪，严重影响井下的安全生产。2、由于瓦斯抽放的工作状态不能显示，操作人员不了解瓦斯抽放系统的各部件的工作状态，容易出现误操作，存在着不安全隐患。3、由于瓦斯抽放系统不是闭环控制，系统需要操作员不停的巡检，发现问题及时处理，人为的去实现系统的简单闭环控制，这样不但增加了操作工的劳动强度，也存在着不安全隐患。
[0003]实用新型内容
[0004]有鉴于此，本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种瓦斯抽放自动控制及监控系统，实现矿用瓦斯抽放系统的全过程自动控制、监控及状态显示，从而提高了瓦斯抽放的安全系数。
[0005]本实用新型采用以下技术方案:
[0006]一种瓦斯抽放自动控制及监控系统，其中，所述包括PLC控制器、变频器、电流电压采集模块、瓦斯抽放监控模块、电控蝶阀控制器和传感器，所述电流电压采集模块经变频器连接PLC控制器，瓦斯抽放监控模块经电控蝶阀控制器连接PLC控制器。
[0007]作为优选，所述瓦斯抽放监控模块包括第一真空泵、第二真空泵、第三真空泵、第一水泵和第二水泵，所述第一水泵、第二水泵经第一进水阀连接第一真空泵，第一真空泵分别连接1#泵进气阀、1#泵出气阀和第一出水阀；所述第二真空泵分别连接2#泵进气阀、2#泵出气阀、第二进水阀和第二出水阀；所述第三真空泵分别连接3#泵进气阀、3#泵出气阀、第三进水阀和第三出水阀；1#泵进气阀、2#泵进气阀和3#泵进气阀经管道与瓦斯气出口连接，1#泵出气阀、2#泵出气阀和3#泵出气阀经总进气阀与瓦斯气进口连接。
[0008]作为优选，所述传感器包括温度传感器、流量传感器、负压传感器和浓度传感器。
[0009]作为优选，还包括与PLC控制器连接的触摸屏。
[0010]作为优选，所述1#泵进气阀、2#泵进气阀、3#泵进气阀、1#泵出气阀、2#泵出气阀、3#泵出气阀、第一出水阀、第二出水阀、第三出水阀、第一进水阀、第二进水阀和第三进水阀均为电控蝶阀。
[0011]本实用新型的有益效果是:
[0012]本实用新型是由PLC为控制核心，通过连接在整个系统上各种传感器将各种数据反馈给PLC控制器，系统采用一键启、停模式操作，触摸屏对整个运行状态进行监控显示，从而大大的减小了瓦斯抽放泵操作员的劳动强度，适用于煤矿或其他矿山推广应用。使用本实用新型后的瓦斯抽放系统运行状况实现了自动控制，运行状态非常平稳，大大降低了操作人员的劳动强度，提高了整机的安全系数，降低了设备的故障率，减少了运行维护费用。
[0013]本实用新型的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其他优点可以通过下面的说明书或者附图中所特别指出的结构来实现和获得。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型的系统控制结构框图；
[0015]图2是本实用新型瓦斯抽放监控模块的结构框图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细描述:
[0017]如图1所示，本实用新型主要所述包括PLC控制器、触摸屏、变频器、电流电压采集模块、瓦斯抽放监控模块、电控蝶阀控制器和传感器，所述电流电压采集模块经变频器连接PLC控制器，瓦斯抽放监控模块经电控蝶阀控制器连接PLC控制器，触摸屏与PLC控制器连接。传感器包括温度传感器、流量传感器、负压传感器和浓度传感器。
[0018]如图2所示，瓦斯抽放监控模块包括真空泵1、真空泵2、真空泵3、I号水泵和2号水泵，I号水泵、2号水泵经进水阀102连接真空泵1，真空泵I分别连接1#泵进气阀103、1#泵出气阀101和出水阀104。真空泵2分别连接2#泵进气阀203、2#泵出气阀201、进水阀202和出水阀204。真空泵3分别连接3#泵进气阀303、3#泵出气阀301、进水阀302和出水阀304。1#泵进气阀103、2#泵进气阀203和3#泵进气阀303经总进气阀4与瓦斯气进口连接，1#泵出气阀101、2#泵出气阀201和3#泵出气阀301经管道与瓦斯气出口连接。
[0019]本实用新型通过按照瓦斯抽放的工艺要求，操作工的操作只需要按一下启动按钮，系统启动后，水泵自动启动，然后蝶阀、抽放泵也相应的启动，在运行的过程中，系统会根据管路中的负压情况调节瓦斯抽放泵的运转状态，实现整个管路的动态平衡。在系统的设计中还加入了监控和保护机制，使系统能够在非正常的状态下，自动停机并报警，完成自我保护。
[0020]本实用新型通过电流电压采集模块实时监控电流电压数据，根据电流和管路负压的正比关系来实时调节变频器的给定频率，当管路负压增大时，电机运行电流升高，通过电流反馈可以降低频率给定，维持管路负压平衡。本系统还通过触摸屏操作画面、参数显示画面和报警画面集中放置在一个画面上，方便操作工的日常监护。
[0021]本实用新型可实现以下功能:
[0022](一)瓦斯抽放系统控制的实现
[0023]实现瓦斯抽放系统通过检测抽放管路的瓦斯浓度、温度、负压、流量、CO浓度，泵房环境瓦斯浓度，泵和电动机轴温、供水管路水流量参数传输到PCL控制器中，实现泵站的自动控制。
[0024]在瓦斯抽放监控模块中，管道负压和管道CO浓度两个重要参数，管道负压决定了抽放效果的好坏，同时也决定了水环式真空泵能否正常工作；管道CO浓度是井下安全的保证，CO浓度在井下煤层空气含量过高时，煤层自燃的几率大大增加，所以必须严格控制这两个参数。系统根据管道负压反馈信号调节控制器，迫使PLC控制器通过改变变频器的输出频率来调节来负压，确保抽放管路抽放负压波动稳定。
[0025](二)瓦斯抽放系统报警及联动保护
[0026]水环式真空泵正常运行时温度不得超过75。C，一旦泵轴温度达到65。C时发出报警，如果再升至70。C则按照停泵顺序自动停止该泵运行。通过检测水环式真空泵进水管路的水流量，判断瓦斯抽放泵是否缺水，如果缺水则发出报警，如果持续报警超过10S，则停止抽放运行。通过检测泵房内环境瓦斯的温度，当环境瓦斯浓度超过1.0%时，切断瓦斯抽放泵房内相关电气设备的电源，保证设备安全。
[0027]最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围中。
【权利要求】
1.一种瓦斯抽放自动控制及监控系统，其特征在于:所述包括PLC控制器、变频器、电流电压采集模块、瓦斯抽放监控模块、电控蝶阀控制器和传感器，所述电流电压采集模块经变频器连接PLC控制器，瓦斯抽放监控模块经电控蝶阀控制器连接PLC控制器。
2.根据权利要求1所述的一种瓦斯抽放自动控制及监控系统，其特征在于:所述瓦斯抽放监控模块包括第一真空泵、第二真空泵、第三真空泵、第一水泵和第二水泵，所述第一水泵、第二水泵经第一进水阀连接第一真空泵，第一真空泵分别连接1#泵进气阀、1#泵出气阀和第一出水阀；所述第二真空泵分别连接2#泵进气阀、2#泵出气阀、第二进水阀和第二出水阀；所述第三真空泵分别连接3#泵进气阀、3#泵出气阀、第三进水阀和第三出水阀；1#泵进气阀、2#泵进气阀和3#泵进气阀经管道与瓦斯气出口连接，1#泵出气阀、2#泵出气阀和3#泵出气阀经总进气阀与瓦斯气进口连接。
3.根据权利要求1所述的一种瓦斯抽放自动控制及监控系统，其特征在于:所述传感器包括温度传感器、流量传感器、负压传感器和浓度传感器。
4.根据权利要求1所述的一种瓦斯抽放自动控制及监控系统，其特征在于:还包括与PLC控制器连接的触摸屏。
5.根据权利要求2所述的一种瓦斯抽放自动控制及监控系统，其特征在于:所述1#泵进气阀、2#泵进气阀、3#泵进气阀、1#泵出气阀、2#泵出气阀、3#泵出气阀、第一出水阀、第二出水阀、第三出水阀、第一进水阀、第二进水阀和第三进水阀均为电控蝶阀。
【文档编号】E21F7/00GK203463144SQ201320546905
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年9月4日 优先权日:2013年9月4日
【发明者】郑同社, 娄万青, 李春杰, 刘占阳, 周翔 申请人:国投新登郑州煤业有限公司