矿用液态二氧化碳防灭火装备系统及控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种智能测控系统及控制方法，具体涉及一种矿用液态二氧化碳防灭 火装备系统及控制方法。
【背景技术】
[0002] 二氧化碳防灭火系统是现今气体防灭火系统中发展历史最悠久、防灭火技术最成 熟的固定式气体防灭火系统。经济发达国家二氧化碳防灭火系统的设置量仅次于洒水防灭 火系统，为气体防灭火系统之最。二氧化碳作为一种洁净的，对环境几乎不构成污染的灭火 剂，由于其廉价、制取成本低、来源广泛、性能价格比高而广泛应用于国内外消防工程中。
【发明内容】
[0003] 发明目的
[0004] 为了解决煤矿在采煤的过程中，由钻探设备与煤层摩擦而引起的煤层燃烧问题， 本发明提供了一种矿用液态二氧化碳防灭火装备系统及控制方法，可以实现将液态OV决 速的转换为气态CO 2，以确保在采煤的过程中防灭火的需求，具有高效、快速等优点。
[0005] 技术方案
[0006] -种矿用液态二氧化碳防灭火装备系统，包括二氧化碳转换装置、调压装置、PLC 控制系统和计算机后台系统，其特征在于：计算机后台系统连接PLC控制系统，PLC控制系 统分别连二氧化碳转换装置和二氧化碳调压装置；二氧化碳调压装置为两个，分别为一号 二氧化碳调压装置和二号二氧化碳调压装置；二氧化碳转换装置为两个，分别为一号二氧 化碳转换装置和二号二氧化碳转换装置；一号二氧化碳调压装置连接一号二氧化碳转换装 置；二号二氧化碳调压装置连接二号二氧化碳转换装置。
[0007] -号二氧化碳转换装置包括加热器、一号装置水箱、一号装置水栗、一号装置转化 器液位传感器和一号装置转化器水温传感器；加热器、一号装置转化器液位传感器和一号 装置转化器水温传感器设置在一号装置水箱内；加热器、一号装置水箱、一号装置水栗、一 号装置转化器液位传感器和一号装置转化器水温传感器分别连接PLC控制系统；二号二氧 化碳转换装置包括加热器、二号装置水箱、二号装置水栗、二号装置转化器液位传感器和二 号装置转化器水温传感器；加热器、二号装置转化器液位传感器和二号装置转化器水温传 感器设置在二号装置水箱内；加热器、二号装置水箱、二号装置水栗、二号装置转化器液位 传感器和二号装置转化器水温传感器分别连接PLC控制系统。
[0008] -号二氧化碳调压装置包括一号装置输出流量计、一号装置输出电动调节阀、一 号装置阀前温度传感器、一号装置阀前压力传感器和一号装置补压电磁阀；一号装置输出 电动调节阀连接一号装置输出流量计，一号装置输出流量计连接一号装置阀前温度传感 器，一号装置阀前温度传感器连接一号装置阀前压力传感器，一号装置阀前压力传感器连 接一号装置水箱，一号装置水箱连接一号装置补压电磁阀，一号装置输出电动调节阀通过 管路连接二氧化碳输出远传温度表和二氧化碳输出远传压力表；一号装置输出流量计、一 号装置输出电动调节阀、一号装置阀前温度传感器、一号装置阀前压力传感器、一号装置补 压电磁阀、二氧化碳输出远传温度表和二氧化碳输出远传压力表分别连接PLC控制系统； 二号二氧化碳调压装置包括二号装置输出流量计、二号装置输出电动调节阀、二号装置阀 前温度传感器、二号装置阀前压力传感器和二号装置补压电磁阀；二号装置输出电动调节 阀连接二号装置输出流量计，二号装置输出流量计连接二号装置阀前温度传感器，二号装 置阀前温度传感器连接二号装置阀前压力传感器，二号装置阀前压力传感器连接二号装置 水箱，二号装置水箱连接二号装置补压电磁阀，二号装置输入电动调节阀通过管路连接二 氧化碳输出远传温度表和二氧化碳输出远传压力表；二号装置输出流量计、二号装置输出 电动调节阀、二号装置阀前温度传感器、二号装置阀前压力传感器和二号装置补压电磁阀 分别连接PLC控制系统。
[0009] PLC控制系统包括动力执行机构、触屏工控机、PLC控制器、开关量输入/输出模 块、第一热电阻输入模块、第二热电阻输入模块、第一模拟量输入/输出模块、第二模拟量 输入/输出模块；触屏工控机连接PLC控制器；PLC控制器连接开关量输入/输出模块；开 关量输入/输出模块连接第一热电阻输入模块；第一热电阻输入模块连接第二热电阻输入 模块；第二热电阻输入模块连接第一模拟量输入/输出模块；第一模拟量输入/输出模块 连接第二模拟量输入/输出模块；动力执行机构分别连接PLC控制器、开关量输入/输出模 块。
[0010] 计算机后台系统包括工控机、打印机和投影仪；工控机分别连接打印机、投影仪。
[0011] 计算机后台系统通过RS232或以太网与PLC控制系统通信连接。
[0012] -种如上所述矿用液态二氧化碳防灭火装备系统的控制方法，其特征在于：由矿 用液态二氧化碳防灭火装备系统执行，该方法步骤如下：
[0013] 步骤一：选择系统运行的方式，即选择自动运行方式或手动运行方式；
[0014] 步骤二：选择装置运行的方式，即选择一号二氧化碳转换装置运行、二号二氧化碳 转换装置运行或一号二氧化碳转换装置与二号二氧化碳转换装置混合运行；
[0015] 步骤三：启动一号装置水栗、二号装置水栗或一号装置水栗和二号装置水栗，并检 测转换装置水温，若转换装置水温低于设定的水温，系统自动开启加热器，使转换装置的水 温度稳定在设定值； _6] 步骤四：以水温作为设定值，调节CO2的温度，使CO2的温度达到设定的温度；
[0017] 步骤五：系统检测一号二氧化碳调压装置和二号二氧化碳调压装置阀前的压力和 温度，若其压力低于设定值且温度达到设定值，开启OV液体入口阀门，而后一号二氧化碳 调压装置和二号二氧化碳调压装置阀前压力会逐渐升高，当其压力处于设定的范围时，系 统自动打开CO 2出气阀门，将CO2气体排出；若其压力高于设定值且温度达到设定值，系统将 直接自动打开CO 2出气阀门，将CO 2气体排出，而不需要打开CO 2液体入口阀门；
[0018] 步骤六：在系统运行的过程中，若二氧化碳转换装置的一号装置水箱和二号装置 水箱水位低于设定的低报警水位或一号二氧化碳调压装置和二号二氧化碳调压装置阀前 的压力持续低于设定的压力时，系统自动运行方式连锁停机，此时系统提示低水位或液态 〇) 2用完报警并且将自动转换到手动运行方式。
[0019] 步骤二中，一号二氧化碳转换装置与二号二氧化碳转换装置混合运行是指一号二 氧化碳转换装置与二号二氧化碳转换装置交替运行。
[0020] 步骤三中，启动一号装置水栗、二号装置水栗或一号装置水栗和二号装置水栗是 通过手动方式实现的。
[0021] 优点及效果
[0022] 本发明是一种矿用液态二氧化碳防灭火装备系统及控制方法，具有如下优点和有 益效果：
[0023] 本发明所述矿用液态二氧化碳防灭火装备系统及其控制方法，通过使用PLC控制 器作为此系统的控制核心，可实现将液态OV决速的转换为气态CO 2，以确保在采煤的过程 中防灭火的需求，具有高效、快速等优点。
【附图说明】
[0024] 图1为本发明矿用液态二氧化碳防灭火装备系统的结构框图。
[0025] 图2为本发明矿用液态二氧化碳防灭火装备系统的结构示意图。
[0026] 图3~图5为本发明的用于矿用液态二氧化碳防灭火装备系统的PLC控制系统原 理图。其中，图3为PLC控制器模块与开关量输入/输出模块的组合；图4为两个热电阻输 入模块的组合；图5为两个模拟量输入/输出模块的组合；图3~图5按照顺序整体构成 PLC控制系统-PLC部分原理图（避免一幅图放不下，按模块拆分为三幅图）。
[0027] 图6为本发明矿用液态二氧化碳防灭火装备系统的PLC控制系统-动力执行机构 原理图。
[0028] 表1开关量输入表
[0029]
[0030] 表2开关量输出表
[0031]
[0032] 表3模拟量输入表
[0033]
[0039] 。
[0040] 附图标记说明：
[0041] 10. -号二氧化碳转换装置，20.二号二氧化碳转换装置，30. -号二氧化碳调压 装置，40.二号二氧化碳调压装置，50. PLC控制系统，60.计算机后台系统，100. -号装置补 压电磁阀，110.二号装置输补压电磁阀，120. -号装置阀前压力传感器，130.二号装置阀 前压力传感器，140. -号装置阀前温度传感器，150.二号装置阀前温度传感器，160. -号 装置输出流量计，170.二号装置输出流量计，180. -号装置输出电动调节阀，190.二号装 置输出电动调节阀，200.二氧化碳输出远传压力表，210.二