瓦斯抽采钻孔基本参数自动监控装置制造方法

瓦斯抽采钻孔基本参数自动监控装置制造方法
【专利摘要】一种能进行实时、连续、自动监控瓦斯抽采钻孔基本参数的瓦斯抽采钻孔基本参数自动监控装置，属于瓦斯抽采的安全领域。该装置以PLCCPU221作为主控器，通过瓦斯浓度检测仪、气体压力检测仪、流量检测仪测得抽采钻孔的基本参数，数据采集装置对模拟量进行简单的处理后送入主控器中，上位机通过组态软件借助Profibus通信方式和PLCCPU221进行实时地数据交换，通过上位机的显示屏可观察每隔5秒钟抽采钻孔的基本参数，此装置节约了大量的人力，物力。提高了钻孔的抽采率，以及瓦斯利用率，对及时作出瓦斯抽采效果评价有很大帮助。
【专利说明】瓦斯抽采钻孔基本参数自动监控装置
【技术领域】
[0001]瓦斯抽采钻孔基本参数自动监控装置，属于瓦斯抽采的安全领域。是一种能够实时、连续、准确、自动地监控井下瓦斯抽采钻孔的抽采负压、瓦斯浓度、流量基本参数的装置。
【背景技术】
[0002]瓦斯作为一种灾难性物质，具有爆炸性、窒息性、突出性等特点，严重威胁着矿工的生命安全和煤矿的正常生产；作为一种优质、清洁、高效能源，具有重要的开发、利用价值；作为一科温室气体，未处理或直接排到大气中会造成严重的环境污染和资源浪费。因此，强化瓦斯抽采是减少瓦斯灾害，降低环境污染度，提高资源利用率的重要方法。瓦斯抽采主要通过布置钻孔、连接抽采管路、安装抽采泵机形成一套负压抽采装置，每个组成部分都决定着装置的抽采效果。对于抽采钻孔，抽采负压、瓦斯浓度、流量等参数是衡量钻孔抽采效果的最直接指标，而目前由于受地质条件、技术方法等因素制约，抽采钻孔主要布置在井下工作面，这在实际生产过程中需花费更多的人力、物力、财力到现场测量钻孔抽采参数，大大降低了工作效率。鉴于此，急需一套装置能够在地面实时、连续、自动地监控井下抽采钻孔的抽采负压、瓦斯浓度、流量等参数，可以及时评价钻孔抽采效果，为提高钻孔抽采率、利用率做出正确的调整。

【发明内容】

[0003]针对上述情况，本发明的目的在于提供一种能对井下抽采钻孔的抽采负压、瓦斯浓度、流量等参数进行实时监控的装置，并且当出现泄气、漏气的情况下该装置能快速采取措施，对提高瓦斯抽采率、利用率有很大帮助。
[0004]本装置分为井上部分和井下部分，井上部分:由通信端子(28)、PLCCPU221 (29)、报警指示灯(30)、报警铃(31)、220V交流电源(32)、报警急停开关(40)、启动按钮(41)、停止按钮(42)、EM277通信模块(43) ,Profibus线缆(46)、上位机(47)组成。由PLCCPU221作为主控器，并且通过通信电缆跟上位机进行通信。井下部分:数据采集装置由EEPROM(I)、嵌入式控制器(2)、RS-485接口(3)、电源调整器(4)、模数转换器(7)、多路复用器(8)组成，瓦斯浓度检测仪(14)，气体压力检测仪(15)，流量检测仪(16)，中问继电器(17)，电磁阀线圈(18)，24V开关电源(19)，RS-485信号中继器(20)。井下部分主要通过安装在每个抽采钻孔的管道上瓦斯浓度检测仪、气体压力检测仪、流量检测仪进行数据的采集，采集的数据会送到数据采集装置进行简单地处理，采集到的数据会通过RS485通信电缆送到PLCCPU221，此时PLCCPU221会把数据进行汇总，最终上位机会显示出所测量的参数。此装置可以实现每隔5秒钟，监测到的数据就会显现在显示屏上。并且，当管道出现故障时，PLCCPU221会控制电磁阀动作，关闭阀门。
[0005]此装置真正做到实时、连续、自动地监控，可以及时评价抽采效果，提高了工作效率。【专利附图】

【附图说明】
[0006]上文所述的发明方面以及其他特征将在下文中结合相关附图进行说明
[0007]附图1是瓦斯抽采钻孔摹本参数自动监控装置电气原理图
[0008]阳图2是瓦斯抽采钻孔基本参数自动监控装置的结构流程图
【具体实施方式】
[0009]在图1中，该装置分为两部分黑色虚线框标注的为井下部分，其余为井上部分。装置开始工作时，PLCCPU221 (29)由220V交流电源(32)供电，其中电源的零线端接到N (36)火线端按到L(35)。按下启动按钮(42)，同时要给24V开关电源(19)供电，此时瓦斯浓度检测仪(14)、气体压力检测仪(15)、流量检测仪(16)开始工作，检测到模拟量送到INl (9)、IN2(10)、IN3(11)三个端口，通过多路复用器(8)整合，模拟量数据通过模数转换器(7)变为数字量数据。此时，嵌入式控制器(2)会对接收到数据进行整理，数据过大时，EEPROM(I)会进行中转缓存，经过嵌入式控制器(2)整合的数据通过RS-485(3)并且要借助通信电缆把数据送出去，由于矿井巷道走向很长，要借助RS-485信号中继器(20)进行信号加强，信号中继器Vcc (23)端要送24V正电。信号经过线缆传输，送到PLCCPU221通信端子(28)，其中，电缆屏蔽线(24)要连接PLCCPU221外壳。PLCCPU221收到传输的数据，其CPU经过最终的数据整理借助EM277通信模块(43)送到上位机(47)，上位机显示屏会立刻显示出不同时刻采集到数据。并且可实现每隔5秒上位机就会刷新数据。
[0010]当显示的数据出现异常情况时，PLCCPU221会控制继电器输出端Q0.0 (33)动作，报警灯开始工作，同时，PLCCPU221会发出指令使多路复用器IN4(12)输出电压信号，这样中间继电器(17)线圈得电，和安装在管道上的电磁阀线圈(18)相连的常开触点闭合。此时，电磁阀线圈得电，阀门动作管道被封。
[0011]在图2中，装置开始工作之前，PLCCPU221 (29)和上位机(47)组态完毕，井下部分要进行调试，保证通信畅通。瓦斯浓度检测仪(14)、气体压力检测仪(15)、流量检测仪(16)工作输出电压或电流模拟量，嵌入式控制器(2)控制整个数据采集装置进行数据采集，采集的数据经过RS-485信号中继器(20)进行信号的放大，最终送到井上PLCCPU221中，此时，PLCCPU221经过数据整理和上位机进行通信，安装组态软件的上位机就会显示每隔5S的数据。如果某一时刻显示出数据异常，PLCCPU221会控制数据采集装置让其输出端输出电压信号，从而使中间继电器(17)线圈得电，最后电磁阀线圈(18)得电，阀门闭合。
【权利要求】
1.一种瓦斯抽采钻孔基本参数自动监控装置，其特征是:该装置由井上部分和井下部分组成: 井下部分:数据采集装置由EEPROM(I)、嵌入式控制器(2)、RS-485接口(3)、电源调整器(4)、模数转换器(7)、多路复用器(8)组成，瓦斯浓度检测仪(14)，气体压力检测仪(15)，流量检测仪(16)，中间继电器(17)，电磁阀线圈(18)，24V开关电源(19)，RS-485信号中继器(20)。 井上部分:由通信端子(28)、PLCCPU221 (29)、报警指示灯(30)、报警铃(31)、220V交流电源(32)、报警急停开关(40)、启动按钮(41)、停止按钮(42)、EM277通信模块(43)、Profibus线缆(46)、上位机(47)组成。
2.根据权利要求1所述的瓦斯抽采钻孔基本参数自动监控装置，其特征是:PLCCPU221 (29)通过设置好的程序可实现对抽采钻孔基本参数连续、自动、快速地监控，每过5秒钟上位机显示屏所显示的数据会进行一次刷新。
3.根据权利要求1所述的瓦斯抽采钻孔基本参数自动监控装置，其特征是:装置出现故障，PLCCPU221 (29)快速报警，提示工作人员注意。同时，PLCCPU221 (29)发出指令使井下中间继电器(17)线圈得电，中间继电器(17)常开点闭合，回路导通，电磁阀线圈(18)得电，筲道阀门闭合。
【文档编号】G05B19/418GK103823446SQ201410073366
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2014年3月3日 优先权日:2014年3月3日
【发明者】鲁忠良, 付腾, 苏伟伟, 张书军, 毋虎城, 鲁云鹤, 郅富标, 王洪丽 申请人:河南理工大学