一種基于plc的瓦斯輸送監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種基于PLC的瓦斯輸送監(jiān)控系統(tǒng)，包括：傳感器、控制裝置、PLC和計(jì)算機(jī)?？刂蒲b置連接在管道上，每段管道上面都安裝了傳感器用于測取瓦斯的信息，PLC對傳感器測量的數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣并上傳至計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)根據(jù)采樣的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的預(yù)測，并將預(yù)測結(jié)果反饋回PLC，PLC再根據(jù)預(yù)測結(jié)果做出相應(yīng)的控制。該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對礦上瓦斯的安全狀況進(jìn)行自動地監(jiān)測控制。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種基于PLC的瓦斯輸送監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對礦上瓦斯的安全狀況 進(jìn)行自動地監(jiān)測控制。屬于工業(yè)監(jiān)控【技術(shù)領(lǐng)域】。 -種基于PLC的瓦斯輸送監(jiān)控系統(tǒng)

【背景技術(shù)】
[0002] 煤礦瓦斯是一種混合氣體，主要由甲烷、二氧化碳、氮?dú)獾冉M成。瓦斯吸附在煤層 內(nèi)，作為煤炭開采的伴生物，產(chǎn)生于煤炭開采的過程中，并且具有無毒、無味、無色、可燃燒 的特征。我國目前對于煤礦瓦斯的利用主要局限于瓦斯抽放站抽取的井下抽放瓦斯，且只 限于少數(shù)國家重點(diǎn)煤礦，其用途也只局限于作為燃料，供給民用或發(fā)電等。
[0003] 制約國內(nèi)外低濃度瓦斯利用的首要問題是：對于低濃度瓦斯氣體的安全輸送問 題，對于濃度低于30%的瓦斯，理論上是可以直接利用的，但卻給安全運(yùn)輸帶來極大的困 難。由于瓦斯?jié)舛冉缦奘?% -15%。當(dāng)瓦斯?jié)舛鹊陀?%時，遇火不爆炸，當(dāng)瓦斯?jié)舛?為9. 5%時，其爆炸威力最大；當(dāng)瓦斯?jié)舛仍?6%以上時，失去起爆炸性。由于對濃度低 于30%以下的超低濃度瓦斯的安全輸送存在難點(diǎn)，至今乃至世界上尚未徹底解決這一大難 題，所以利用超低濃度瓦斯發(fā)電項(xiàng)目前還未能有效解決辦法。若能解決低濃度瓦斯氣體的 安全輸送問題，瓦斯利用將再也不受濃度范圍的禁錮，利用量和利用率都必將會大幅度上 升。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本實(shí)用新型所要解決的問題是設(shè)計(jì)一種基于PLC的瓦斯輸送監(jiān)控系統(tǒng)，解決了瓦 斯在管道輸送的安全問題，其特征在于，包括對管道中瓦斯各項(xiàng)信息參數(shù)的監(jiān)測讀取系統(tǒng) 和自動調(diào)節(jié)閥、阻爆、抑爆裝置的制動控制系統(tǒng)。
[0005] 所述的基于PLC的瓦斯輸送監(jiān)控系統(tǒng)，包括其整個系統(tǒng)的組成部分主要有：變頻 器、風(fēng)機(jī)組、PLC可編程邏輯控制器、計(jì)算機(jī)、控制裝置，這類裝置主要包括：抑爆裝置、滅火 裝置，聲光報(bào)警裝置、儲氣罐、電動控制閥門（V-19)、阻爆、抑爆裝置（C-l、C-2、C-3、C-4、 C-5、C-6)、手動控制閥門（V-l、V-2、V-3、V-4、V-5、V-6、V-7、V-8、V-9、V-10、V-ll、V-12、 V-13、V-14、V-15)，傳感器（01、02、03、04、05、06、07、08、09、10、11、12、13、14、15)這類傳感 器主要包含溫度傳感器、壓力傳感器、濃度傳感器，傳感器（16、17、18、19、20)這類傳感器 主要包含溫度傳感器、壓力傳感器、濃度傳感器、火焰?zhèn)鞲衅?br> [0006] 所述的瓦斯輸送監(jiān)控系統(tǒng)的井下連接，在煤層中進(jìn)行鉆孔，并在孔眼中安置瓦斯 輸送的管道，管道通過手動控制閥門（v-l、V-2、V-3、V-4、V-5、V-6、V-7、V-8、V-9、V-10、 V-11、V-12、V-13、V-14、V-15)與另一接管道相連接，在另一接管道上面安裝溫度傳感器、 壓力傳感器、濃度傳感器（01、02、03、04、05、06、07、08、09、10、11、12、13、14、15)，這些管道 最后都連接到主管道上，主管道通過連接阻爆、抑爆裝置（C-1)再連接另一段主管道，在這 一段主管道上面安裝溫度傳感器、壓力傳感器、濃度傳感器、火焰?zhèn)鞲衅鳎?6)，在經(jīng)過一個 阻爆、抑爆裝置（C-2)將管道鋪設(shè)到地面上。
[0007] 所述的瓦斯輸送系統(tǒng)的地面上的連接，在從井下出來的一段管道通過一個電力控 制閥門（V-19)來連接下一段管道，并在下一段管道上面安裝溫度傳感器、壓力傳感器、濃 度傳感器、火焰?zhèn)鞲衅鳎?7)，在通過一個阻爆、抑爆裝置（C-3)連接到風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)口，風(fēng)機(jī) 的出風(fēng)口通過一個阻爆、抑爆裝置（C-4)連接到輸送管道上，并在接下來鋪設(shè)的管道中每 一段管道都是通過控制裝置進(jìn)行連接起來的，并在每一段管道中安裝溫度傳感器、壓力傳 感器、濃度傳感器、火焰?zhèn)鞲衅?，最后管道通過一個阻爆、抑爆裝置（C-5)連接到一個氣體 儲存罐的進(jìn)氣口處，氣體儲存罐的出氣口處通過一個阻爆、抑爆裝置（C-6)連接到瓦斯的 利用端上。
[0008] 所述的瓦斯輸送系統(tǒng)中PLC的連接，PLC從溫度傳感器、壓力傳感器、濃度傳感器 (01、02、03、04、05、06、07、08、09、10、11、12、13、14、15)和溫度傳感器、壓力傳感器、濃度傳 感器、火焰?zhèn)鞲衅鳎?6)中獲得井下瓦斯輸送管道中的瓦斯信息，并從地面管道上的傳感器 獲得相應(yīng)的管道中瓦斯的相關(guān)信息。PLC的控制輸出端與阻爆、抑爆裝置（C-l、C-2、C-3、 C-4、C-5、C-6)、電力控制閥門（V-19)、變頻器和聲光報(bào)警裝置，PLC的信號輸出端與計(jì)算機(jī) 相連接。
[0009] 進(jìn)一步地，所述基于PLC的瓦斯輸送監(jiān)控系統(tǒng)是按照以下步驟控制的：
[0010] 步驟一，需要輸送的瓦斯氣體通過手動閥門（v-l、V-2、V-3、V-4、V-5、V-6、V-7、 V-8、V-9、V-10、V-11、V-12、V-13、V-14、V-15)和溫度傳感器、壓力傳感器、濃度傳感器（01、 02、03、04、05、06、07、08、09、10、11、12、13、14、15)進(jìn)入主管道中，并將傳感器所測得的數(shù)據(jù) 送入到PLC中；
[0011] 步驟二，溫度傳感器、壓力傳感器、濃度傳感器、火焰?zhèn)鞲衅鳎?7)對管道中的瓦斯 氣體進(jìn)行檢測，并將監(jiān)測的結(jié)果送入到可編程邏輯控制器PLC中；
[0012] 步驟三，管道中的瓦斯氣體未出現(xiàn)安全問題。PLC跟根據(jù)傳感器所測得的信息，通 過變頻器來控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速和控制電力控制閥的開度，來盡量使得管道中的瓦斯?jié)舛缺３址€(wěn) 定；
[0013] 步驟四，PLC根據(jù)每個傳感器給出的信息對每段管道進(jìn)行監(jiān)測，一旦一段管道上出 現(xiàn)危險情況，PLC將控制相應(yīng)的控制裝置對那一段管道中的瓦斯氣體進(jìn)行相應(yīng)的處理，并發(fā) 出聲光報(bào)警信號。并且PLC將管道中的瓦斯信息輸送到計(jì)算機(jī)中，計(jì)算機(jī)會對每段管道中 瓦斯的變化進(jìn)行提前的預(yù)測，并顯示結(jié)果；
[0014] 步驟五，瓦斯輸送到氣體儲存罐中，等待進(jìn)一步處理利用。
[0015] 進(jìn)一步地，所述瓦斯輸送監(jiān)控系統(tǒng)采用可編程邏輯控制器與計(jì)算機(jī)相連，利用計(jì) 算機(jī)的數(shù)據(jù)處理能力和相應(yīng)的預(yù)測算法，對管道中的瓦斯變化進(jìn)行預(yù)測，PLC根據(jù)預(yù)測的結(jié) 果進(jìn)行相應(yīng)的預(yù)處理。并且計(jì)算機(jī)對相應(yīng)的控制結(jié)果進(jìn)行顯示和存儲。
[0016] 本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0017] 1、本實(shí)用新型控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對瓦斯輸送的連續(xù)監(jiān)控，獲取信息準(zhǔn)確，處理速度 快；
[0018] 2、本實(shí)用新型控制系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)對管道瓦斯變化進(jìn)行預(yù)測，可以對相應(yīng)的危險 段管道進(jìn)行與處理，可以有效的防止瓦斯災(zāi)害；
[0019] 3、本實(shí)用新型控制系統(tǒng)兼顧了高濃度瓦斯輸送系統(tǒng)和低濃度瓦斯輸送系統(tǒng)，節(jié)約 了相應(yīng)的監(jiān)控設(shè)備，降低了設(shè)備投入；

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020] 圖1是本實(shí)用新型的一種基于PLC瓦斯輸送監(jiān)控地面系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021] 圖2是本實(shí)用新型的一種基于PLC瓦斯輸送監(jiān)控地下系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

【具體實(shí)施方式】
[0022] 下面結(jié)合附圖1和附圖2對本實(shí)用新型的實(shí)施例作詳細(xì)說明：本實(shí)施例在以本實(shí) 用新型技術(shù)方案前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本實(shí)用新 型的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
[0023] 本實(shí)用新型是一種基于PLC瓦斯輸送監(jiān)控系統(tǒng)，包括瓦斯輸送監(jiān)控地面系統(tǒng)和瓦 斯輸送監(jiān)控地下系統(tǒng)。
[0024] 所述的基于PLC的瓦斯輸送監(jiān)控系統(tǒng)，包括其整個系統(tǒng)的組成部分主要有：變頻 器、風(fēng)機(jī)組、PLC可編程邏輯控制器、計(jì)算機(jī)、控制裝置，這類裝置主要包括：抑爆裝置、滅火 裝置，聲光報(bào)警裝置、儲氣罐、電動控制閥門（V-19)、阻爆、抑爆裝置（C-l、C-2、C-3、C-4、 C-5、C-6)、手動控制閥門（V-l、V-2、V-3、V-4、V-5、V-6、V-7、V-8、V-9、V-10、V-ll、V-12、 V-13、V-14、V-15)，傳感器（01、02、03、04、05、06、07、08、09、10、11、12、13、14、15)這類傳感 器主要包含溫度傳感器、壓力傳感器、濃度傳感器，傳感器（16、17、18、19、20)這類傳感器 主要包含溫度傳感器、壓力傳感器、濃度傳感器、火焰?zhèn)鞲衅?br> [0025] 所述的瓦斯輸送監(jiān)控系統(tǒng)的井下連接，在煤層中進(jìn)行鉆孔，并在孔眼中安置瓦斯 輸送的管道，管道通過手動控制閥門（V-l、V-2、V-3、V-4、V-5、V-6、V-7、V-8、V-9、V-10、 V-11、V-12、V-13、V-14、V-15)與另一接管道相連接，在另一接管道上面安裝溫度傳感器、壓 力傳感器、濃度傳感器（01、02、03、04、05、06、07、08、09、10、11、12、13、14、15)，這些管道最 后都連接到主管道上，主管道通過連接阻爆、抑爆裝置（C-1)再連接另一段主管道，在這 一段主管道上面安裝溫度傳感器、壓力傳感器、濃度傳感器、火焰?zhèn)鞲衅鳎?6)，在經(jīng)過一個 阻爆、抑爆裝置（C-2)將管道鋪設(shè)到地面上。
[0026] 所述的瓦斯輸送系統(tǒng)的地面上的連接，在從井下出來的一段管道通過一個電力控 制閥門（V-19)來連接下一段管道，并在下一段管道上面安裝溫度傳感器、壓力傳感器、濃 度傳感器、火焰?zhèn)鞲衅鳎?7)，在通過一個阻爆、抑爆裝置（C-3)連接到風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)口，風(fēng)機(jī) 的出風(fēng)口通過一個阻爆、抑爆裝置（C-4)連接到輸送管道上，并在接下來鋪設(shè)的管道中每 一段管道都是通過控制裝置進(jìn)行連接起來的，并在每一段管道中安裝溫度傳感器、壓力傳 感器、濃度傳感器、火焰?zhèn)鞲衅?，最后管道通過一個阻爆、抑爆裝置（C-5)連接到一個氣體 儲存罐的進(jìn)氣口處，氣體儲存罐的出氣口處通過一個阻爆、抑爆裝置（C-6)連接到瓦斯的 利用端上。
[0027] 所述的瓦斯輸送系統(tǒng)中PLC的連接，PLC從溫度傳感器、壓力傳感器、濃度傳感器 (01、02、03、04、05、06、07、08、09、10、11、12、13、14、15)和溫度傳感器、壓力傳感器、濃度傳 感器、火焰?zhèn)鞲衅鳎?6)中獲得井下瓦斯輸送管道中的瓦斯信息，并從地面管道上的傳感器 獲得相應(yīng)的管道中瓦斯的相關(guān)信息。PLC的控制輸出端與阻爆、抑爆裝置（C-l、C-2、C-3、 C-4、C-5、C-6)、電力控制閥門（V-19)、變頻器和聲光報(bào)警裝置相連接，PLC的信號輸出端與 計(jì)算機(jī)相連接。
【權(quán)利要求】
1. 一種基于PLC的瓦斯輸送監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于：在煤層中進(jìn)行鉆孔，并在孔眼中安 置瓦斯輸送的管道，管道通過手動控制閥門（V-l、V-2、V-3、V-4、V-5、V-6、V-7、V-8、V-9、 V-10、V-11、V-12、V-13、V-14、V-15)與另一接管道相連接，在另一接管道上面安裝溫度傳感 器、壓力傳感器、濃度傳感器（01、02、03、04、05、06、07、08、09、10、11、12、13、14、15)，這些管 道最終都連接到主管道上，主管道通過連接阻爆、抑爆裝置（C-1)再連接另一段主管道，在 這一段主管道上面安裝溫度傳感器、壓力傳感器、濃度傳感器、火焰?zhèn)鞲衅鳎?6)，再經(jīng)過一 個阻爆、抑爆裝置（C-2)將管道鋪設(shè)到地面上；從井下出來的一段管道通過一個電力控制 閥門（V-19)來連接下一段管道，并在下一段管道上面安裝溫度傳感器、壓力傳感器、濃度 傳感器、火焰?zhèn)鞲衅鳎?7)，再通過一個阻爆、抑爆裝置（C-3)連接到風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)口，風(fēng)機(jī)的 出風(fēng)口通過一個阻爆、抑爆裝置（C-4)連接到輸送管道上，并在接下來鋪設(shè)的管道中每一 段管道都是通過控制裝置進(jìn)行連接起來的，并在每一段管道中安裝溫度傳感器、壓力傳感 器、濃度傳感器、火焰?zhèn)鞲衅鳎詈蠊艿劳ㄟ^一個阻爆、抑爆裝置（C-5)連接到一個氣體儲 存罐的進(jìn)氣口處，氣體儲存罐的出氣口處通過一個阻爆、抑爆裝置（C-6)連接到瓦斯的利 用端上；PLC從溫度傳感器、壓力傳感器、濃度傳感器（01、02、03、04、05、06、07、08、09、10、 11、12、13、14、15)和溫度傳感器、壓力傳感器、濃度傳感器、火焰?zhèn)鞲衅鳎?6)中獲得井下瓦 斯輸送管道中的瓦斯信息，并從地面管道上的傳感器獲得相應(yīng)的管道中瓦斯的相關(guān)信息； PLC的控制輸出端與阻爆、抑爆裝置（C-1、C-2、C-3、C-4、C-5、C-6)、電力控制閥門（V-19)、 變頻器和聲光報(bào)警裝置相連接，PLC的信號輸出端與計(jì)算機(jī)相連接。
【文檔編號】E21F17/18GK203891937SQ201420318587
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年6月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月13日
【發(fā)明者】趙佰亭, 賈曉芬, 朱玉強(qiáng) 申請人:安徽理工大學(xué)