礦用液態(tài)二氧化碳防滅火裝備系統(tǒng)及控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種智能測(cè)控系統(tǒng)及控制方法，具體涉及一種礦用液態(tài)二氧化碳防滅 火裝備系統(tǒng)及控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 二氧化碳防滅火系統(tǒng)是現(xiàn)今氣體防滅火系統(tǒng)中發(fā)展歷史最悠久、防滅火技術(shù)最成 熟的固定式氣體防滅火系統(tǒng)。經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家二氧化碳防滅火系統(tǒng)的設(shè)置量?jī)H次于灑水防滅 火系統(tǒng)，為氣體防滅火系統(tǒng)之最。二氧化碳作為一種潔凈的，對(duì)環(huán)境幾乎不構(gòu)成污染的滅火 劑，由于其廉價(jià)、制取成本低、來(lái)源廣泛、性能價(jià)格比高而廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外消防工程中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 發(fā)明目的
[0004] 為了解決煤礦在采煤的過(guò)程中，由鉆探設(shè)備與煤層摩擦而引起的煤層燃燒問(wèn)題， 本發(fā)明提供了一種礦用液態(tài)二氧化碳防滅火裝備系統(tǒng)及控制方法，可以實(shí)現(xiàn)將液態(tài)OV決 速的轉(zhuǎn)換為氣態(tài)CO 2，以確保在采煤的過(guò)程中防滅火的需求，具有高效、快速等優(yōu)點(diǎn)。
[0005] 技術(shù)方案
[0006] -種礦用液態(tài)二氧化碳防滅火裝備系統(tǒng)，包括二氧化碳轉(zhuǎn)換裝置、調(diào)壓裝置、PLC 控制系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)后臺(tái)系統(tǒng)，其特征在于：計(jì)算機(jī)后臺(tái)系統(tǒng)連接PLC控制系統(tǒng)，PLC控制系 統(tǒng)分別連二氧化碳轉(zhuǎn)換裝置和二氧化碳調(diào)壓裝置；二氧化碳調(diào)壓裝置為兩個(gè)，分別為一號(hào) 二氧化碳調(diào)壓裝置和二號(hào)二氧化碳調(diào)壓裝置；二氧化碳轉(zhuǎn)換裝置為兩個(gè)，分別為一號(hào)二氧 化碳轉(zhuǎn)換裝置和二號(hào)二氧化碳轉(zhuǎn)換裝置；一號(hào)二氧化碳調(diào)壓裝置連接一號(hào)二氧化碳轉(zhuǎn)換裝 置；二號(hào)二氧化碳調(diào)壓裝置連接二號(hào)二氧化碳轉(zhuǎn)換裝置。
[0007] -號(hào)二氧化碳轉(zhuǎn)換裝置包括加熱器、一號(hào)裝置水箱、一號(hào)裝置水栗、一號(hào)裝置轉(zhuǎn)化 器液位傳感器和一號(hào)裝置轉(zhuǎn)化器水溫傳感器；加熱器、一號(hào)裝置轉(zhuǎn)化器液位傳感器和一號(hào) 裝置轉(zhuǎn)化器水溫傳感器設(shè)置在一號(hào)裝置水箱內(nèi)；加熱器、一號(hào)裝置水箱、一號(hào)裝置水栗、一 號(hào)裝置轉(zhuǎn)化器液位傳感器和一號(hào)裝置轉(zhuǎn)化器水溫傳感器分別連接PLC控制系統(tǒng)；二號(hào)二氧 化碳轉(zhuǎn)換裝置包括加熱器、二號(hào)裝置水箱、二號(hào)裝置水栗、二號(hào)裝置轉(zhuǎn)化器液位傳感器和二 號(hào)裝置轉(zhuǎn)化器水溫傳感器；加熱器、二號(hào)裝置轉(zhuǎn)化器液位傳感器和二號(hào)裝置轉(zhuǎn)化器水溫傳 感器設(shè)置在二號(hào)裝置水箱內(nèi)；加熱器、二號(hào)裝置水箱、二號(hào)裝置水栗、二號(hào)裝置轉(zhuǎn)化器液位 傳感器和二號(hào)裝置轉(zhuǎn)化器水溫傳感器分別連接PLC控制系統(tǒng)。
[0008] -號(hào)二氧化碳調(diào)壓裝置包括一號(hào)裝置輸出流量計(jì)、一號(hào)裝置輸出電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、一 號(hào)裝置閥前溫度傳感器、一號(hào)裝置閥前壓力傳感器和一號(hào)裝置補(bǔ)壓電磁閥；一號(hào)裝置輸出 電動(dòng)調(diào)節(jié)閥連接一號(hào)裝置輸出流量計(jì)，一號(hào)裝置輸出流量計(jì)連接一號(hào)裝置閥前溫度傳感 器，一號(hào)裝置閥前溫度傳感器連接一號(hào)裝置閥前壓力傳感器，一號(hào)裝置閥前壓力傳感器連 接一號(hào)裝置水箱，一號(hào)裝置水箱連接一號(hào)裝置補(bǔ)壓電磁閥，一號(hào)裝置輸出電動(dòng)調(diào)節(jié)閥通過(guò) 管路連接二氧化碳輸出遠(yuǎn)傳溫度表和二氧化碳輸出遠(yuǎn)傳壓力表；一號(hào)裝置輸出流量計(jì)、一 號(hào)裝置輸出電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、一號(hào)裝置閥前溫度傳感器、一號(hào)裝置閥前壓力傳感器、一號(hào)裝置補(bǔ) 壓電磁閥、二氧化碳輸出遠(yuǎn)傳溫度表和二氧化碳輸出遠(yuǎn)傳壓力表分別連接PLC控制系統(tǒng)； 二號(hào)二氧化碳調(diào)壓裝置包括二號(hào)裝置輸出流量計(jì)、二號(hào)裝置輸出電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、二號(hào)裝置閥 前溫度傳感器、二號(hào)裝置閥前壓力傳感器和二號(hào)裝置補(bǔ)壓電磁閥；二號(hào)裝置輸出電動(dòng)調(diào)節(jié) 閥連接二號(hào)裝置輸出流量計(jì)，二號(hào)裝置輸出流量計(jì)連接二號(hào)裝置閥前溫度傳感器，二號(hào)裝 置閥前溫度傳感器連接二號(hào)裝置閥前壓力傳感器，二號(hào)裝置閥前壓力傳感器連接二號(hào)裝置 水箱，二號(hào)裝置水箱連接二號(hào)裝置補(bǔ)壓電磁閥，二號(hào)裝置輸入電動(dòng)調(diào)節(jié)閥通過(guò)管路連接二 氧化碳輸出遠(yuǎn)傳溫度表和二氧化碳輸出遠(yuǎn)傳壓力表；二號(hào)裝置輸出流量計(jì)、二號(hào)裝置輸出 電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、二號(hào)裝置閥前溫度傳感器、二號(hào)裝置閥前壓力傳感器和二號(hào)裝置補(bǔ)壓電磁閥 分別連接PLC控制系統(tǒng)。
[0009] PLC控制系統(tǒng)包括動(dòng)力執(zhí)行機(jī)構(gòu)、觸屏工控機(jī)、PLC控制器、開(kāi)關(guān)量輸入/輸出模 塊、第一熱電阻輸入模塊、第二熱電阻輸入模塊、第一模擬量輸入/輸出模塊、第二模擬量 輸入/輸出模塊；觸屏工控機(jī)連接PLC控制器；PLC控制器連接開(kāi)關(guān)量輸入/輸出模塊；開(kāi) 關(guān)量輸入/輸出模塊連接第一熱電阻輸入模塊；第一熱電阻輸入模塊連接第二熱電阻輸入 模塊；第二熱電阻輸入模塊連接第一模擬量輸入/輸出模塊；第一模擬量輸入/輸出模塊 連接第二模擬量輸入/輸出模塊；動(dòng)力執(zhí)行機(jī)構(gòu)分別連接PLC控制器、開(kāi)關(guān)量輸入/輸出模 塊。
[0010] 計(jì)算機(jī)后臺(tái)系統(tǒng)包括工控機(jī)、打印機(jī)和投影儀；工控機(jī)分別連接打印機(jī)、投影儀。
[0011] 計(jì)算機(jī)后臺(tái)系統(tǒng)通過(guò)RS232或以太網(wǎng)與PLC控制系統(tǒng)通信連接。
[0012] -種如上所述礦用液態(tài)二氧化碳防滅火裝備系統(tǒng)的控制方法，其特征在于：由礦 用液態(tài)二氧化碳防滅火裝備系統(tǒng)執(zhí)行，該方法步驟如下：
[0013] 步驟一：選擇系統(tǒng)運(yùn)行的方式，即選擇自動(dòng)運(yùn)行方式或手動(dòng)運(yùn)行方式；
[0014] 步驟二：選擇裝置運(yùn)行的方式，即選擇一號(hào)二氧化碳轉(zhuǎn)換裝置運(yùn)行、二號(hào)二氧化碳 轉(zhuǎn)換裝置運(yùn)行或一號(hào)二氧化碳轉(zhuǎn)換裝置與二號(hào)二氧化碳轉(zhuǎn)換裝置混合運(yùn)行；
[0015] 步驟三：?jiǎn)?dòng)一號(hào)裝置水栗、二號(hào)裝置水栗或一號(hào)裝置水栗和二號(hào)裝置水栗，并檢 測(cè)轉(zhuǎn)換裝置水溫，若轉(zhuǎn)換裝置水溫低于設(shè)定的水溫，系統(tǒng)自動(dòng)開(kāi)啟加熱器，使轉(zhuǎn)換裝置的水 溫度穩(wěn)定在設(shè)定值； _6] 步驟四：以水溫作為設(shè)定值，調(diào)節(jié)CO2的溫度，使CO2的溫度達(dá)到設(shè)定的溫度；
[0017] 步驟五：系統(tǒng)檢測(cè)一號(hào)二氧化碳調(diào)壓裝置和二號(hào)二氧化碳調(diào)壓裝置閥前的壓力和 溫度，若其壓力低于設(shè)定值且溫度達(dá)到設(shè)定值，開(kāi)啟OV液體入口閥門(mén)，而后一號(hào)二氧化碳 調(diào)壓裝置和二號(hào)二氧化碳調(diào)壓裝置閥前壓力會(huì)逐漸升高，當(dāng)其壓力處于設(shè)定的范圍時(shí)，系 統(tǒng)自動(dòng)打開(kāi)CO 2出氣閥門(mén)，將CO2氣體排出；若其壓力高于設(shè)定值且溫度達(dá)到設(shè)定值，系統(tǒng)將 直接自動(dòng)打開(kāi)CO 2出氣閥門(mén)，將CO 2氣體排出，而不需要打開(kāi)CO 2液體入口閥門(mén)；
[0018] 步驟六：在系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中，若二氧化碳轉(zhuǎn)換裝置的一號(hào)裝置水箱和二號(hào)裝置 水箱水位低于設(shè)定的低報(bào)警水位或一號(hào)二氧化碳調(diào)壓裝置和二號(hào)二氧化碳調(diào)壓裝置閥前 的壓力持續(xù)低于設(shè)定的壓力時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行方式連鎖停機(jī)，此時(shí)系統(tǒng)提示低水位或液態(tài) 〇) 2用完報(bào)警并且將自動(dòng)轉(zhuǎn)換到手動(dòng)運(yùn)行方式。
[0019] 步驟二中，一號(hào)二氧化碳轉(zhuǎn)換裝置與二號(hào)二氧化碳轉(zhuǎn)換裝置混合運(yùn)行是指一號(hào)二 氧化碳轉(zhuǎn)換裝置與二號(hào)二氧化碳轉(zhuǎn)換裝置交替運(yùn)行。
[0020] 步驟三中，啟動(dòng)一號(hào)裝置水栗、二號(hào)裝置水栗或一號(hào)裝置水栗和二號(hào)裝置水栗是 通過(guò)手動(dòng)方式實(shí)現(xiàn)的。
[0021] 優(yōu)點(diǎn)及效果
[0022] 本發(fā)明是一種礦用液態(tài)二氧化碳防滅火裝備系統(tǒng)及控制方法，具有如下優(yōu)點(diǎn)和有 益效果：
[0023] 本發(fā)明所述礦用液態(tài)二氧化碳防滅火裝備系統(tǒng)及其控制方法，通過(guò)使用PLC控制 器作為此系統(tǒng)的控制核心，可實(shí)現(xiàn)將液態(tài)OV決速的轉(zhuǎn)換為氣態(tài)CO 2，以確保在采煤的過(guò)程 中防滅火的需求，具有高效、快速等優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0024] 圖1為本發(fā)明礦用液態(tài)二氧化碳防滅火裝備系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
[0025] 圖2為本發(fā)明礦用液態(tài)二氧化碳防滅火裝備系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026] 圖3~圖5為本發(fā)明的用于礦用液態(tài)二氧化碳防滅火裝備系統(tǒng)的PLC控制系統(tǒng)原 理圖。其中，圖3為PLC控制器模塊與開(kāi)關(guān)量輸入/輸出模塊的組合；圖4為兩個(gè)熱電阻輸 入模塊的組合；圖5為兩個(gè)模擬量輸入/輸出模塊的組合；圖3~圖5按照順序整體構(gòu)成 PLC控制系統(tǒng)-PLC部分原理圖（避免一幅圖放不下，按模塊拆分為三幅圖）。
[0027] 圖6為本發(fā)明礦用液態(tài)二氧化碳防滅火裝備系統(tǒng)的PLC控制系統(tǒng)-動(dòng)力執(zhí)行機(jī)構(gòu) 原理圖。
[0028] 表1開(kāi)關(guān)量輸入表
[0029]
[0030] 表2開(kāi)關(guān)量輸出表
[0031]
[0032] 表3模擬量輸入表
[0033]
[0039] 。
[0040] 附圖標(biāo)記說(shuō)明：
[0041] 10. -號(hào)二氧化碳轉(zhuǎn)換裝置，20.二號(hào)二氧化碳轉(zhuǎn)換裝置，30. -號(hào)二氧化碳調(diào)壓 裝置，40.二號(hào)二氧化碳調(diào)壓裝置，50. PLC控制系統(tǒng)，60.計(jì)算機(jī)后臺(tái)系統(tǒng)，100. -號(hào)裝置補(bǔ) 壓電磁閥，110.二號(hào)裝置輸補(bǔ)壓電磁閥，120. -號(hào)裝置閥前壓力傳感器，130.二號(hào)裝置閥 前壓力傳感器，140. -號(hào)裝置閥前溫度傳感器，150.二號(hào)裝置閥前溫度傳感器，160. -號(hào) 裝置輸出流量計(jì)，170.二號(hào)裝置輸出流量計(jì)，180. -號(hào)裝置輸出電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，190.二號(hào)裝 置輸出電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，200.二氧化碳輸出遠(yuǎn)傳壓力表，210.二