CN217813590U - 煤矿瓦斯抽放泵站集控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种煤矿瓦斯抽放泵站集控系统，它包括管道参数监测组件、环境参数监测组件、工况参数监测组件、供水参数监测组件、PLC控制器、网络交换机、第一网关、第二网关、第三网关和第四网关；所述管道参数监测组件与第一网关相连，所述管道参数监测组件用于对管道内气体的流量、温度、压力、甲烷浓度、一氧化碳浓度进行连续监测；所述环境参数监测组件与第二网关相连，所述环境参数监测组件用于对瓦斯泵房和管道走廊的环境瓦斯浓度、环境温度进行连续监测；所述工况参数监测组件与第三网关相连。本实用新型提供一种煤矿瓦斯抽放泵站集控系统，对瓦斯抽放系统的运行状况进行全方位的监测和自动化控制。

Description

煤矿瓦斯抽放泵站集控系统

技术领域

本实用新型涉及一种煤矿瓦斯抽放泵站集控系统。

背景技术

目前，煤矿井下瓦斯治理的基本思想是“先抽后采、监测监控、以风定产”的瓦斯治理工作方针，将瓦斯抽放排在第一位充分说明它的重要性。

现有的煤矿瓦斯抽放系统，虽然也能实现对瓦斯的抽放，但是缺乏对瓦斯抽放系统中各个设备的有效监测，导致值班人员不能对瓦斯抽放泵进行监测及控制，电机轴温、油温、三相绕组温度、缺水、水流量、水位等传感器也无法简单快捷地接入现有的PLC控制柜，现场值班操作人员不能对泵站各监测点的环境参数及主要设备运行状况实时监控、不能对危害的早期预测和预报提供准确的数据，影响安全生产。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种煤矿瓦斯抽放泵站集控系统，对瓦斯抽放系统的运行状况进行全方位的监测和自动化控制。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：

一种煤矿瓦斯抽放泵站集控系统，它包括管道参数监测组件、环境参数监测组件、工况参数监测组件、供水参数监测组件、PLC控制器、网络交换机、第一网关、第二网关、第三网关和第四网关；

所述管道参数监测组件与第一网关相连，所述管道参数监测组件用于对管道内气体的流量、温度、压力、甲烷浓度、一氧化碳浓度进行连续监测；

所述环境参数监测组件与第二网关相连，所述环境参数监测组件用于对瓦斯泵房和管道走廊的环境瓦斯浓度、环境温度进行连续监测；

所述工况参数监测组件与第三网关相连，所述工况参数监测组件用于对瓦斯抽放泵轴温、瓦斯抽放泵开停状态进行连续监测；

所述供水参数监测组件与第四网关相连，所述供水参数监测组件用于对水泵供水状态、水池水位进行连续监测；

所述第一网关、第二网关、第三网关和第四网关均通过网络交换机与PLC控制器相连。

进一步，还包括进气总管、旁通管、排气总管和瓦斯抽放泵，所述进气总管通过进气阀门与旁通管的进气端相连，所述旁通管的出气端设置有旁通阀，所述瓦斯抽放泵的进气口与旁通管连通，所述瓦斯抽放泵的出气口与排气总管连通，所述瓦斯抽放泵的进水口连接有进水管，所述进水管的进水口连接有水泵，所述水泵的进水口连接有抽水管，所述抽水管的进水口设置在水池中，所述瓦斯抽放泵的出水口连接有出水管。

进一步，所述管道参数监测组件包括气体流量传感器、管道温度传感器、负压传感器、管道甲烷传感器和一氧化碳传感器，所述旁通管的进气端和出气端分别设置有一组管道甲烷传感器和一氧化碳传感器，所述气体流量传感器、管道温度传感器和负压传感器均设置在旁通管的进气端。

进一步，所述气体流量传感器、管道温度传感器、负压传感器、管道甲烷传感器和一氧化碳传感器的输出端均通过RS485通信与第一网关相连。

进一步，所述环境参数监测组件包括环境甲烷传感器和环境温度传感器，所述环境甲烷传感器和环境温度传感器均安装在瓦斯泵房和管道走廊内。

进一步，所述环境甲烷传感器和环境温度传感器的输出端均通过RS485通信与第二网关相连。

进一步，所述工况参数监测组件包括轴温传感器和开停传感器，所述轴温传感器用于监测瓦斯抽放泵的轴温，所述开停传感器用于监测瓦斯抽放泵的开停状态。

进一步，所述轴温传感器和开停传感器的输出端均通过RS485通信与第三网关相连。

进一步，所述供水参数监测组件包括水流量传感器和液位传感器，所述水流量传感器设置在瓦斯抽放泵的进水管上，所述水流量传感器用于监测进水管的水流量，所述液位传感器设置在水池中，所述液位传感器用于监测水池内的水位。

进一步，所述水流量传感器和液位传感器的输出端均通过RS485通信与第四网关相连。

采用了上述技术方案，本实用新型具有以下的有益效果：

1.可以对瓦斯抽放系统的运行状况进行全方位的监测，监测参数包括管道、环境、工况、供水参数等；

2.根据瓦斯抽放系统运行状态，对其实施全自动控制，当系统接收到启动、停止、送气或停止送气等信号时，按照工艺流程由PLC控制器自动执行相应的控制；

3.根据管道参数监测组件采集的管道参数，可供上位机监控软件计算出管道标况混合流量及其累计量、管道标况纯流量及其累计量；

4.抽放系统运行出现异常时，可以根据异常状况的不同，由PLC控制器发出不同的控制动作和声光报警信号；

5.当采集到的监测点瓦斯浓度突然下降时，可及时发出管道漏风警报。

附图说明

图1为本实用新型的煤矿瓦斯抽放泵站集控系统的网络拓扑图；

图2为本实用新型的煤矿瓦斯抽放泵站集控系统的设备安装图。

具体实施方式

为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1、2所示，本实施例提供一种煤矿瓦斯抽放泵站集控系统，它包括管道参数监测组件、环境参数监测组件、工况参数监测组件、供水参数监测组件、PLC控制器、网络交换机、第一网关、第二网关、第三网关和第四网关。煤矿瓦斯抽放泵站集控系统还包括进气总管1、旁通管2、排气总管3和瓦斯抽放泵4，进气总管1通过进气阀门5与旁通管2的进气端相连，旁通管2的出气端设置有旁通阀21，瓦斯抽放泵4的进气口与旁通管2连通，瓦斯抽放泵4的出气口与排气总管3连通。进行瓦斯抽放时，PLC控制器控制打开进气阀门5，然后控制启动瓦斯抽放泵4，瓦斯抽放泵4运转时造成负压，将瓦斯从进气总管1中抽出，通过旁通管2，经由排气总管3将瓦斯排出，或送入瓦斯罐，或直接供给用户。如为低瓦斯矿，抽出瓦斯数量较小，可直接排放到大气中。本实施例设置有旁通管2，在瓦斯抽放泵4刚开始运转时，PLC控制器可以打开旁通阀21，从而减小瓦斯抽放泵4启动时的负载，在瓦斯抽放泵4运转正常后，关闭旁通阀21。

如图2所示，本实施例采用一主一备两台瓦斯抽放泵4，正常工作时只运转一台瓦斯抽放泵4，将其进气口和出气口的进气阀、出气阀打开。当其中一台瓦斯抽放泵4需要维修保养暂停时，则PLC控制器启用另外一台瓦斯抽放泵4，PLC控制器采用西门子S7-1200。

本实施例的瓦斯抽放泵4采用水环式真空泵，瓦斯抽放泵4的进水口连接有进水管41，进水管41的进水口连接有水泵42，水泵42的进水口连接有抽水管，抽水管的进水口设置在水池44中，瓦斯抽放泵4的出水口连接有出水管43。

本实施例的管道参数监测组件包括气体流量传感器61、管道温度传感器62、负压传感器63、管道甲烷传感器64和一氧化碳传感器65，管道甲烷传感器64采用GJG100J(B)煤矿管道用激光甲烷传感器，一氧化碳传感器65采用GTH1000煤矿用管道一氧化碳传感器，负压传感器63采用GPD100F煤矿用管道负压传感器，管道温度传感器62采用GWD100G煤矿管道用温度传感器。旁通管2的进气端和出气端分别设置有一组管道甲烷传感器64和一氧化碳传感器65，气体流量传感器61、管道温度传感器62和负压传感器63均设置在旁通管2的进气端。管道参数监测组件用于对管道内气体的流量、温度、压力、甲烷浓度、一氧化碳浓度进行连续监测。气体流量传感器61、管道温度传感器62、负压传感器63、管道甲烷传感器64和一氧化碳传感器65的输出端均通过RS485通信与第一网关相连，将监测到的各项参数值通过网关发送至PLC控制器，PLC控制器再上传至上位机监控软件，当监测到的数据超过设定报警值时，PLC控制器可以控制报警装置及时发出声光警报信号。

本实施例的环境参数监测组件包括环境甲烷传感器71和环境温度传感器72，环境甲烷传感器71和环境温度传感器72均安装在瓦斯泵房和管道走廊内。环境甲烷传感器71和环境温度传感器72的输出端均通过RS485通信与第二网关相连，环境参数监测组件用于对瓦斯泵房和管道走廊的环境瓦斯浓度、环境温度进行连续监测，将监测到的各项参数值通过网关发送至PLC控制器，PLC控制器再上传至上位机监控软件，当监测到的数据超过设定报警值时，PLC控制器可以控制报警装置及时发出声光警报信号。

本实施例的工况参数监测组件包括轴温传感器和开停传感器，轴温传感器用于监测瓦斯抽放泵4的轴温，开停传感器用于监测瓦斯抽放泵4的开停状态。轴温传感器和开停传感器的输出端均通过RS485通信与第三网关相连，将监测到的各项参数值通过网关发送至PLC控制器，PLC控制器再上传至上位机监控软件，当监测到的数据超过设定报警值时，PLC控制器可以控制报警装置及时发出声光警报信号。

本实施例的供水参数监测组件包括水流量传感器91和液位传感器92，水流量传感器91设置在瓦斯抽放泵4的进水管41上，水流量传感器91用于监测进水管41的水流量，液位传感器92设置在水池44中，液位传感器92用于监测水池44内的水位。水流量传感器91和液位传感器92的输出端均通过RS485通信与第四网关相连，将监测到的各项参数值通过网关发送至PLC控制器，PLC控制器再上传至上位机监控软件，当监测到的数据超过设定报警值时，PLC控制器可以控制报警装置及时发出声光警报信号。

如图1所示，第一网关、第二网关、第三网关和第四网关均通过网络交换机与PLC控制器相连，系统中的各个传感器采集的数据，通过四个网关将传感器的RS485信号转换为网络信号接入网络交换机，最后由网络交换机通过网线将数据集中接入PLC控制器，无需增加PLC控制器的模块，大幅降低了成本，简化了整体结构。

以上所述的具体实施例，对本实用新型解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种煤矿瓦斯抽放泵站集控系统，其特征在于：它包括管道参数监测组件、环境参数监测组件、工况参数监测组件、供水参数监测组件、PLC控制器、网络交换机、第一网关、第二网关、第三网关和第四网关；

所述管道参数监测组件与第一网关相连，所述管道参数监测组件用于对管道内气体的流量、温度、压力、甲烷浓度、一氧化碳浓度进行连续监测；

所述环境参数监测组件与第二网关相连，所述环境参数监测组件用于对瓦斯泵房和管道走廊的环境瓦斯浓度、环境温度进行连续监测；

所述工况参数监测组件与第三网关相连，所述工况参数监测组件用于对瓦斯抽放泵(4)轴温、瓦斯抽放泵(4)开停状态进行连续监测；

所述供水参数监测组件与第四网关相连，所述供水参数监测组件用于对水泵(42)供水状态、水池(44)水位进行连续监测；

所述第一网关、第二网关、第三网关和第四网关均通过网络交换机与PLC控制器相连。

2.根据权利要求1所述的煤矿瓦斯抽放泵站集控系统，其特征在于：还包括进气总管(1)、旁通管(2)、排气总管(3)和瓦斯抽放泵(4)，所述进气总管(1)通过进气阀门(5)与旁通管(2)的进气端相连，所述旁通管(2)的出气端设置有旁通阀(21)，所述瓦斯抽放泵(4)的进气口与旁通管(2)连通，所述瓦斯抽放泵(4)的出气口与排气总管(3)连通，所述瓦斯抽放泵(4)的进水口连接有进水管(41)，所述进水管(41)的进水口连接有水泵(42)，所述水泵(42)的进水口连接有抽水管，所述抽水管的进水口设置在水池(44)中，所述瓦斯抽放泵(4)的出水口连接有出水管(43)。

3.根据权利要求2所述的煤矿瓦斯抽放泵站集控系统，其特征在于：所述管道参数监测组件包括气体流量传感器(61)、管道温度传感器(62)、负压传感器(63)、管道甲烷传感器(64)和一氧化碳传感器(65)，所述旁通管(2)的进气端和出气端分别设置有一组管道甲烷传感器(64)和一氧化碳传感器(65)，所述气体流量传感器(61)、管道温度传感器(62)和负压传感器(63)均设置在旁通管(2)的进气端。

4.根据权利要求3所述的煤矿瓦斯抽放泵站集控系统，其特征在于：所述气体流量传感器(61)、管道温度传感器(62)、负压传感器(63)、管道甲烷传感器(64)和一氧化碳传感器(65)的输出端均通过RS485通信与第一网关相连。

5.根据权利要求2所述的煤矿瓦斯抽放泵站集控系统，其特征在于：所述环境参数监测组件包括环境甲烷传感器(71)和环境温度传感器(72)，所述环境甲烷传感器(71)和环境温度传感器(72)均安装在瓦斯泵房和管道走廊内。

6.根据权利要求5所述的煤矿瓦斯抽放泵站集控系统，其特征在于：所述环境甲烷传感器(71)和环境温度传感器(72)的输出端均通过RS485通信与第二网关相连。

7.根据权利要求2所述的煤矿瓦斯抽放泵站集控系统，其特征在于：所述工况参数监测组件包括轴温传感器和开停传感器，所述轴温传感器用于监测瓦斯抽放泵(4)的轴温，所述开停传感器用于监测瓦斯抽放泵(4)的开停状态。

8.根据权利要求7所述的煤矿瓦斯抽放泵站集控系统，其特征在于：所述轴温传感器和开停传感器的输出端均通过RS485通信与第三网关相连。

9.根据权利要求2所述的煤矿瓦斯抽放泵站集控系统，其特征在于：所述供水参数监测组件包括水流量传感器(91)和液位传感器(92)，所述水流量传感器(91)设置在瓦斯抽放泵(4)的进水管(41)上，所述水流量传感器(91)用于监测进水管(41)的水流量，所述液位传感器(92)设置在水池(44)中，所述液位传感器(92)用于监测水池(44)内的水位。

10.根据权利要求9所述的煤矿瓦斯抽放泵站集控系统，其特征在于：所述水流量传感器(91)和液位传感器(92)的输出端均通过RS485通信与第四网关相连。

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