一种矿井风水管网安全监测与远程调度系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种矿井风水管网安全监测与远程调度系统，其包括地面上位机、与所述地面上位机连接的井下环网、压力传感器及执行机构；其中：所述井下环网包括若干监测分站，所述监测分站与压力传感器、执行机构连接；所述压力传感器，采集风水管网的压力，传送至监测分站；所述执行机构为电磁阀，用于接收监测分站送来的信号，控制阀的开度，对管道压力进行调节。本系统是基于传感器/执行机构‑分站‑上位机的三级网络的矿井风水管网安全监测与远程调度系统。该系统借助于传感器技术、现代控制技术及计算机通信技术，通过超压保护、欠压报警与增压、恒压控制等措施，有效地实现井下复杂风水管网压力自动调节。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及矿井安全生产
，具体地说，涉及一种矿井风水管网安全监测与远程调度系统。
技术介绍
煤矿井下供水系统是井下安全生产活动所必须具备的生命系统。不论采掘生产活动，还是矿井“一通三防”，都需要具备足够数量和足够压力的水源来支持，达不到水力要求，不仅直接影响井下各用户作业生产，同时还将带来非常重大的安全隐患问题。煤矿井下供水系统的水源一方面来自地面，另一方面来自从井下抽上来，经过处理的水源，供水管路以自流静压的方式向井下供水与井下供水管网相联。由于水的静压，不同层高的采区水压差很大，其结果是有的地方供水不足，有的地方水压过高。另外，煤矿井下主干风水管路敷设安装时间过长，由于井下自然条件恶劣，管路长期受淋水侵蚀、巷道变形、矿井采动压等影响而出现跑、冒、滴、漏，造成采煤工作面、掘进迎头因管路断裂或风、水压力不足影响生产的情况时会造成井下停水事故，严重影响了采掘生产进度。而且随着新采区的开发，管网也会变得更为庞大和复杂。矿井井下生产活动由于所处地点不同，用水量不同，水压和风压要求不同，作业方式不同，其用水量用风量凹凸期很难确定，这给井下供水系统的稳定性带来较大困难，生产实践经验表明供水管路和供风管路的压力超高或较低都会引发各类事故的发生。如果水压过大，则水量消耗大，同时可能对机电设备造成爆裂事故；管压超高容易引发管路薄弱部位开裂，不仅造成人员或设备的意外伤害，同时也会因供水泄露严重，造成整体系统压力提不上去，而导致全矿或一翼生产停产；压力过低，容易造成地势较高的位置水压不足或断水现象，从而影响一个或几个工作面的生产；同时，水压过小，则由于水量小致使雾化效果不好，除尘效果差，同时机电设备的冷却水量不足而超温停机。对于井下风水管路的运行使用情况，目前煤矿只能采取人工巡查的方法进行检查，这样做有很多弊端：第一、效率低下，耗费大量的人力物力；第二、不能实时监测风、水管路的供风、供水情况，出现突发事件难以及时发现；第三、检查人员容易发生漏查，埋下了安全隐患。
技术实现思路
为了解决目前矿井风水管网存在的上述问题，本技术提供一种一种矿井风水管网安全监测与远程调度系统，其具体的技术方案如下：一种矿井风水管网安全监测与远程调度系统，其包括地面上位机、与所述地面上位机连接的井下环网、压力传感器及执行机构；其中：所述井下环网包括若干监测分站，所述监测分站与压力传感器、执行机构连接；所述压力传感器，采集风水管网的压力，传送至监测分站；所述执行机构为电磁阀，用于接收监测分站送来的信号，控制阀的开度，对管道压力进行调节。进一步，监测分站设置电源模块、触摸屏、调度模块、PLC、模拟量输入模块和模拟量输出模块、I/O模块和声光报警模块。进一步，PLC模拟量输入模块负责采集压力传感器送来的模拟量信号，并与触摸屏通过串口通讯线连接，对管道压力进行监测，当监测的压力值超过设定值时，触发声光报警模块报警，模拟量输出模块对控制阀的开度进行调节。进一步，PLC采集的压力数据和阀的开度信息在触摸屏上实时显示。进一步，调度模块与上位机进行配合，确定监测分站的手动/自动工作模式。进一步，调度模块为智能IO设备，与触摸屏通信；输出为开关量，PLC采集到所述开关量，进行手动/自动工作模式切换。进一步，触摸屏上带有网口，通过光纤收发器接入井下环网；进一步，地面上位机通过地面交换机接入环网，与监测分站的触摸屏进行通讯。本技术所提供的一种矿井风水管网安全监测与远程调度系统，具有以下优点：本系统是基于传感器/执行机构-分站-上位机的三级网络的矿井风水管网安全监测与远程调度系统。该系统借助于传感器技术、现代控制技术及计算机通信技术，通过超压保护、欠压报警与增压、恒压控制等措施，将有效地实现井下复杂风水管网压力自动调节。本系统可以对管网的跑、冒、滴、漏等一系列异常情况及时发出预警，确保矿井供风供水系统的安全可靠运行。同时，也可实现在地面调度室对井下供水与供风系统实现动态监测、实时显示、欠压、漏水漏风定位预警，也能实现风水输能的远程调度与控制，为节能减员，提高工作效率和管理水平开辟了新途径。附图说明图1为本技术一种矿井风水管网安全监测与远程调度系统结构示意图；图2为本技术的监测分站的结构示意图。具体实施方式下面结合附图及实施例对本技术的一种矿井风水管网安全监测与远程调度系统作进一步详细的说明。一种矿井风水管网安全监测与远程调度系统如图1所示，其包括地面上位机、与所述地面上位机连接的井下环网、压力传感器及执行机构；其中：所述井下环网包括若干监测分站，所述监测分站与压力传感器、执行机构连接；所述压力传感器，采集风水管网的压力，传送至监测分站；所述执行机构为电磁阀，用于接收监测分站送来的信号，控制阀的开度，对管道压力进行调节。压力传感器负责采集风水管网的压力，输出为4-20ma电流，送至监测分站；执行机构为电磁阀，可以接收监测分站送来的模拟量信号，控制阀的开度，对管道压力进行调节。监测分站的设置可以对风水管网压力进行分段管理，集中查看，提高系统的可靠性。其结构如图2所示，cv监测分站由电源模块、触摸屏、调度模块、PLC、模拟量输入模块和模拟量输出模块、I/O模块和声光报警模块组成。PLC模拟量输入模块负责采集压力传感器送来的模拟量信号，PLC进行计算可得到这段管道的压力值，当监测的压力值超过设定值时，I/O模块输出开关量，进行声光报警。模拟量输出模块可以输出4-20ma电流给电磁阀，进而控制阀的开度，PLC与触摸屏通过串口通讯线连接，PLC采集的压力数据和阀的开度信息可以在触摸屏上实时显示，方便维修人员现场检修查看。调度模块可与上位机进行配合，确定监测分站的工作模式。调度模块核心为一个智能IO设备，可与触摸屏通信，输出为一个开关量，PLC采集到这一开关信息，可进行工作模式切换。触摸屏上带有网口，当距离井下环网较远时，可以通过光纤收发器接入井下环网，地面上位机也通过地面交换机接入环网，与监测分站的触摸屏进行通讯。调度人员可以在地面监控室的上位机上实时查看各段风水网管道的压力。同时，在上位机上可与监测分站的调度模块配合，可以控制系统工作于手动或自动模式。上位机将监测分站采集的管道压力值与设定值进行比较，设定值分为两个级别(一般报警门限、严重报警门限)，若达到严重报警门限，则可判断这段管道可能发生跑、冒、滴、漏等一系列异常情况，进行故障定位并报警提示，调度人员安排维修人员对这一区间进行检修；若为一般报警门限，当工作于手动模式下，调度人员可下发调节电磁阀开度命令，进行
手动调节，调度命令送至监测分站的PLC，PLC的模拟量输出模块输出对应4-20ma的电流给电磁阀来控制开度；若工作于自动模式下，当达到一般报警门限时，监测分站的PLC自动调节模拟量输出模块的输出电流来调整电磁阀的开度，保证管路的恒压控制，从而实现风水管路的远程调度与控制。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种矿井风水管网安全监测与远程调度系统，其特征在于：其包括地面上位机、与所述地面上位机连接的井下环网、压力传感器及执行机构；其中：所述井下环网包括若干监测分站，所述监测分站与压力传感器、执行机构连接；所述压力传感器，采集风水管网的压力，传送至监测分站；所述执行机构为电磁阀，用于接收监测分站送来的信号，控制阀的开度，对管道压力进行调节。

【技术特征摘要】
1.一种矿井风水管网安全监测与远程调度系统，其特征在于：其包括地面上位机、与所述地面上位机连接的井下环网、压力传感器及执行机构；其中：所述井下环网包括若干监测分站，所述监测分站与压力传感器、执行机构连接；所述压力传感器，采集风水管网的压力，传送至监测分站；所述执行机构为电磁阀，用于接收监测分站送来的信号，控制阀的开度，对管道压力进行调节。2.根据权利要求1所述的一种矿井风水管网安全监测与远程调度系统，其特征在于：监测分站设置电源模块、触摸屏、调度模块、PLC、模拟量输入模块和模拟量输出模块、I/O模块和声光报警模块。3.根据权利要求2所述的一种矿井风水管网安全监测与远程调度系统，其特征在于：PLC模拟量输入模块负责采集压力传感器送来的模拟量信号，并与触摸屏通过串口通讯线连接，对管道压力进行监测，当监测的压力值超过设定值时，触发声光报警模块报...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘云楷，孟祥忠，宋来智，程智勇，万修波，王明辉，姜珍华，
申请(专利权)人：山东东华能源有限责任公司葛亭煤矿，青岛孚迪尔电气自动化有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37