自适应瓦斯抽采管路阀门自动调控系统技术方案

本发明专利技术涉及一种阀门自动调控系统，具体涉及一种自适应瓦斯抽采管路阀门自动调控系统；包括瓦斯抽采管路阀门自动调控分站、矿用隔爆型小型阀门电动装置、矿用气体流量传感器、管道红外甲烷传感器、矿用本安型显示控制器、煤矿用阻燃通信光缆，矿用隔爆型小型阀门电动装置、矿用气体流量传感器、管道红外甲烷传感器、矿用本安型显示控制器均通过煤矿用阻燃通信光缆与瓦斯抽采管路阀门自动调控分站连接；采用本发明专利技术技术方案的自适应瓦斯抽采管路阀门自动调控系统，通过内部的控制策略自动控制管道阀门的开度，以实现最大的瓦斯抽采浓度或最大的瓦斯抽采纯流量。

Self-adaptive valve automatic control system for gas drainage pipeline

The invention relates to an automatic valve control system, in particular to an adaptive automatic valve control system for gas drainage pipeline, including an automatic valve control substation for gas drainage pipeline, a mine explosion-proof small valve electric device, a mine gas flow sensor, a pipeline infrared methane sensor, a mine intrinsically safe display controller, a coal mine flame-retardant communication optical cable, and a mine explosion-proof device. Miniature valve electric device, mine gas flow sensor, pipeline infrared methane sensor and mine intrinsically safe display controller are connected with gas drainage pipeline valve automatic control substation through flame retardant communication cable in coal mine; The self-adaptive gas drainage pipeline valve automatic control system adopting the technical scheme of the invention can automatically control pipeline valve through internal control strategy. Opening degree to achieve maximum gas extraction concentration or maximum gas extraction pure flow.

【技术实现步骤摘要】
自适应瓦斯抽采管路阀门自动调控系统
本专利技术涉及一种阀门自动调控系统，具体涉及一种自适应瓦斯抽采管路阀门自动调控系统。
技术介绍
“先抽后采”是瓦斯治理的根本措施。由于我国高瓦斯以及突出矿井的低透气性及封孔工艺的各种问题，导致瓦斯抽采浓度过低，无法直接利用而被排放到大气中，既污染了环境又浪费了宝贵的资源。抽采管路中瓦斯浓度过低，也威胁到抽采系统的安全。如何提高瓦斯抽采浓度是目前亟待解决的问题。为了有效提高瓦斯抽采浓度，根据已有理论可知，在瓦斯抽采的过程中，相同或是不同封孔工艺的钻孔，其最佳瓦斯抽采浓度或是抽采纯流量对应于不同的抽采负压。同时最佳抽采负压是随着钻孔的漏风量、抽采负压、瓦斯残存压力、抽采时间而实时动态变化的。手工计算调节阀门工作量很大而且不太现实。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种自适应瓦斯抽采管路阀门自动调控系统，通过内部的控制策略自动控制管道阀门的开度，以实现最大的瓦斯抽采浓度或最大的瓦斯抽采纯流量。为了实现上述目的，本专利技术提供一种自适应瓦斯抽采管路阀门自动调控系统，包括瓦斯抽采管路阀门自动调控分站、矿用隔爆型小型阀门电动装置、矿用气体流量传感器、管道红外甲烷传感器、矿用本安型显示控制器、煤矿用阻燃通信光缆，其中，所述矿用隔爆型小型阀门电动装置、矿用气体流量传感器、管道红外甲烷传感器、矿用本安型显示控制器均通过所述煤矿用阻燃通信光缆与所述瓦斯抽采管路阀门自动调控分站连接，所述瓦斯抽采管路阀门自动调控分站连接有网络交换机，所述网络交换机与监控主机连接，所述监控主机连接有显示器和打印机。作为优选方案，光纤接口采用支持光纤通讯的网络PHY芯片，主控采用STM32F107互联性芯片，内部集成网络MAC。采用上述技术方案的自适应瓦斯抽采管路阀门自动调控系统存在如下优点：本系统瓦斯抽采浓度、瞬时瓦斯抽采纯流量与抽采负压存在一定的对应关系，以瓦斯浓度为最优，抽采浓度由20％提升至45.84％，提高了129％，效果显著；由于设计方案使用的系统集成，单孔成本偏高，可将电动阀门、流量传感器、浓度传感器集成在一个装置上，降低成本，便于市场推广。附图说明图1是本专利技术实施例的结构框图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术技术方案进一步说明：如图1所示，本专利技术提供一种自适应瓦斯抽采管路阀门自动调控系统，包括瓦斯抽采管路阀门自动调控分站、矿用隔爆型小型阀门电动装置、矿用气体流量传感器、管道红外甲烷传感器、矿用本安型显示控制器、煤矿用阻燃通信光缆，其中，所述矿用隔爆型小型阀门电动装置、矿用气体流量传感器、管道红外甲烷传感器、矿用本安型显示控制器均通过所述煤矿用阻燃通信光缆与所述瓦斯抽采管路阀门自动调控分站连接，所述瓦斯抽采管路阀门自动调控分站连接有网络交换机，所述网络交换机与监控主机连接，所述监控主机连接有显示器和打印机。分站采集瓦斯抽采管路的瓦斯浓度、负压、阀门开度、瓦斯瞬时流量、累计瓦斯量等物理量，将采集到的数据动态显示在本地显示控制器上或者通过光纤上传至上位机。同时根据不同的控制方式和策略，接收上位机或本地显示控制器的控制信号，动态调节阀门的开度。本地显示控制器兼触摸功能，方便数据的查看及交互。可以满足系统联网、单点、远程、手动、自动运行等多种需求。分站采用4芯通讯线缆与流量传感器、甲烷浓度传感器、本地显示控制器连接。其中2芯线缆用于供电，2芯线缆用于数据通讯。供电使用AC127－DC18.5输出本质安全型电源模块。根据各传感器的供电需求及线缆压降，最大通信距离为400m，满足现场需求。通讯使用基于RS485的MODBUS协议，各传感器通过接线盒手拉手连接。分站运行MODBUS主通讯协议，各传感器运行MODBUS从通讯协议。流量和甲烷传感器根据协议定义读取数据，分站得到的4字节数据需要按照标准的MODBUS协议转换成浮点数。对本地显示控制器的写入寄存器进行各物理量定义，同时根据控制需求，设置相应的读出寄存器。光纤接口采用支持光纤通讯的网络PHY芯片，主控采用STM32F107互联性芯片，内部集成网络MAC。网络通讯采用基于UDP链路的标准MODBUS协议。UDP协议通过移植LWIP无操作系统的协议栈实现。上位机使用力控组态软件编写，实现各分站物理量参数的显示、存储、阀门开度控制、报警等功能。为了便于数据的长久保存，使用大容量的SD卡保存。系统软件移植了适合小型嵌入式系统的文件系统FatFs(R0.09)，实现文件的建立和写入，便于后期数据分析和控制策略的优化。以上的仅是本专利技术的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本专利技术结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本专利技术的保护范围，这些都不会影响本专利技术实施的效果和专利的实用性。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.自适应瓦斯抽采管路阀门自动调控系统，包括瓦斯抽采管路阀门自动调控分站、矿用隔爆型小型阀门电动装置、矿用气体流量传感器、管道红外甲烷传感器、矿用本安型显示控制器、煤矿用阻燃通信光缆，其特征在于：所述矿用隔爆型小型阀门电动装置、矿用气体流量传感器、管道红外甲烷传感器、矿用本安型显示控制器均通过所述煤矿用阻燃通信光缆与所述瓦斯抽采管路阀门自动调控分站连接，所述瓦斯抽采管路阀门自动调控分站连接有网络交换机，所述网络交换机与监控主机连接，所述监控主机连接有显示器和打印机。

【技术特征摘要】
1.自适应瓦斯抽采管路阀门自动调控系统，包括瓦斯抽采管路阀门自动调控分站、矿用隔爆型小型阀门电动装置、矿用气体流量传感器、管道红外甲烷传感器、矿用本安型显示控制器、煤矿用阻燃通信光缆，其特征在于：所述矿用隔爆型小型阀门电动装置、矿用气体流量传感器、管道红外甲烷传感器、矿用本安型显示控制器均通过所述煤矿用阻燃通信光缆与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：林敏，李蓉，
申请(专利权)人：四川航达机电技术开发服务中心，
类型：发明
国别省市：四川,51