无人值守瓦斯抽采泵站的设计.pdf

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1、2016年第4期中州煤炭总第244期无人值守瓦斯抽采泵站的设计王祖迅(中煤科工集团重庆研究院有限公一～一g司～一叭一，重一．庆一．～一40：～_一～亳一0～薹髂03～_一9～至¨)一～一摘要：针对现有瓦斯抽采监控系统存在的监测参数不全面、抽采控制简单粗放、难以实现泵站减员增效等问题，设计了一种基于多种现场总线技术的涵盖抽采计量监测、电力监测、安全保护、设备监控和人机交互界面等功能模块的瓦斯抽采监控系统，并详细阐述了系统的结构和功能。结合专家系统和模糊PID控制，使系统能够进行故障自诊断、抽采单元安

2、全评价、自动调节和控制等，以实现瓦斯抽采泵站的无人值守。关键词：无人值守；瓦斯抽采；专家系统；模糊PID中图分类号：TD712．63文献标志码：A文章编号：1．003—0506(2016)04～0004—03-蓦_呈．叭DesignofUnattendedGasDrainagePumpingStationWangZuxun(CCTEGChongqingResearchInstitute，Chongqing400039，Ch一ina)蠹～舡e．扪咖，_¨篓“篆1=一詈㈨一瑾_～2髂㈣¨_呈¨出m{8

3、瓦斯灾害的治理是煤矿安全生产的首要任务，模块、电力监测模块、安全保护模块、设备控制模块、抽采是瓦斯灾害治理的根本性措施”，依据《煤矿人机界面五大功能模块，抽采监控系统结构如图1瓦斯抽采达标暂行规定》的要求，煤与瓦斯突出矿所一㈣示一b。?阱由．一于～∞工一业以一帅太网的快速发展和众多智能仪井和高瓦斯矿井必须建立地面固定瓦斯抽采系统，表、智能控制器的出现，系统采用了以太网、RS485、并配备相应的瓦斯抽采监控系统。现有的瓦斯抽采Modbus．RTU和Profibus．DP等多种现场总线技监控系统大多监

4、测参数不全、控制简单，且对瓦斯抽术。。其中在主通讯链路上采用工业以太网，通信采系统没有起到有效的安全保护和计量评价，抽放速率可达到10～100MB／s，但通讯速率与通讯距离泵站操作和维护人员量大，无法实现减员增效的目有关，当通讯距离小于100m时，可采用5类屏蔽双的。本文以煤矿瓦斯抽采系统为研究对象，以功能绞线进行通讯；当通讯距离大于100m时，建议采用单元为监控单位，设计了一种瓦斯抽采监控系统的光缆进行通讯，或增加中继进行信号放大和转模型，并在系统设计中融入了专家系统和模糊PID发。控制的思想。

5、1．1计量监测模块计量监测模块主要由监控分站和传感器组成，1监控系统设计在线监测管网中抽采气体的浓度、温度、压力或差瓦斯抽放监控系统从功能上主要分为计量监测压、流量、CO等，实现对抽采单元的计量、统计和评价。在浓度监测上采用激光甲烷传感器，具有温度收稿日期：2016一Ol一27压力补偿和自调校等功能，能有效克服电化学类瓦基金项目：国家“十二五”科技支撑计划项目(2014BAC17B00)斯传感器易漂移、调校周期长、长期可靠性差、精度作者简介：王祖迅(1982一)，男，云南丘北人，助理研究员，200

6、5年毕业于西安科技大学，现从事瓦斯抽采系统自动控制、监测监控、数低、易中毒等缺点和红外吸收式瓦斯传感器易存在字矿山等研究工作。不同气体的交叉吸收的弊端。在流量监测上采·d·2016年第4期王祖迅：无人值守瓦斯抽采泵站的设计总第244期用威力巴传感器，它集温度、压力和流量测量于一端压差，排空管道和利用管道的火焰、压力，水封泄身，测量精度高，具有防堵和自清零等功能，采用插爆装置的液位、进出水阀状态，喷粉抑爆装置状态和入式安装，对抽采管网产生的阻力小，安装方便。阻爆阀门状态，实现对管网的安全评价及保护。

7、1．4设备控制模块殛静筷蕻⋯⋯⋯⋯一环境安全设备安全管网安全控制模块主要由PLC控制柜、高低压配电柜、环环环羹菝帆电速减水供水供水封娄排空排空鬈阳变频器、阀门控制箱、管网控制器等组成，主要对泵境瓦羞境管管斯度氧化蚕銎机温温度流量阳火火压站内抽放泵、循环水泵、电动阀、电磁阀、冷却塔、排人机界面压度差碳压鋈焰力慧风扇等全部设备进行控制。当泵房间或管道间的环图—]圈—。-L干丁T1一TTTT_rT_r一rTI境瓦斯浓度、CO浓度超限时，先启动排风扇进行通』}Elh。mtl}矿用监控分站矿用监控分站l管网

8、控制器c风，如果启动排风扇一段时间，环境瓦斯浓度、CO浓1交换机度仍在超限，则停止抽放泵运行，实现环境瓦斯、COrModbus的抽放泵联动并报警；抽放泵电机温度、轴承温度、f矿用监控分站l}PLc控制主站h』管网控制器供水状态等出现超限时，停止抽放泵运行并报警；根据抽放泵汽水分离器液位，自动调节抽放泵进出水电动阀，保持抽放泵汽水分离器液位保持在规定液——园阐同罔国J电机综保I器l：馐哥亩]薹耋土蓦]喷粉抑爆器位内，根据井下负压要求自动控制变频器进行调节，L。——。一确保负压在所需压