基于热式原理的矿用缺水传感器的设计

针对电极式和靶式缺水传感器在瓦斯抽采泵供水状态检测中存在无水时显示有水、有水时显示无水等检测状态不准确的问题,设计了采用热式原理的矿用缺水传感器。该传感器在抽采泵供水管路中设置2个铂电阻;根据介质流动时要带走铂电阻表面的温度来检测这2个铂电阻温差,由此判断供水管道中是否有介质流动。煤矿现场实际运用表明,所设计的缺水传感器检测供水状态准确,运行稳定可靠,同时对外提供了RS485和无源触点等多种标准接口,对实现瓦斯抽采泵的自动控制具有重要意义。     

PLC基于以太网与矿用监控分站数据交互实现

针对瓦斯抽采自动控制系统中PLC控制器与矿用监控分站采用RS485通信模式进行数据交互轮询时间较长、数据出现滞后、不能满足系统闭环控制和快速调节等问题,该文提出了采用以太网通信方式进行数据交互的方法。以西门子S7-1200系列PLC作为客户机,以重庆煤科院KJ90-F16矿用监控分站作为服务器,通过对PLC和监控分站的配置和编程,实现了PLC以动态链路方式与多台矿用监控分站进行数据交互。测试结果表明,采用以太网比采用RS485的通信方式数据交互速度快、效率高,能有效提高瓦斯抽采监控系统的控制响应速度。     

基于光纤传输的矿用温度传感器设计

针对传统的矿用温度传感器存在抗干扰能力较差、传输速率低、传输距离短的问题,设计了一种基于光纤传输的矿用温度传感器。传感器采用高精度的Pt100铂电阻作为温度敏感检测元件,同时采用光纤进行传输,显著提高了传感器的检测精度和传输速率。从电子元器件选型、低功耗运行机制、光纤传输等方面详细介绍了传感器的抗干扰电路、供电电路、光纤通讯电路、信号采样电路、显示电路、报警电路等硬件设计,以及传感器的软件流程设计。通过试验结果表明,传感器具有传输距离远、通讯速率高、功耗低、精度高的特点,满足煤矿现场恶劣环境下-30℃～200℃的温度监测需求。     

变频恒压供气监控系统的设计

介绍了一种基于S7-200系列PLC和ATV71系列变频器的变频恒压供气监控系统的设计方案,阐述了系统的组成、系统功能、工作原理和系统上位机组态软件的设计。该系统运行稳定可靠,已在某矿成功应用。     

无人值守瓦斯抽采泵站的设计

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。     

基于差压的矿用密闭液位传感器设计

为了精确监测瓦斯抽采系统密闭容器内工作介质的液位高度,设计了一种基于差压的矿用密闭液位传感器。传感器采用高精度的差压变送器作为液位检测元件,同时采用RS485总线与监控分站或DCS系统进行数据传输,显著提高了传感器的检测精度和抗干扰能力。通过对传感器的ib转ia电路、电流采集电路、通信电路、遥控电路、显示电路等硬件电路和传感器的软件流程、通信协议等进行设计,实现了对密闭容器液位的在线监测。现场应用表明,传感器在0~1 m内测量准确,测量精度高、抗干扰能力强。通过与监控系统联网,实现抽采系统密闭液位的在线监测,对提高瓦斯抽采系统的自动化、智能化水平具有重要意义。     

基于S7-1200的瓦斯掺混监控系统

针对目前掺混监控系统存在数据采集复杂、传输效率低、抗干扰能力差、手动控制等问题,基于S7-1200系列PLC设计了一种瓦斯掺混监控系统;从系统的架构、关键设备选型、传感器数据采集和掺混PID控制器等方面进行设计,有效保障了瓦斯蓄热氧化装置和瓦斯发电机组的稳定高效运行。     

基于PLC的矿用简易风洞设计

针对部分煤矿没有校准流量计用的标准实验风洞,对现场使用的流量计无法调校,调校困难等问题,该文设计了一种用于煤矿现场流量计调校的简易低速风洞。该实验风洞以西门子S7-1200系列PLC为核心,采用变频器拖动离心风机在实验管段上产生一个可调、均匀、稳定的气流,通过PLC对标准表和被测表参数进行采集和计算,将校准系数写入被测表中,并通过触摸屏进行集中显示和操作,实现了对矿用流量计的自动调校。测试表明:该实验风洞可以产生一个0~19 m/s的稳定气流,可对管径为250 mm及以下的流量计进行调校,该实验风筒实现方法简单易于推广使用,对提高现场流量计测量精度具有重要意义。     

随钻测量磁干扰消除的研究

针对钻探领域存在钻具固有的磁干扰及环境的随机磁干扰,从理论模型的角度研究,在前人研究的钻具自身磁干扰直接消除法的基础上,提出了大值消除法及增加陀螺仪法解决环境的随机磁干扰问题.最后将三种方法结合进行仿真,结果表明能可靠地解决磁干扰问题.     

管道瓦斯流量计量技术的分析与应用

针对煤矿管道瓦斯输送计量现状,比较了现用管道瓦斯流量计量常用流量计的优缺点,重点介绍了一种更适合煤层气管道瓦斯流量计量的技术——V锥流量计。通过对V锥流量计的特点分析并比对管道瓦斯自身特点,得出V锥流量计更适合于管道瓦斯计量;相关产品的现场成功应用案例又进一步证明了V锥流量计在管道瓦斯计量领域的优越性。