煤层注水监测监控系统.pdf

8 0 煤 矿 机 械 2 0 0 3年第 8期 文章编 号 1 0 0 3 - 0 7 9 4 2 0 0 3 - 0 0 6 0 - 0 2 煤 层 注 水 监 测 监 控 系 统 贺喜。 ．张仁贵 ，彭担任 1 ． 神东煤炭公司，陕西 神木 7 1 9 3 1 5 ；2 ． 中国矿业大学，江苏 徐州 2 2 1 0 0 8 摘 要 介绍单片机控制的井下煤层注水监测监控 系统 ， 可对 多个注水 孔流量进行监测和控 制 ， 改善 了煤层注水防尘的效果， 并给煤层 注水管理带来 了很 大方便 。 关 键 词 煤 层 注水 ；流 量 ；监 测 ；控 制 中图号 T P 3 6 8 ． 2 文献标识码 A 1 引 言 在煤矿井下 ， 对煤层注水是防治粉尘的根本性 措施。同时 ， 它也是防治冲击地压和软化煤体 以提 高放顶煤开采过程 中顶煤 回收率的一项重要措施 。 煤层注水 的流量是影 响煤层 注水质量 的关 键性 指 标 。因此 ， 研究煤层 注水流量的监测和控制具有 重 要 的实际意义。 2注水 监 测监 控 系统 的 功能 长期 以来 ， 煤层注水的流量都是通过 流量 表来 获得 ， 然而在煤矿井下这种特殊 的工作环境 中， 所采 用 的流量表不易读数 ， 不能记忆 累计流量 ， 更重要的 是它对注水流量不能实现有效而 自动控制。煤层注 水监测监控系统实现了对多个注水孔流量的 自动监 测和监控 ， 它具有以下多项功能 监测煤层 注水孔的 流量 ； 显示累计流量 ； 监测注水孔在开机 2 4 h后 ， 是 否发生泄漏 ； 实现实时显示 ； 显示屏可 以清零 。 3注水 监 测监 控 系统 的构 成 3 ． 1硬 件 系统 的构 成 煤 层注水 监测监控 系统 的硬 件系统 由隔爆 箱 体 、 电源、 主控板 、 显示器 、 S S R组、 三路 流量计 和三 路电磁 阀组装而成。硬件系统 的结构如 图 1所示 ， 详细介绍如下 圈 1硬 件 系统 的 结 构 ．1 Ha r d wl L s y Me m s t r u c tu r e 1 隔爆箱体图 1中虚线方框表示隔爆箱体 ， 箱体采用 A Y J一1型矿用 防爆 外壳 ， 它具有 良好 的 隔爆性能。将 电源、 S S R组、 主控板、 显示模 块等器 件全部装在隔爆箱 内， 以达到 电气防爆 的 目的。箱 体具有 5个接线 口 其 中有 1个 喇叭 口 、 1个 显示 窗口和 1 个 隐蔽式的外置开关 ， 基本 能够 满足该 系 统设计的要求。 2 电源采用线性集成一体化电源， 其外形尺 寸为 1 6 0 m m1 3 0 to n i 4 5 m m。 输入 电压 为 1 2 7 V A C ， 5 0 H z ， 其输出电压为 5 V D C 、 1 2 V D C ， 功 率 为 2 2 W， 输出电流完全满足要求 。 3 S s R 组 使 用 J G X一5 F型 固 态 继 电 器 S S R ， 用于控制电磁阀 ， 其输人为 5 V， 输 出是 5 A。 2 2 0 V。这种固态继电器所需 的输 入控制 电流小 。 用 I ’ I L 、 H T L 、 C MO S等集成电路或增加简单的辅助电路 就可直接驱动 ， 适宜在微机 测控系统 中做输 出通道 的控制 元 件 。 4 主控板是以菲利浦公司 的 8 0 C 5 5 2单片微 机为主的应用系统 ， 可以控制电磁阀的开启、 输送显 示数据 、 数据存贮 、 流量计脉 冲数计量和扩展 I ／ O。 还 具有一板多功能的特点 ， 很 容易与其他应用 系统接 口； 所有芯片都选用 C MO S 芯 片， 因而具有耗电小 的 特点 ； 它还装有 Wa t c h d o g监 控 电路 ， 使 系统 能可靠 地 运行 。 主控板结构如图 2所示。 圈 2主 控 板 的 结 构 ．2 M 豳 e a n m i b o a r d ’ 0 t I e 5 显示屏 采用 N Y C 1 6 0 20 3 S G N型液晶显 示 L C D ， 该液 晶显示 为 57点 阵式显 示模块 。 每 行 1 6个字符 ， 2行显示 。显示模块具有发光二极管 L E D背光电源 ， 可使 L C D在井下黑 暗条件下也容易 读数 。 6 电磁 阀采用矿用防爆 型电磁阀， 其输入 电 压为 1 2 7 V A C ， 功率 为 2 0 W， 其流量和压力都能满 足煤层注水系统 的要求。 7 流量计选用涡轮流量传感器 L WG Y一1 5 一 B ， 其公称通径为 1 5 m i l l ， 最 大工作压力为 6 ． 3 MP a ， 流量范围为 0 ． 66 m 3 ／ h ， 精度为 0 ． 5级 ， 前置放大 器电源为 1 2 v， 传感器至显示仪表 的距离可达 5 0 0 I n ， 其技术参数完全满足煤层注水 的要求。 工作原理 当被测液体流经传感器时 ， 其内部叶 轮借助于液体的动能而旋转 。此时 ， 叶轮叶片使检 出装置中的磁路磁 阻发 生周期性变化 。 因而在检 出 线圈两端感应 出与流量 成正 比的 电脉 冲信号 ， 经前 置放大器放大后输送 给 主控板 。在测量范 围内。 传 感器的流量脉 冲信号与体积流量成正 比，这个 比值 维普资讯 2 0 0 3年第 8期 煤 矿 机 械 8 1 文章 编号 1 0 0 3 ． 2 o o 3 0 8 ． 0 0 8 1 - 0 3 矿井提升容器首绳均载悬挂装置的研制 王梅 ．刘春峰 ．韩延伟 ．萎金 东 ．王树 志 ．陈德 勇 ，孙玉红 ．邵 忠秀 山东煤矿泰安 机械厂 ，山东 泰安 2 7 1 0 0 0 摘要 通过与现有首绳悬挂装置的比较 ， 介绍 了首绳均裁 悬挂装置的结构特点及现场安全 使 用 的优 点 。 关键 词 首绳 悬挂装 置 ；均 裁 ；安全 ；结构 ；特 点 中 图号 T D 5 3 1 文献 标 识 码 B 1 前 言 在矿井生产 中， 提升机、 提升钢丝绳、 提升容器、 天轮及井架等是主要的提升设备 ， 而首绳悬挂装置则 是连接提升容器与钢丝绳的重要安全装置 。目前 ， 我 国煤炭、 冶金等行业矿山立井系统 中应用比较普遍的 首绳悬挂装置在结构及使用等方面都存在一些不足 ， 严重影响着生产的正常运行。为此 ， 开发研制了系列 新型首绳悬挂装置一首绳均载悬挂装置 ， 获得国家知 识产权局专利， 专利号 Z L 0 1 2 6 8 8 0 7 ． X， 并且通过 山东 省科技 厅组 织的科技 成果 鉴定 。 为仪表系数 ， 即 K f ／ Q， 或 KⅣ／ V 式 中 卜信号频率 ， H z ； p 流量 ， m 3 h 或 L h ～； Ⅳ 脉冲数 ； 总体 积 ， 或 L 。 流量传感器应远离外界电磁场 ， 如不能避免 ， 应 采取必要的屏蔽措施 。另外 ， 流量计必须竖直安装 ， 所测数值才准确。 3． 2软 件 系统的 组成 该软件系统使用 P L ／ M一5 1程序设计语 言和单 片机 汇编语 言混 合编程 。P L ／ M一5 1语言是 I N T E L 公司为开发 MC S一5 1单片机 系统 软件 和应 用软件 而专 门设计 的一种高级程序设计 语言 ， 它也是开发 MC S 一5 1 单 片机 的主 流语 言 。 使用 P L ／ M一5 1 语 言开发 软件可提高 效率 ， 缩 短开发周期， 便于软件的维护和修改。但是 ， 其编译 后的 目标 代码通 常 比用 汇编语 言直 接编写 要长一 些 ， 又受到使用 的单 片机 开发系统所能仿真程序 大 小的限制。所 以， 采用 P L ／ M一5 1语言 和汇编语 言 混合编程 ， 有利于软件系统 的开发与维护， 并缩短程 序编译连接后 目标代码 的长度 。 软件系统采用模块化设计 ， 具有主程序 、 多字节 二进制数转换为浮点数子程序 、 存储子程序 、 延时及 清零子程序 、 多字节浮点数乘法子程序 、 显示器初始 化子程序 、 1 6位二进制数转换 为 B C D码 子程序、 调 用 O F显示子程序、 脉冲数转换 为流量子程序 、 中 断及流量显示码子程序等 1 0个模块功能。 该监测监控系统 的软件 流程如图 3所示。 4结 语 1 煤层注水监测监控 系统能够 同时监测和有 效控制多个注水孔 的流量 ， 为实现注水效果的有效 预测和控制提供了可能 ， 也 给煤层注水 的管理工作 带来 了方便 。 图 3系统 软件漉程框 圈 F I g ． 3 S y s t e m m “ i w m r d fl o w c h a r t 2 该系统使用 的电磁 阀、 流量计 、 控制箱等部 件都是防爆型的 ， 适用于煤 矿井 下存在爆炸性气体 的环 境 。 3 采用 8 0 C 5 5 2单片微机 ， 使系统处于低功耗 状态且能可靠地运行 ； 采用 多接 口设 计有利于 系统 的扩展 ， 可将数据传递至煤 矿监 测系统而实现地 面 监测 ， 受到现场人员的充分肯定 。 参考文献 [ 1 ] 蒋曙 光， 陈威 ， 等 ． 大屯矿 区煤层 注水 系统 的改造 [ J ] ．中国矿 业 大学学报 ， 2 0 0 o ， 5 ul 3 ． 作者简介 贺喜 1 9 6 3一 ， 内蒙古 东胜人 ， 工程 师 。 毕业 于 中国 矿业 大学机械 电子工程系 ， 现在神华煤 电公司 神东煤 炭公 司机 电设 备 中心 从事技术 管理工作 ． 收稿 日期 2 0 0 3 ． 0 4 - 2 9 S y s t e m 0 f m 0 n i t 0 r i n g a n d c o n t r o l l i n g 0 n i n f u s i o n f ．0 r c 0 a l s e 锄 HE Xi ．ZHANG Re n - t ． P ENG Da n - r e n 2 1 ． S h e n d o n g C o a l C o m p a n y ． S h e n m u 7 1 3 9 1 5 ． C h i n a ； 2 ． C h i n a U n i v e r s i t y o f M i n i I l g a n d T e c h n o l o g y ． X u z h o u 2 2 1 0 0 8 ． C h i n a Abs t r a c t Th i s a r t i c l e i n t r o d u c e s t h e s y s t e m o f mo n i t o r i n g a n d c o n t r o l l i n g o n i n f u s i o n f o r c o a l s e a m b y c o n t r o lli n g o f a b o a r d mi c r oco mp u t e r ．I t c a n mo n i t o r a n d c o n t r o l t he flo w o f n mn y i n f u s i o n h o l e s。i mp rov e u s i n g e ff e c t of i n f u s i o n for coa l s e a m。a n d b r i n g g r e a t c o n v e n i e n c e t o ma n a g e me n t of i n f u s i o n for c o a l s e a m． Ke y W o r d si n f u s i o n for c o a l s e am flo w ；mo n i t o r ；c o n t r o l 维普资讯