|
煤礦噴霧降塵集控系統
收藏
一、項目背景及意義礦井粉塵作為煤炭生產加工過程中的必然產物，許多粉塵具有爆炸性，是導致礦井生產災害的重要原因之一，嚴重威脅著礦井的安全生產。同時礦井粉塵嚴重有害于井下工人的身體健康，容易引起職業病的發生。
一、系統主要功能監控軟件可與煤礦的安全監控系統連接，并作為其子系統運行，可在線監測煤礦井下巷道中的粉塵濃度，并根據預先設定的粉塵濃度值自動開啟或關閉噴霧降塵裝置，及時降低粉塵濃度，改善工作環境，實現巷道粉塵濃度的遠程自動監測監控。在噴霧的過程中，如有人員通過，光電傳感器會發出電信號，通過控制噴霧暫停，人員通過后自動恢復噴霧狀態，也可以根據需要設定任意時間段定時噴霧降塵。主要內容如下： (1) 粉塵動態監測預警聯動技術 開發粉塵動態監測預警系統，實現對監控區域粉塵濃度的實時動態監測，設置粉塵濃度臨界值，在監測值達到或超過臨界值時，報警器報警，與大巷噴霧裝置、皮帶機巷道降塵噴霧裝置，采、掘工作面噴霧降塵裝置實現聯動。 (2) 噴霧遠程自動控制系統 通過遠程監控軟件，可以對各噴霧監測點安裝的現場設備，進行啟動、停止等遠程控制，也可以根據需要設定任意時間段定時噴霧降塵。 (3) 指揮調度分級管理技術 噴霧裝置工作狀態通過網絡，傳送到各級監控終端，使各部門可隨時了解井下噴霧系統運行狀況，同時用戶可根據自身權限進行靈活的級別管理，實現指揮權、監視權和控制權的管理配置。 二、總體方案1、 上位機軟件 1.1數據通信 本軟件采用TCP/IP協議，套接字編程，能夠保障數據傳輸的實時性、可靠性。 1.2數據顯示 軟件能夠對粉塵濃度、溫濕度、風速、風向等現場采集的環境參數，以及設備開啟狀態、工作位置等設備參數進行界面顯示。顯示方式包括文本框和曲線兩種形式，其中所有參數均可由文本框，同時用戶可以根據需要選擇需要曲線顯示的參數。 1.3遠程控制及參數配置 控制模塊主要包含噴霧開啟功能與關停功能，可以通過監控軟件界面進行手工操作，也可以在自動模式下，實現噴霧設備的自動啟停。通過參數配置功能，可以對噴霧開始時間、延遲時間、關停時間等參數進行配置。 1.4數據存儲、查詢、回放 通過數據庫實現環境參數、設備參數的監控數據的實時存儲�？赏ㄟ^數據查詢窗口，對已保存的歷史數據進行查閱，并可以通過曲線形式進行回放。 1.5分析預警 報警模塊包含設備故障預警功能和環境危險預警功能。通過引入設備故障預警模型和環境參數分析模型，對噴霧設備的健康狀態和環境參數進行監測，當設備出現故障或環境參數惡化超標時，能夠在監控軟件端進行文本、聲光等形式的提示。通過歷史數據分析，有效特征提取方法，發現監測數據的發展趨勢，爭取能夠在故障出現之前，提前做出預警。 1.6底層設備層 數據轉換：分站主控箱采用網絡通信模塊設計，網絡通信接口為RJ45轉RS485，分站主控箱可以設置噴霧狀態的基本參數，并把參數和設備信息轉發給上位機軟件。預留4路輸入和4路輸出，兩路RS485通信接口。一路用與連接粉塵傳感器等通信設備，另一路連接分控箱控制器。 2、噴霧降塵方式 2.1大巷噴霧，具有大巷噴霧人體感應停噴功能。通常情況下，裝置處于常噴狀態，當有人通過時裝置停噴，當人通過后裝置繼續噴霧降塵（配置主控箱1臺、熱釋光控傳感器2臺、電動球閥1臺）。 2.2定時大巷噴霧，采用微電腦時控開關對噴霧時間進行設定，實現某日期、某時間段的噴霧，并實現人過停噴，人過后繼續噴霧之功能（配置主控箱1臺、電動球閥1臺，熱釋光控傳感器2臺）。 2.3、轉載點噴霧，皮帶輸送機上安裝的傳感器（開�；蛴|控）有信號，進行噴霧降塵，無信號經延時自動關閉（配置主控箱1臺、電動球閥1臺，開�；蛴|控 1臺） 2.4、水電聯動，具有水電聯動噴霧功能，檢測水壓可開機信號進行噴霧降塵（配置主控箱1臺、電動球閥1臺，開�；蛴|控1臺，水壓傳感器） 2.5、防塵防火噴霧，具有防塵和防火兩項功能，可以單獨使用不影響巷道防塵，當粉塵濃度傳感器預警時，根據煤塵源監測區域噴霧降塵，當溫度、煙霧預警時，給火災預警區域噴霧防火降溫（配置主控箱1臺、電動球閥2臺，開�；蛴|控1臺，粉塵濃度傳感器1臺，溫度傳感器1臺，煙霧傳感器1臺） 2.6、防塵紅外噴霧，具備防塵和紅外人體感應停噴功能，防塵為設備啟動進行防塵，有行人通過停噴，經延時自動開啟噴霧。（配置主控箱1臺、電動球閥1臺，開�；蛴|控1臺，熱釋光控傳感器2臺） 2.7、采煤機塵源跟蹤噴霧系統 當煤機割煤移動過程中，裝在煤機上的紅外位置傳感器可根據移動方向和位置，向控制器發射信號�？刂破鞲鶕@些信號，計算出水幕的位置，控制相應的電動閥，在采煤機的下風端間隔道數（間隔道數：1-5道）形成數條水幕隨采煤機移動，同時打開水幕的條數、噴灑時間(噴霧延時設定d=0s-999s)，根據現場情況可在控制器上或通過集中控制器用紅外遙控器設定。從而對采煤機作業產生的大量粉塵進行有效的阻隔和降塵，實現采煤機、架間噴霧聯動。 2.8、移架自動噴霧除塵 當移架時，操作液壓手柄，裝在降架管路中的壓力無線發射器檢測到降架壓力大于10MPa工作，向控制器發射1秒無線觸發信號，控制器收到經過編碼的信號后，控制移動作業支架下風端間隔道數（間隔道數：1-5）水幕打開，延時噴灑降塵。支架下風端可以同時打開水幕條數、噴灑時間(噴霧延時設定d=0s-999s)，用戶可根據現場情況在控制器上或通過集中控制器用紅外遙控器設定。實現每臺支架移架時聯動。 2.9、放頂煤自動噴霧除塵 當放頂煤時，操作液壓手柄，裝在降架管路中的壓力無線發射器檢測到放煤壓力大于10MPa工作，向控制器發射1秒無線觸發信號，控制器收到經過編碼的信號后，控制放頂煤作業支架上、下風端水幕打開，延時噴灑降塵。上風端同時打開水幕條數（上道n=1-5）、下風端（下道n=1-5）、噴灑時間(d=0s-999s)，用戶可根據現場情況在控制器上或通過集中控制器用紅外遙控器設定。實現每臺支架放頂煤時聯動。 2.10、掘進巷道捕塵 掘進巷道全斷面捕塵裝置，適用于煤礦井下掘進巷道、回采工作面回風巷道，是可移動式的全斷面捕塵金屬網。當掘進機工作時；當粉塵傳感器到達設定值時，捕塵金屬網自動打開；噴頭的水流在金屬網上形成水膜。粉塵經風流凈化水幕的初步過濾后，再經水膜的二次凈化。達到很好的降塵效果。 四、設備技術參數1. 控制主機（電腦），研華 ① 顯示器尺寸：23.6英寸 144HZ ② 處理器：品牌Inte酷睿i7 頻率3.4GHz ③ 核心/線程數：四核心/四線程 ④ 內存容量：8GB ⑤ 硬盤容量：1T固態硬盤 ⑥ 顯卡類型：GTX1060 6GB ⑦ 主板：TUF Z390-PLUS GAMING/WIFI主板 1151針 2. 多功能噴霧 ① 支持多種工作模式（粉塵濃度超標噴霧、火災預警噴霧、大巷定時噴霧，大巷噴霧，轉載點噴霧等） ② 防爆形式：礦用隔爆兼本安型：：Exd[ib]I； ③ 電源電壓：127VAC（±10%）或220VAC ④ 本安最大開路電壓：DC12V； ⑤ 本安最大短路電流：240mA； ⑥ 延時范圍：0秒～999秒； ⑦ 通信接口：RS485 3. 礦用隔爆兼本安型可編程控制箱 ① 防爆形式：礦用隔爆兼本安型：：Exd[ib]I； ② 供電電壓：DC12V ③ 通訊口：支持2個RS-485串口和1個千兆光口 ④ 支持WEB界面設置，易于管理 ⑤ 支持串口聯網服務器 4. 礦用自動灑水降塵裝置主控箱 ① 防爆形式：礦用隔爆兼本安型：：Exd[ib]I； ② 電源電壓：127VAC（±10%）或220VAC ③ 本安最大開路電壓：DC12V； ④ 本安最大短路電流：410mA； ⑤ 延時范圍：0秒～999秒； ⑥ 電動球閥工作電流：75mA；工作電壓：12VDC； ⑦ 通信接口：RS485 5. 粉塵濃度傳感器 a）工作電壓：DC 9V～25V; b）最大啟動電流和最大工作電流：<60mA; c）測量范圍：Omg/m’～1000mg/m’,顯示值最小分辨率為0.1mg/m； 0mg/m?～3000mg/m2，顯示值最小分辨率為0.1mg/m； d)粉塵濃度測量基本誤差：<士15%； e)輸出信號：電流(4 20) mA，RS485(選)，CAN(選)，頻率(200~1000)Hz(選)，Lora無線 f)聲光報警：傳感器具有數值超限聲光報警功能； g)報警聲級：80dB（A）（lm遠處）； h)報警光：20m處清晰可見 6. 熱釋傳感器 a) 額定電壓：12V b) 工作電流：≤30mA C) 感應距離：距離大于10M 7. 觸控傳感器 a) 額定電壓：12V b) 工作電流：≤30mA C) 輸出：PNP 8. 礦用本安型紅外發送器 a) 額定電壓：12V b) 工作電流：≤30mA C) 紅外發射：距離大于10M 9. 礦用本安型紅外接收器： a) 額定電壓：12V b) 工作電流：≤30mA 10. 礦用本安型無線壓力發送器： a) 額定電壓：9V b) 工作電流：3～50mA C) 續航能力：1年 11. 礦用隔爆兼本安型直流電源 ① 防爆形式：礦用隔爆兼本安型：：Exd[ib]I； ② 供電電壓：AC127V ③ 輸出電壓：DC12V 12. 礦用本質安全型電動球閥 ① 額定工作電壓：DC 12V；額定工作電流≤250mA ② 電動球閥狀態：當斷開控制端與電源負極時，閥門處于關狀態；當短接控制端與電源負極時，閥門處于開狀態；電動球閥的控制執行開啟時間和斷水時間均小于10s。 ③ 傳輸距離≥50m ④ 用水要求：水壓：0.2MPa～7.0MPa；流量≥ 12L/min 13. 噴霧頭 ① 標準金屬扇形噴霧，能產生高沖擊力的液柱流和扇形噴霧 ② 產生的噴霧分布均勻 ③ 逐漸變細的噴霧邊使噴霧覆蓋區分布均勻 ④ 流量:7MPa 4.2l/min |
