KJ F2000 瓦斯抽放泵站监控系统的开发

2005/12/6 15:07:54

摘　要:介绍了为煤矿瓦斯抽放和回收利用而设计开发的,能够与KJ F2000 煤矿安全生产监控系统兼容使用的瓦斯抽放泵站监控系统。并对系统的功能、特点、组成的设计思想和原理给予简
单阐述。该系统的推广使用,将有利于推动我国煤矿的瓦斯抽放和回收利用。
关键词:瓦斯;抽放;泵站;监控
中图分类号: TD712 + . 63 　文献标识码:B 　文章编号:1003 - 496X(2005) 12 - 0025 - 02
　　目前,煤矿瓦斯抽放泵站监控监测设备的应用现状是:大多厂家采用通常的监控分站来实现对相关抽放参数的测量,而没有专门的抽放量累加统计,抽放量只能靠工人巡检时记录的瞬时流量,乘以巡检周期,然后再累加计算得来。这样做不仅计量不准确,误差大,而且增加了工人的维护量。大连矿山安全科学技术研究院为满足煤矿安全生产和瓦斯治理需要,开发出与KJ F2000 煤矿安全生产监控系统兼容使用的瓦斯抽放泵站监控系统。
1 　KJ F2000 瓦斯抽放泵站监控系统的功能及特点(1) 用途。用于高瓦斯矿井、瓦斯突出矿井井下管道抽放监控;用于高瓦斯矿井、瓦斯突出矿井地面抽放泵房监控;用于矿井地面抽放泵房瓦斯利用和计量监控。
(2) 系统的功能。①监测管道瓦斯、压力、流量、温度、水位、轴温、水温、储气罐高度、环境CH4 浓度等。②具有瓦斯混合量和瓦斯纯量累计功能。③轴温、水温,瓦斯超限、停电报警功能。④停水断电功能。⑤系统显示、报表、打印和联网功能。
(3) 系统的特点。KJ F2000 瓦斯抽放泵站监控系统监测参数,完全可以满足目前瓦斯抽放监测和控制的需要。全部系统可以灵活组合使用,既可以使用计算机组成大系统在地面瓦斯抽放泵房和瓦斯加压泵站安装使用,也可以脱离计算机变成小系统独立在煤矿井下的移动瓦斯抽放泵站和瓦斯抽放管道上使用。本系统所有传感器都通过信号转换器挂接到1根通信线上,节约使用成本,方便安装维护。
2 　KJ F2000 瓦斯抽放泵站监控系统组成KJ F2000 瓦斯抽放泵站监控系统,主要由地面监控室计算机、软件、KJ FS - 1 数据通信接口装置、本安电源箱、ZKC0. 2/ 22 瓦斯抽放泵站监测装置、KZC1 信号转换器、各种传感器和控制器等组成。
2. 1 　ZKC0. 2/ 22 瓦斯抽放泵站监测装置ZKC0. 2/ 22 瓦斯抽放泵站监测装置是KJ F2000 瓦斯抽放泵站监控系统的重要组成部分之一,由地址码选择、参数、时间调整及数据通信、数据显示、数据处理等功能模块组成。每套瓦斯抽放泵站监测装置与一定数量的KZC1 信号转换器相关联,它能够接受地面中心站监控主机的设置和操纵,并自动记忆监控主机下发的,其所属信号转换器及传感器种类、数量、量程、断电点、复电点、报警点,一
旦中心站瘫痪,本装置可以与所属的信号转换器构成小系统独立工作。ZKC0. 2/ 22 瓦斯抽放泵站监测装置,由抽放参数监测屏和综合参数监测屏组成。抽放参数监测屏针对在瓦斯抽放过程中的数据进行监测,它可以接收其下属信号转换器传输的对应传感器的测量值,
包括抽放管道CH4 浓度、管道压差,管道温度,管道负压,设备开停等,并进行显示;同时根据流量公式计算出实时流量及瓦斯纯量,进行累加显示,便于对高瓦斯矿井、瓦斯突出矿井,井下管道和地面泵房的瓦斯抽放、利用及计量进行数据统计和监控。综合参数显示屏主要针对泵房的环境参数进行监测,包括环境CH4 浓度,抽放泵的水温,轴温等参数进行监测显示,同时还具有时钟显示和瓦斯超限报警功能。还可以与KZC1 信号转换器相连,组成矿井安全生产监控系统;适用于大中小型煤矿,便于对井下环境参数的集中监测。ZKC0. 2/ 22 瓦斯抽放泵站监测装置采用一般兼本质安全型防爆形式,具有大屏幕L ED 数码管显示,美观大方,安装维护方便(只需接1 根通信线和1 根电源线即可) 。
2. 2 　KZC1 信号转换器
KZC1 信号转换器主要由1 路传感器输入(包括模拟量或开关量传感器) 、1 路控制量输出、地址码选择、数据通信和数据处理等功能模块组成。可以监测各种环境参数、设备开停状态,实现对被控电气设备断电控制。配接的各种传感器的种类、量程、断电点、复电点、报警点等均由地面中心站监控主机自动生成和自动记忆;一旦地面中心站或系统瘫痪,转换器仍可按中心站的定义独立工作。KZC1 信号转换器不仅具有单点分站功能,而且作为另一重要组成部分,与ZKC0. 2/ 22 瓦斯抽放泵站监测装置相配接,共同实现瓦斯抽放泵站监控功能。信号转换器可以用于地面和井下,与安装在瓦斯抽放泵房或井下管道上的传感器或者井下的环境参数传感器相配接,将测得的传感器的值,通过通信线传送给瓦斯抽放泵站监测装置及中心站。它是连接传感器和瓦斯抽放泵站监测装置的桥梁。KZC1 信号转换器采用本质安全型防爆形式,具有体积小、功能全、安装简便、维护方便、费用低等
优点,适合于中小煤矿的煤矿安全生产监控系统,可大大降低生产成本。
2. 3 　传感器
KJ F2000 瓦斯抽放泵站监控系统,配接适合于管道安装使用的输出频率为200～1 000 Hz 信号的模拟量传感器,或输出为0/ 5 mA 电流信号的开关量传感器,及其它输出频率为200～1 000 Hz 信号的相关模拟量传感器。模拟量传感器种类及范围为:高浓甲烷传感器:0～100 %;压差传感器:0～3 kPa ;负压传感器:0～200 kPa ;温度传感器:0～100 ℃;低浓度甲烷传感器:0～4 %。
2. 4 　本安电源
大容量电源,为系统提供21 V 直流本安电源,包含:
KJ FY- 1 隔爆兼本质安全型多路电源箱;
KJ FY- 2 隔爆兼本质安全型双路电源箱。
2. 5 　KJ FS - 1 数据通信接口装置
将地面中心站计算机发往井下各分站( 含ZKC0. 2/ 22 瓦斯抽放泵站监测装置, KZC1 信号转换器, KJ FT - 1 通用分站, KJ FT - 2 基本分站等)的,以RS —232C 标准时分基带信号调制成正弦交流信号形式的移频键控( FSK) 信号,向井下分站发送;接收井下分站以正弦交流信号形式发来的移频键控(FSK) 信号数据,并将其解调成符合IEEE 标准的RS —232C 信号,传送给地面中心站计算机。
2. 6 　计算机系统软件
KJ F2000 瓦斯抽放泵站监控系统软件,包含中心站软件和终端软件。通过KJ FS - 1 数据通信接口装置,实现与ZKC0. 2/ 22 瓦斯抽放泵站监测装置和KZC1 信号转换器的通讯,具有数据统计、显示、历史数据查询、报表打印、联网等功能。本软件是在KJ F2000 煤矿安全生产监控系统软件的基础上,升级改造而成。对于已经安装了KJ F2000 煤矿安全生产监控系统的煤矿,只要将其软件版本进行升级即可,非常方便。
3 　结束语
KJ F2000 瓦斯抽放泵站监控系统秉承了KJ F2000 煤矿安全生产监控系统的高可靠性,高稳
定性的优点。它的推广应用,必将促进我国煤矿瓦斯的抽放和回收利用,便于管理部门对其下属企业的瓦斯抽放和利用进行监督,防止任意开停抽放泵的行为发生,为上级管理部门的决策提供依据。对于原已经安装KJ F2000 煤矿安全生产监控系统的用户,只要将泵站监控系统的2 支通信线与原有的通信线并联到一起即可。现场安装容易,维护方便,投入成本低。KJ F2000 瓦斯抽放泵站监控系统已经在现场使用多例。该系统运转稳定,使用情况良好。
　　作者简介:马丽娟(1972 - ) ,女,工程师,1995 年毕业于辽宁石油化工大学,生产过程自动化专业,双学士,现从事煤矿安全仪表研究工作。

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